光伏系統(tǒng)安裝之后,用戶最關心就是發(fā)電量,因為它直接關系到用戶的投資回報,影響發(fā)電量的因素很多,組件,逆變器,電纜的質量,安裝朝向方位角,傾斜角度,灰塵,陰影遮擋,組件和逆變器配比系統(tǒng)方案,線路設計,施工,電網電壓等等各種因素都有可能,本系列文章將根據(jù)實際案例一一探討各種因素。本文主要討論電纜設計錯誤對發(fā)電量的影響。
案例現(xiàn)場,有一個光伏扶貧電站,裝機容量是110kW,使用2臺30kW逆變器和1臺50kW逆變器,采用全額上網的方式,通過并網柜,接入變電站的低壓端,并網后,安裝方發(fā)現(xiàn)電站發(fā)電量偏低,聯(lián)系到逆變器廠家,售后客服人員在現(xiàn)場檢測,分別只開啟一臺逆變器,此時并網電壓不高于440伏,3臺機器均能正常運行,沒有出現(xiàn)待機重連的現(xiàn)象,這說明逆變器本身是沒有問題的。
逆變器沒有任何問題,發(fā)電量偏低的主要原因是當3臺逆變器電站同時工作功率增加時,電網電壓也會隨之升高,當達到國家標準所規(guī)定的最高限制時,啟動保護機制,逆變器停機或者限額運行,造成發(fā)電量偏低。
如什么光伏輸出功率增加時,電網電壓會升高,盡管不是逆變器的問題,但逆變器廠家的售后服務工程師憑著職業(yè)道德和長期的工作經驗,從線路上一一檢查,幫助客戶找出問題,經排查,組件,逆變器,開關設計選型都正常,問題出在逆變器到箱變這一段電纜上,電纜截面積達不到要求,未改進的線路如圖所示。
逆變器交流側線纜,應該使用交流電纜,50KW逆變器原來的4*6平方直流PV線纜,應該換成4*35平方銅線,兩臺30KW逆變器原來的4*6方直流PV線纜,應該換成4*16平方銅線。
2個交流配電箱到交流并網柜的距離分別為30米和110米,使用的線纜都是4*50平方鋁線,能達到要求。
變壓器至電表箱并網點距離大約600米,電線桿上使用4*35mm鋁線,線徑過細,成為該電站現(xiàn)象的根因所在,逆變器交流側線纜整改后,問題繼續(xù)存在,在30℃時,鋁的電阻率約p=2.8×10^-8,則600米鋁電纜,35mm鋁線600米電阻為R=Lp/S=600×2.8×10^-8/(35×10^-6)=0.48歐姆。50mm鋁線100米R=Lp/S=100×2.8×10^-8/(50×10^-6)=0.056歐姆,加上其它電纜及開關的電阻,總值約 0.54歐姆。
在農村地區(qū),各戶距離較遠,為了照顧遠的地方,箱變端電網電壓一般都比較高,在420V左右。逆變器是一個電流源,為了向電網輸送電流,逆變器的輸出電壓要比箱變的電壓高,逆變器的輸出電壓=電纜損耗電壓+箱變電壓。電纜損耗電壓=電流*電阻。
從上表可以看到,隨著功率的增加,如果電纜不整改,逆變器的輸出電壓也會隨之增加,如果要符合國家標準,必須到逆變器的電壓降到460V以內,電纜損耗電壓只有40V,經計算,110kW交流輸出電纜如果大于700米,電纜面積必須要用120平方才可以。
電纜設計選型的原則:
1) 電纜的耐壓值要大于系統(tǒng)的最高電壓。如380V輸出的交流電纜,要選舉450/750V的電纜
2)光伏方陣內部和方陣之間的連接,選取的電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.56倍。
3)交流負載的連接,選取的電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.25倍。
4)考慮溫度對電纜的性能的影響。溫度越高,電纜的載流量就越少,電纜要盡量安裝在通風散熱的地方。
5)考慮電壓降不要超過2%.
案例現(xiàn)場,有一個光伏扶貧電站,裝機容量是110kW,使用2臺30kW逆變器和1臺50kW逆變器,采用全額上網的方式,通過并網柜,接入變電站的低壓端,并網后,安裝方發(fā)現(xiàn)電站發(fā)電量偏低,聯(lián)系到逆變器廠家,售后客服人員在現(xiàn)場檢測,分別只開啟一臺逆變器,此時并網電壓不高于440伏,3臺機器均能正常運行,沒有出現(xiàn)待機重連的現(xiàn)象,這說明逆變器本身是沒有問題的。
逆變器沒有任何問題,發(fā)電量偏低的主要原因是當3臺逆變器電站同時工作功率增加時,電網電壓也會隨之升高,當達到國家標準所規(guī)定的最高限制時,啟動保護機制,逆變器停機或者限額運行,造成發(fā)電量偏低。
如什么光伏輸出功率增加時,電網電壓會升高,盡管不是逆變器的問題,但逆變器廠家的售后服務工程師憑著職業(yè)道德和長期的工作經驗,從線路上一一檢查,幫助客戶找出問題,經排查,組件,逆變器,開關設計選型都正常,問題出在逆變器到箱變這一段電纜上,電纜截面積達不到要求,未改進的線路如圖所示。
(表一 逆變器輸出線纜線徑選擇參考對照表)
2個交流配電箱到交流并網柜的距離分別為30米和110米,使用的線纜都是4*50平方鋁線,能達到要求。
變壓器至電表箱并網點距離大約600米,電線桿上使用4*35mm鋁線,線徑過細,成為該電站現(xiàn)象的根因所在,逆變器交流側線纜整改后,問題繼續(xù)存在,在30℃時,鋁的電阻率約p=2.8×10^-8,則600米鋁電纜,35mm鋁線600米電阻為R=Lp/S=600×2.8×10^-8/(35×10^-6)=0.48歐姆。50mm鋁線100米R=Lp/S=100×2.8×10^-8/(50×10^-6)=0.056歐姆,加上其它電纜及開關的電阻,總值約 0.54歐姆。
在農村地區(qū),各戶距離較遠,為了照顧遠的地方,箱變端電網電壓一般都比較高,在420V左右。逆變器是一個電流源,為了向電網輸送電流,逆變器的輸出電壓要比箱變的電壓高,逆變器的輸出電壓=電纜損耗電壓+箱變電壓。電纜損耗電壓=電流*電阻。
從上表可以看到,隨著功率的增加,如果電纜不整改,逆變器的輸出電壓也會隨之增加,如果要符合國家標準,必須到逆變器的電壓降到460V以內,電纜損耗電壓只有40V,經計算,110kW交流輸出電纜如果大于700米,電纜面積必須要用120平方才可以。
電纜設計選型的原則:
1) 電纜的耐壓值要大于系統(tǒng)的最高電壓。如380V輸出的交流電纜,要選舉450/750V的電纜
2)光伏方陣內部和方陣之間的連接,選取的電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.56倍。
3)交流負載的連接,選取的電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.25倍。
4)考慮溫度對電纜的性能的影響。溫度越高,電纜的載流量就越少,電纜要盡量安裝在通風散熱的地方。
5)考慮電壓降不要超過2%.
分布式光伏常用逆變器電纜選擇: