1500V系統(tǒng)相對1000V系統(tǒng)，其直流側(cè)電壓從1000V提升到1500V，交流側(cè)從500V提升至800V，因而在提升電站發(fā)電效率、降低系統(tǒng)損耗、減少工程造價(jià)上有明顯優(yōu)勢。
為了將1500V光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢引用到屋頂分布式光伏電站中來，小固借助工程案例，分享1500V光伏系統(tǒng)在屋頂分布式光伏項(xiàng)目上的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從系統(tǒng)設(shè)備選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案等方面重點(diǎn)介紹1500V系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程。
01工程概況
本期光伏裝機(jī)總?cè)萘繛?．4MWp，其中屋頂安裝安裝530W單晶硅光伏組件7200塊，車棚共安裝530W單晶硅光伏組件300塊，綠化帶共安裝530W單晶硅光伏組件802塊；24塊組件一串接入1500V 225kW逆變器，逆變器共計(jì)16臺(tái)，每4臺(tái)逆變器接1臺(tái)1250kVA的升壓變升壓到10kV并網(wǎng)，項(xiàng)目為自發(fā)自用，余電上網(wǎng)模式，并網(wǎng)電壓等級(jí)為10kV接入，共1個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)。
02主要設(shè)備選型
2．1 光伏組件選型
本工程為1500V系統(tǒng)，重點(diǎn)應(yīng)該選用通過1500V系統(tǒng)認(rèn)證的光伏組件。本設(shè)計(jì)采用單晶高效半片組件，組件峰值功率為530W，組件參數(shù)如下表：
2．2 逆變器選型
逆變器要遵循高可靠、高效率、寬范圍、高質(zhì)量、高性價(jià)比的原則，特別是采用1500V系統(tǒng)，逆變器的輸入電壓決定著直流側(cè)的系統(tǒng)電壓等級(jí)。本設(shè)計(jì)采用組串式逆變器，單機(jī)功率225kW，逆變器參數(shù)如下表：
2．3 升壓箱變選型
升壓箱變采用戶外布置型式，選擇預(yù)裝式箱變，變壓器采用雙繞組干式變壓器，容量為1250kVA。本項(xiàng)目逆變器輸出電壓為800V系統(tǒng)，電網(wǎng)側(cè)為10kV配電系統(tǒng)，升壓箱變主要參數(shù)見下表：
中性點(diǎn)不接地。
2．4 交流電纜選型
本設(shè)計(jì)逆變器額定輸出線電壓為800V，升壓箱變中性點(diǎn)為不接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)對地電位上升為相電壓，接地相電壓為零，非接地相電壓上升線電壓，且故障時(shí)間可能持續(xù)8h以上，因此電纜相對絕緣屏蔽或金屬套之間額定電壓宜選擇133％的使用回路工作相電壓，即800V，顯然常用的0．6／1kV電力電纜不適用于本系統(tǒng)，因此需要選擇更高絕緣水平的1．8／3kV的電力電纜。本次建議選擇ZRC－YJV22－1．8／3kV－3＊95mm?。
03光伏系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)
3．1 組件排布設(shè)計(jì)
整體項(xiàng)目容量設(shè)計(jì)
廠房組件排布圖
停車棚組件排布圖
3．2 組串設(shè)計(jì)
考慮組串靈活布置以及適配逆變器超配能力，本工程多采用24～26片組件為一串的排布方式。
比較1500V系統(tǒng)和1100V系統(tǒng)應(yīng)用在工商業(yè)屋頂?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)：
· 24～26塊一串，系統(tǒng)電壓為1180．8 V ～1279．2V，實(shí)際上電壓并未超過1100V系統(tǒng)太高。
· 1500V系統(tǒng)的電流并未增大，電流小，電弧的能量就小，更容易熄滅，危害波及面也更小，跟1100V系統(tǒng)比相對安全。
綜合以上分析在1500V組串式方案逆變器靠近屋頂，直流路徑短，直流節(jié)點(diǎn)簡單無匯流，電能逆變后經(jīng)過交流傳輸，在1500V系統(tǒng)上電氣安全上更有保障，更適合于1500V系統(tǒng)。
3．3 電氣一次設(shè)計(jì)
容量為4400kW的光伏組件分組串接入16臺(tái)225kW并網(wǎng)逆變器，逆變器輸出經(jīng)過4臺(tái)1250KVA變壓器由800V升至10千伏后，接至光伏電站母線，再通過1回10千伏線路接至該廠區(qū)現(xiàn)有的高壓配電房的10千伏母線，利用用戶原線路接入順天103線。
現(xiàn)有高配室10KV接線圖
新建高壓組柜10KV接線圖
3．4 電氣二次設(shè)計(jì)
接入10KV系統(tǒng)的光伏發(fā)電站采用集線路保護(hù)功能，防孤島保護(hù)功能，安全自動(dòng)裝置功能等多功能一體化集成裝置；二次設(shè)備功能符合GB／T 19964－2012標(biāo)準(zhǔn)。
此光伏所接入企業(yè)用戶的電源線路為10千伏專線，此專線兩端微機(jī)保護(hù)應(yīng)改造為光纖差動(dòng)保護(hù)，光纖采用直連方式。
總進(jìn)線斷路器處，分布式電源饋線斷路器配置的繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置符合以下技術(shù)要求：系統(tǒng)繼電保護(hù)應(yīng)使用專用的電流互感器和電壓互感器的二次繞組，電流互感器準(zhǔn)確級(jí)宜采用5P，10P級(jí)，電壓互感器準(zhǔn)確級(jí)宜采用0．5P，3P級(jí)。
光伏電站內(nèi)需具備交直流電源和UPS電源，供新配置的保護(hù)裝置，測控裝置，在線監(jiān)測裝置等設(shè)備使用。
接入此光伏電站后：上級(jí)變電站此線路的重合閘方案，根據(jù)光伏防孤島的需求調(diào)整，還需調(diào)整上級(jí)變電站側(cè)的相關(guān)保護(hù)定值和自動(dòng)裝置定值，滿足專線用戶的安全運(yùn)行。
接入10KV系統(tǒng)的光伏發(fā)電站采用集線路保護(hù)功能，防孤島保護(hù)功能，安全自動(dòng)裝置功能等多功能一體化集成裝置；二次設(shè)備功能符合GB／T 19964－2012標(biāo)準(zhǔn)。
電能量計(jì)算
當(dāng)自發(fā)自用時(shí)，在并網(wǎng)點(diǎn)單套設(shè)置并網(wǎng)電能表；當(dāng)余量上網(wǎng)時(shí)，還應(yīng)在產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)（最終按用戶與業(yè)主計(jì)量協(xié)議為準(zhǔn)）設(shè)置同型號(hào)，同規(guī)格，準(zhǔn)確度相同的主，副關(guān)口計(jì)量電能表各一塊。主，副表應(yīng)有明確標(biāo)志。
電能表裝設(shè)地點(diǎn)計(jì)量裝置部分需可封閉。10KV電能計(jì)量裝置應(yīng)采用計(jì)量專用電壓互感器（準(zhǔn)確度0．2），電流互感器（準(zhǔn)確度0．2S）。
需在上級(jí)變電站專線間隔處裝設(shè)滿足GB／T 19862《電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備通用要求》標(biāo)準(zhǔn)要求的A類電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置一套；電能質(zhì)量監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)應(yīng)至少保存一年。
遠(yuǎn)動(dòng)信息傳輸
遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)：以10千伏接入時(shí)，應(yīng)由本體監(jiān)控系統(tǒng)采集和傳輸運(yùn)行信息，本體條件不具備時(shí)，應(yīng)獨(dú)立配置遠(yuǎn)方終端，采集相關(guān)信息。
在上一級(jí)相應(yīng)的通信設(shè)備，建立相應(yīng)的通信通道。
二次安全防護(hù)
若站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)存在信息交換，應(yīng)按照二次安全防護(hù)要求采取安全防護(hù)措施。
在項(xiàng)目前期階段提供“安全防護(hù)方案”在調(diào)度部門備案。
小 結(jié)
1500V系統(tǒng)使用的逆變器數(shù)量、相應(yīng)的線纜、開關(guān)設(shè)備均有所降低，整個(gè)初始投資成本可節(jié)省0．025～0．05元／W，對于提升工商業(yè)屋頂項(xiàng)目整體收益是非常有效的方案。在整縣推進(jìn)中1500V是大型地面電站的主流解決方案，未來在屋頂上應(yīng)用也會(huì)越來越多。
