3.5.1 Hệ thống DC
Hệ thống DC bao gồm các thành phần sau:
- Mảng mô đun PV.
- Cáp DC (cáp đấu nối các mô-đun với nhau, đấu nối các chuỗi và cáp
chính).
Tập 1: Thuyết minh phần nhà máy Chương 3
- Đầu nối DC.
- Hộp kết nối.
- Thiết bị ngắt kết nối/ chuyển mạch.
- Thiết bị bảo vệ.
- Nối đất.
Khi xác định các thành phần DC của nhà máy, điện áp và dòng điện tối đa của từng chuỗi PV độc lập và các mảng PV phải được tính bằng cách sử dụng đầu ra cực đại của từng module PV.
Các thành phần DC phải được tính toán để đảm bảo yêu cầu cho phép về giới hạn nhiệt và điện áp. Việc lựa chọn tiết diện của cáp DC cho các nhà máy điện mặt trời phải sử dụng cáp được thiết kế đặc biệt cho các thiết bị của hệ thống PV (solar cable) có sẵn. Nói chung, phải tuân thủ các tiêu chí sau khi lựa chọn các loại cáp:
- Điện áp định mức tối thiểu: Vđm = VOC (STC) x 1,05
- Dòng điện định mức tối thiều: Iđm = 1,25 x Isc:
3.5.1.1 Thiết kế các mảng PV
Thiết kế các mảng PV sẽ phụ thuộc vào đặc tính kỹ thuật của biến tần và cấu trúc hệ thống đã chọn. Sử dụng nhiều mô-đun nối tiếp để tạo thành các mảng điện áp cao để giảm tối thiểu tổn thất.
Số lượng tấm PV tối đa trong một chuỗi: Số lượng tối đa các tấm PV trong chuỗi được xác định bởi điện áp đầu vào DC lớn nhất của inverter mà chuỗi PV sẽ được kết
nối vào (VMAX (INV, DC)). Trong bất kỳ trường hợp nào thì điện áp của chuỗi PV đấu nối
vào cũng không được lớn hơn điện áp lớn nhất của inverter.
Số lượng PV tối đa trong một chuỗi (nmax) được tính theo công thức:
VOC(MODULE), tại nhiệt độ môi trường lạnh nhất x nmax < VMAX(INV,DC)
Số lượng module PV tối thiểu trong một chuỗi: Số lượng tối thiểu các module PV được giới hạn bởi yêu cầu giữ điện áp hệ thống trong dải có điểm công suất lớn nhất (MPP) của Biến tần. Nếu điện áp chuỗi PV giảm xuống dưới điện áp biến tần MPP tối thiểu, thì hệ thống sẽ hoạt động kém, hoặc ngừng hoạt động.
Số lượng PV tối thiểu trong một chuỗi (nmin) được tính theo công thức:
VMPP(MODULE), tại nhiệt độ môi trường nóng nhất x nmin > VMPP(INV,min)
Số lượng chuỗi PV: Số chuỗi PV tối đa cho phép trong một mảng PV được xác định bởi dòng điện lớn nhất cho phép của mảng PV (PV array) và dòng điện tối đa của biến tần. Nói chung, không nên vượt quá giới hạn này vì nó dẫn đến sự lão hóa của biến tần và mất năng suất.
Ta tính được số lượng PV trong một chuỗi là: 30 module PV
Số chuỗi PV nối vào tủ kết nối (string combiner box): 22 (23) chuỗi
Tập 1: Thuyết minh phần nhà máy Chương 3
Nhà máy điện mặt trời Bình An TKKT
Số tủ String Combiner box đấu nối vào 01 inverter: 07 tủ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.5.1.2 Tính chọn cáp đấu nối
Cáp được thiết kế đặc biệt để lắp đặt cho nhà máy điện mặt trời (solar cable) có sẵn và nên được sử dụng. Nói chung, cần phải quan sát ba tiêu chí khi lựa chọn cáp:
- Điện áp của dây dẫn: Vđm = VOC (STC) x 1,05
- Dòng điện định mức của cáp: Dòng điện định mức của cáp lực được
chọn phải
đảm bảo khả năng tải hết công suất của thiết bị. Iđm 1,25 x
Trong đó: - Iđm : dòng điện định mức của cáp;
- Imax : dòng điện tải lớn nhất của cáp (Imax = Isc);
- f1, f2, f3: Các hệ số điều chỉnh theo nhiệt độ, môi trường lắp đặt,
cách lắp đặt của cáp
- Giảm tổn thất công suất và điện áp: lựa chọn dây cáp phải đảm bảo
giảm tối
đa tổn thất công suất và điện áp. Thông thường, tổn thất điện áp của hệ thống DC phải nhỏ hơn 3% và tổn thất công suất phải nhỏ hơn 1%
3.5.1.3 Lựa chọn cáp đấu nối các module PV và chuỗi PV (String cable)
Cáp DC liên kết giữa các tấm pin sử dụng cáp DC được chế tạo kèm theo tấm pin có
tiết diện 4mm2 , cáp được bố trí ngoài không khí. Một dây dẫn, hai lớp cách điện cáp
thích hợp cho các kết nối module. Sử dụng các loại cáp như vậy sẽ giúp bảo vệ chống lại các mạch ngắn.
- Kiểm tra điều kiện về điện áp:
Uđm cable = 1000V > 1,05 x UOC string
3.5.1.4 Lựa chọn cáp đấu nối đấu nối chính (từ các string combiner box đến inverter)
Dây dẫn được lựa chọn để đáp ứng yêu cầu tổn thất điện áp xuống dưới 3% (tại STC) là phù hợp. Trong hầu hết các trường hợp, cáp có tiết diện lớn được lựa chọn để đạt được tổn thất thấp hơn là một sự lựa chọn phù hợp.
Đối với nhà máy điện mặt trời Bình An: các loại cáp chính được lựa chọn bao gồm các
tiết diện sau: Cáp DC – 1Cx4mm2; DC – 1Cx70mm2;DC – 1Cx95mm2.
3.5.1.5 Lựa chọn thiết bị kết nối PV
Các kết nối plug and socket chuyên dụng thường được lắp đặt sẵn trên các cáp của module PV để dễ dàng lắp ráp.
Tập 1: Thuyết minh phần nhà máy Chương 3
Nhà máy điện mặt trời Bình An TKKT
Các đầu nối phải có các biển báo an toàn phù hợp để cảnh báo việc ngắt kết nối dưới tải. Việc ngắt kết nối dưới tải như vậy có thể dẫn đến phát ra ánh sáng phóng qua khe trong mạch điện, khi đó sẽ đưa nhân viên và thiết bị gặp nguy hiểm. Bất kỳ sự ngắt kết nối nào chỉ xảy ra sau khi mạch đã được cách ly đúng cách.
3.5.2 Hệ thống AC
3.5.2.1 Cáp AC (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khi tính toán lựa chọn cáp AC, cần xem xét các vấn đề sau đây:
- Điện áp tối đa của cáp.
- Tiết diện cáp phải chịu được dòng điện làm việc bình thường và dòng sự cố
- Dây dẫn phải có kích thước phù hợp để đảm bảo rằng tổn thất do cáp gây ra
nằm trong giới hạn cho phép và đạt được hiệu quả kinh tế tốt nhất.
- Cách điện của cáp phải phù hợp với môi trường lắp đặt
- Lựa chọn số lõi phù hợp cho cáp (1 lõi hay 3 lõi)
- Các phương pháp lắp đặt và bảo vệ cơ học của dây cáp phải được thiết kế phù
hợp cho dự án.
Cáp AC được tính toán và lựa chọn để đấu nối các trạm hợp bộ inverter về TBA nâng áp 22/110kV nhà máy điện mặt trời Bình An.
Đối với nhà máy điện mặt trời Bình An: các loại cáp AC được lựa chọn bao gồm các tiết diện sau: Cáp Cu – 3x1Cx70mm2; Cáp Cu – 3x1Cx95mm2.
3.5.2.2 Thiết bị đóng cắt AC
Ở phía đầu ra của các bộ inverter, nên cung cấp một bộ dao cách ly để cô lập mảng PV.
Loại thiết bị đóng cắt phù hợp sẽ phụ thuộc vào điện áp hoạt động. Thiết bị đóng cắt lên đến 33kV có thể là loại kim bên trong, loại tủ, cách điện không khí và chân không hoặc máy cắt SF6.
Tất cả các thiết bị đóng cắt phải:
- Phù hợp với các tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn IEC.
- Hiển thị rõ ràng các vị trí ON và OFF với các nhãn thích hợp.
- Có lựa chọn để bảo vệ bằng cách khóa ở vị trí tắt hoặc nối đất.
- Đáp ứng yêu cầu về dòng điện định mức và dòng ngắn mạch.
- Đáp ứng yêu cầu về điện áp.
3.5.2.3 Nối đất và chống sét lan truyền
Nối đất cần được thực hiện để bảo vệ chống sốc điện, nguy cơ cháy và sét. Việc nối đất của một nhà máy điện năng lượng mặt trời PV bao gồm:
- Nối đất các khung giá đỡ của mảng PV
- Nối đất hệ thống.
Tập 1: Thuyết minh phần nhà máy Chương 3
- Nối đất inverter.
- Chống sét và bảo vệ chống sét lan truyền.