光伏电站的运行和维护

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1、第1页二○一○年十一月光伏并网电站的运行和维护生产运维部一、光伏电站的发电原理光伏发电是指利用太阳能电池这种半导体电子器件的P-N结光生伏打效应原理有效地吸收太阳光辐射能，通过转换装置使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流，具有可再生、无污染等优势。一、光伏电站的发电原理P-N结的光生伏打效应发电原理光生伏打效应就是当物体受到光照时，其体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。半导体太阳能电池的发电过程概括为4点：1、收集太阳光使之照射到太阳能电池表面。2、太阳能电池吸收具有一定能量的光子，激发出光生载流子——电子-空穴对。3、电性相反的光生

2、载流子在太阳能电池P-N结内建电场的作用下，电子-空穴对被分离，电子集中在一边，空穴集中在另一边，在P-N结两边产生异性电荷的积累，从而产生光生电动势，即光生电压。4、在太阳能电池P-N结两侧引出电极，并接上负载，则在外电路中即有光生电流通过，从而获得功率输出，这样太阳能电池就把太阳能直接转换成了电能二、光伏电站的组成第4页发电过程光伏电站是利用一定数量太阳能电池组件串联后接收太阳光将辐射能转换为一定电压（逆变器额定电压）和电流的直流电，再将若干电池组串在汇流箱内进行并联以提高电流，并联后电流达到逆变器额定电流的数个汇流箱接入一台并网逆变器，通过并网逆变器将电池组件发出

3、的直流电逆变成符合电网需求的交流电，经过配电装置后接入电站升压变压器，通过变压器将电压升高至符合电网要求的电压等级后，并入电网。组成设备主要设备包括电池组件、汇流箱、逆变器、高低压配电装置和变压器等。二、光伏电站的组成电池组件汇流箱高低压配电柜逆变器变压器电网三、光伏电站的主要设备及其功能1、电池组件太阳能电池的基本单元是“电池片”，一定数量的电池片通过封装工艺串联在一起形成电池组件。三、光伏电站的主要设备及其功能1、电池组件目前光伏电站常用的电池组件有以下三种：单晶硅电池组件：光电转换效率为15%左右，最高的达到24％，是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，

4、坚固耐用，使用寿命最高可达25年，但制作成本高。多晶硅电池组件：制作工艺与单晶硅电池相近，光电转换效率约12％左右，制作成本比单晶硅电池低，但寿命比单晶硅电池短。非晶硅电池组件：是新型薄膜式电池组件，制作工艺与单晶硅和多晶硅电池的完全不同，制作成本低。弱光性能优于晶硅电池。但光电转换效率偏低，且衰减较快。三、光伏电站的主要设备及其功能光伏防雷汇流箱安装于太阳能电池方阵阵列内，它的主要作用是将太阳能电池组件串的直流电缆，接入后进行汇流，再与并网逆变器或直流防雷配电柜连接，以方便维修和操作。汇流箱一般具有如下功能和要求：a)防护等级一般为IP65，防水、防灰、防锈、防晒、防

5、盐雾，满足室外安装的要求；b)可同时接入多路电池串列，并可承受电池串列开路电压；c)直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用防雷器；d)可对输入、输出电流、电压及箱内温度进行监测。2、光伏防雷汇流箱汇流箱的电气原理框图如下图所示上图所示之光伏阵列防雷汇流箱为6路输入，针对具体设计情况需求，输入电池串列可相应增加或减少。三、光伏电站的主要设备及其功能3、并网逆变器光伏并网逆变器（下称逆变器）是光伏发电系统中的核心设备。逆变器将光伏方阵产生的直流电（DC）逆变为三相正弦交流电（AC），输出符合电网要求的电能。逆变器是进行能量转换的关键设备，其效率指标等电气性

6、能参数，将直接影响电站系统发电量。三、光伏电站的主要设备及其功能3、并网逆变器逆变器满足以下要求：a)并网逆变器的功率因数和电能质量应满足电网要求。b)逆变器额定功率应满足用于海拔高度的要求，其内绝缘等电气性能满足要求。c)逆变器使用太阳电池组件最大功率跟踪技术(MPPT)。d)逆变器具有极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过温保护、交流过流及直流过流保护、直流母线过电压保护、电网断电、电网过欠压、电网过欠频、光伏阵列及逆变器本身的接地检测及保护功能等。三、光伏电站的主要设备及其功能4、高低压配电装置高、低压配电装置主要用于控制站内电能的通、断，分配及交换，一般有38

7、0V、10KV、35KV等电压等级。三、光伏电站的主要设备及其功能5、变压器变压器是一种静止的电器，它利用电磁感应原理把交流电压转换成相同频率的另一种交流电压。其结构的主要部分是两个（或两个以上）互相绝缘的绕组，套在一个共同的铁芯上，两个绕组之间通过磁场而耦合，但在电的方面没有直接联系，能量的转换以磁场为媒介。在两个绕组中，把接到电源的一个称为一次绕组，建成原方（或原边），而把接到负载的一个称为二次绕组，简称副方（或副边）。当原方接到交流电源时，在外施电压作用下，一次绕组中通过交流电流，并三、光伏电站的主要设备及其功能5、变压器变压器按相