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太阳能光伏并网发电中的雷电监控系统探讨

返回列表 来源: 电工技术学报 发布日期: 2021.08.31 浏览次数:
光伏发电站一般布置在开阔平坦的地方,极易发生雷击事件,特别在雷电高发地区,一旦发生雷击直接关系到太阳能电池组件、光伏方阵、逆变器、变压器等高灵敏设备的运行,电站维护人员的人身安全以及社会供电服务等。因此,只有光伏发电太阳能发电太阳能光伏并网发电系统的防雷避雷问题得到解决。系统才能可靠和安全地工作。
在太阳能光伏并网发电系统中运用现行的防雷技术存在以下弊端:一是大面积的太阳电池板占据的屋面上的水、电循环系统都可以成为雷电的载体,二是如果按照传统的避雷技术的要求安装避雷带、避雷针群等装置,对间距和高度的要求很高。
本文研究的重点是如何对光伏并网电站的太阳电池阵列、控制器和逆变器进行多级、综合雷电防护。
太阳能光伏并网发电系统组成及工作原理
太阳能光伏并网发电系统的基本组成为:太阳电池方阵、直流配电柜、交流配电柜和逆变器等。它通过把太阳能转化为电能,不经过蓄电池储能,直接通过并网逆变器,并网逆变器经过一系列转换以后变为符合要求的交流电, 把电能送上电网。
产生的交流电可以直接供给交流负载,然后将剩余的电能输入电网,或者直接将产生的全部电能并入电网。在没有太阳时,负载用电全部由电网供给。充分利用了光伏阵列产生的电力,从而能量损耗减小,系统成本降低。
在太阳能光伏(PV)并网发电系统中,防雷的原理是变被动引雷为主动引雷。将雷电流高原连接地下释放电荷,这是一个被动的引雷。被保护太阳能光伏(PV)并网发电系统,仍然处于危险之中。图1所示为太阳能光伏并网发电系统雷电监测系统组成框图。
避雷控制系统负责测试每一个直接的避雷器动作为脉冲电流强度后,闪电的电压的极性,计数的雷击次数和雷电保护装置损坏的间接证据。它将根据上位机的指令,各种数据传输到PC机进行相应的处理命令,也可以根据重置用户的按键,显示和打印等操作。
该智能监控前端处理下一机可分为两个部分:一部分用于检测多路防直接雷避雷装置动作后各个参数的变化情况; 另一部分用于检测多路防非直接雷避雷装置的动作损坏情况。
各种雷电信息(如闪电,闪电,闪电电流强度的极性的电压以及损坏,更换防雷装置等)。它可以模拟显示防雷系统的辖区内的防雷装置的位置、行动和工作条件,也可以打印在防雷系统根据客户的要求,所有的历史数据和实时智能监控报告后,每个被闪电击中的具体情况报告。它也可以通过预设的电话报警,满足一定的需要,如无人值守。
避雷防护措施
防止直接雷击,雷电感应和雷电波侵入是太阳能光伏防雷(PV)并网发电系统的监测和控制系统的三大重要功能,因此,可以根据雷电危害的类型的不同选择对应的防雷措施和保护方案。
1 对直击雷的防护
直击雷防护是保护建筑物本身不受雷电损害,以及减弱雷击时巨大的雷电流沿着建筑物泄入大地时对建筑物内部空间产生的各种影响。
防止直接雷击,避雷针,避雷装置,主要用于通过计算,选择合理的防雷设备,实现室外太阳能电池阵列的有效保护的目的。光伏发电站到室外的太阳能电池阵列的有效保护,关键是要正确计算预测太阳能电池阵列闪电数和滚动球的使用方法,确定需要防雷、避雷针的范围,然后选定的模型及性能指标。
感应雷的防护措施是对雷云发生自闪、云际闪、云地闪时,在进入建筑物的各类金属管、线上所产生雷电脉冲起限制作用,从而保护建筑物内人员及各种电气设备的安全。采取的措施应根据各种设备的具体情况,除要有良好的接地和布线系统,安全距离外,还要按供电线路,电源线、信号线、通信线、馈线的情况安装相应避雷器以及采取屏蔽措施。
2 对雷电感应和雷电冲击波的防护
分析原因,都由雷电波的侵入造成的。所以,在太阳能光伏发电站的防雷设计中,必须采取有效的措施来防止雷电和雷电波侵入的感应。
因此,考虑采用避雷器的雷电和雷电波侵入保护感应。控制器和逆变器一般采用全户内式,为了使光伏电池组件,直接雷和感应雷在控制器和逆变器可以可靠的保护,在光伏电池组件的支持,控制器和逆变器的导电的房子安装在环的顶部,作为防雷避雷带,并设置具有多个独立引下线防雷带。
对感应雷保护,在光伏电站的房间所有的金属,包括设备的金属外壳、机架、金属管道、电缆金属护套,如可靠接地,和所有的金属使用专用的接地线单独接入线路。
导致电脑室的主要途径有两种,一是雷电波侵入的架空导线,二是光伏阵列。因此,可以采取多种保护措施保护太阳能光伏(PV)电网电力系统。
一是接线盒安装在太阳能电池方阵防雷模块;二是保持太阳能电池方阵配电柜和控制柜的跨度超过10米;三是为了使其具有防雷功能,在防雷装置安装控制器、逆变器;在交流输出,改变安装在杆的方法,更敏感低压阀型避雷器上方的以前的设计,安全方便的电涌保护器,防雷模块;防雷装置均安装在防雨防尘箱电源,固定在杆顶,防止雷电波的传输线到电脑室。所以可以有效的进行雷电波侵入井的保护。
可见,在太阳能光伏(PV)并网发电系统,不仅需要考虑防雷,还需要考虑间接雷击(雷电波闪电)保护。同时,要了解雷击的次数和每一次闪电和雷电防护工作的每个避雷器损坏情况系统的强度。只有这样,才可以设计出完美的雷电监测系统,并具备相关的专业知识能根据现场情况灵活处理突发情况,才能保护太阳能光伏(PV)并网发电系统设备和人身安全。

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