1.概述
无论从世界还是从中国来看,常规能源都是很有限的,中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平,大约只有世界总储量的10%。而太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、资源的充足性和潜在的经济性等优点。
在当今能源短缺的现状下,各国都加紧了发展光伏的步伐。作为专业的光伏行业解决方案提供者,AEG配电与控制提供专业的意见及建议、系统解决方案及优化、为光伏行业可靠的断路器产品,能够轻松解决现场需求。
2.光伏发电系统简介
光伏发电系统是利用的是光生伏特效应,将太阳能转换成电能的发电系统,其可分为独立光伏发电系统(离网)、并网光伏发电系统和分布式光伏发电系统。
(1)独立光伏发电系统(离网)(见图1)
图1 独立光伏发电系统示意
(2)并网光伏发电系统(见图2)
图2 并网光伏发电系统示意
(3)分布式光伏发电系统(见图3)
图3 分布式光伏发电系统示意
3.AEG低压产品光伏系统配置方案
从图4中可以看出,光伏发电系统的每个环节都需要可靠的低压开关产品,以提供更加精准的保护。AEG专业的解决方案包括直流汇流箱以及直流配电柜、逆变器、交流配电柜内所必须采用的电气元件:MM9/MC9系列塑壳断路器、E90系列微型断路器、ME09系列框架断路器、AT10系列双电源切换等产品。
下面将着重介绍,AEG断路器在直流汇流箱、逆变、交流配电及并网系统这三个重要的环节的应用。
(1)汇流箱/直流柜
图4 低压产品光伏系统配置方案
塑壳断路器是汇流箱中的重要保护元件。AEG小容量MC9系列4极塑壳断路器,因具有以极高的性价比而在汇流箱中被大量应用。汇流箱接线原理如图5所示,断路器局部接线如图6所示。
图5 汇流箱接线原理(www.xing528.com)
图6 断路器局部接线
1)独特的旋转式双断点触头系统和单级DC250V耐压完全适合直流环境:直流电路的电流不存在过零点,所以在熄弧时必须强制直流燃弧电流等于零,造成对断路器熄弧能力的挑战。
图7 MC系塑壳断路内部结构
AEG的MC系列4极塑壳断路器(见图7)具有旋转式双断点触头系统和单级DC250V耐压,可胜任直流环境1000V耐压的要求,可靠熄灭电弧。
2)采用了德国优异的制造工艺,在极端严酷的野外自然环境中也能正常工作:在光伏发电站中,汇流箱与光伏组件阵列是在最恶劣的户外环境下紧密共存的一对难兄难弟。作为经过极限试验(DME)是验证的产品,MC9系列塑壳断路器,无论是在沙漠、戈壁或历经严寒酷暑、日晒雨淋,都能为汇流箱单元提供可靠精准的保护。
(2)逆变部分
逆变器的功能是将来自汇流单元的直流电转化为交流电,提供给电网。图8为逆变器部分主回路典型示意图。
图8 逆变器典型主回路
AEG大容量塑壳断路器之所以能够在独特的直流环境中精确保护昂贵的逆变器,具有以下独特优势:
1)多种电流保护方式可选:传承AEG百年德国品质和先进的设计制造理念和AEG电力产品一贯优良特性,AEG大容量低压塑壳断路器采新全能型电子脱扣器基于32位处理器技术,可以实现L、S、I、G四段式保护,整定范围更宽达0.3~1In,提供了完整的增强型选择性保护功能,能够胜任逆变的特殊保护需求。
2)-20~+70℃的超大适用温度范围和2000m海拔不降容,体现MC系列塑壳断路器优异的设计和制造工艺。
(3)交流配电及并网系统
在光伏发电系统中,交流配电及并网系统位于逆变器与交流负载之间,承担接受、调度和分配电能的功能。其中框架式空气断路器,无疑是非常重要的一次元件。
久负盛名的AEG ME系列框架式空气断路器已经发展到第9代(见图9),在原有的高性能基础上加入了的参数同步功能PAMM模块,而M-PRO智能脱扣器功能更加强大,具有过负荷、短路定时限护、短路反时限、短路瞬时、接地故障等全方位保护,同时可以实现全电量参数测量,还有多达22条脱扣曲线可供选择,可以满足客户所有需求。同时,具有-45~+70℃的工作适用温度,就算在地球上最严酷的环境下也能可靠运行。
图9 ME09框架式空气断路器
(作者:AEG配电与控制 王云 严宇浩)
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