丹东锦江花园小区2MW光伏并网电站.docx
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丹东锦江花园小区2MW光伏并网电站
锦江花园小区2MW
光伏并网电站技术方案
北京哈博太阳能电力有限公司
2010-4-6
1项目概况................................................................................................................3
1.1锦江花园小区简介................................................................................................3
1.2项目意义...........................................................................................................3
1.2.1世界光伏发展趋势............................................................................................3
1.2.2提高城市及小区形象.......................................................................................3
1.2.3保护环境及节能减排.........................................................................................3
1.3项目特色...........................................................................................................4
2项目可行性..............................................................................................................4
2.1丹东市日照资源...................................................................................................4
2.2技术可行性...........................................................................................................5
3系统设计..................................................................................................................5
3.1系统构成...............................................................................................................5
3.2光伏组件选型.......................................................................................................6
3.3逆变器选型...........................................................................................................7
3.4汇流箱配置及防雷方案.......................................................................................11
3.5防直击雷解决方案.............................................................................................12
3.6交流配电柜.......................................................................................................13
3.7直流配电柜.......................................................................................................14
3.8数据采集器.......................................................................................................15
3.9通讯与监控方案.................................................................................................16
3.10并网接入点选择..............................................................................................17
3.11项目配置清单...................................................................................................17
4发电量预测.........................................................................................................18
5参考规范..............................................................................................................20
1项目概况
本项目计划在丹东市锦江花园小区内建设2MW的BAPV并网光伏电站。
系统安装在小区住宅楼楼顶，系统总装机容量达到2MW，楼顶有效安装面积约29000m2，预计项目初期投资约为5015.43万元。
1.1锦江花园小区简介
锦江花园小区用地面积6.8万平方米，总建筑面积为13.91万平方米，其中住宅建筑面积为11.75万平方米，商业面积为2.16万平方米，容积率2.0，绿化率为45%。
锦江花园小区集学校、医院、商场、快餐店、银行等众多的配套设施营造便利自在的休闲生活街区。
她以自然、唯美、精粹的风情，全面诠释现代升级版超人本主义的主题社区，高达45%的绿化率，儿童欢乐园、健身步道、社区运动场等建筑与精神融合，自然与人文和谐的成熟社区氛围。
是丹东地区园林式高档居民住宅小区，与建筑结合的光伏并网电站的建成，将使小区成为东北地区高档住宅小区的典范代表。
1.2项目意义
1.2.1光伏发展趋势
近年来，光伏产业迅速发展，世界太阳电池年产量在最近十年内保持了30%以上的增速，2007年年增长率达到了50%，2008年年增长率甚至达到了100%，年产量达到6.85GW。
太阳电池产量迅速增加的动力来自于世界对太阳能等清洁能源持续增长的需求。
2008年世界光伏系统新装机容量达到5.95GW，比2007年增长了110%。
2009年尽管世界经济形势不容乐观，但国内光伏新装机规划增势迅猛，2010年底累计装机容量将达到250MW,相比2008年累计装机容量，将增长75%。
与世界光伏产业同步发展，到2020年，中国将完成20000MW的装机容量，目前仅完成规划的1%，其中城市屋顶并网工程占总装机量的20%，所以国内市场潜力巨大，新增装机容量平均复合增长率将达到52%。
自2009年国家推行金太阳政策以来，对于光伏屋顶工程给予15元/瓦的资金补助，将会更大的刺激屋顶电站的建设规模和速度。
1.2.2提高花园小区及城市形象
本项目的实施，将使锦江花园小区成为东北地区高档住宅小区中唯一的光伏建筑的典范代表，小区内集学校、医院、商场、快餐店、银行等众多的配套设施营造便利自在的休闲生活街区。
她以自然、唯美、精粹的澳洲风情，全面诠释现代升级版超人本主义的主题社区，高达45%的绿化率，儿童欢乐园、健身步道、社区运动场等建筑与精神融合，自然与人文和谐的成熟社区氛围。
小区光伏建筑的落成将反映出丹东市近年来对绿色能源发展的重视及坚持环境与经济和谐发展的城市文化理念，体现花园小区的人文精神和绿色价值理念。
1.2.3保护环境及节能减排
本项目的实施将有利于促进节能减排政策的落实，以及市民环保节能意识的提高。
长期以来，我国的能量消耗巨大。
我国巨大的能量需求多数以燃烧化石能源来满足，煤炭占了我国能源消费总量的70%。
大量燃烧煤炭导致了严重的大气污染，造成人们生活环境的恶化。
我国能源消耗中，建筑能耗占了1/4的份额。
与建筑结合的光伏发电系统是一种主动的节能方式应当受到重视。
本项目安装光伏发电系统总量达到2MWp，首年年发电量为181.82万度，可以减少排放二氧化碳1833.83吨、二氧化硫17.04吨，氮氧化合物5.02吨。
光伏系统的设计寿命为25年，25年内共发电4088.04万度，共减少排放二氧化碳41430.23吨、二氧化硫382.37吨、氮氧化合物114.46吨。
本项目的实施可有效的反映出丹东市响应国家绿色新能源政策，落实节能减排政策的决心，有利于提高市民的环保节能意识。
1.3项目特色
本项目设计充分体现光伏建筑一体化示范项目的美观性、先进性、稳定性以及展现性。
提高小区生活品位，倡导绿色能源、绿色环境，向广大小区居民提供绿色、安全、高雅的生活环境。
2项目可行性
2.1丹东市日照资源
丹东市现辖区域在东经124°、北纬40°附近，年平均日照1520小时，日照资源丰富。
丹东市各月的气候情况如表2.1所示。
丹东市各月平均气温都在24°C以下，夏季辐照充足，非常适合光伏发电的应用。
丹东市标准气象数据
单位
气候数据地点
纬度
˚北
40.1
经度
˚东
124.3
海拔
米
14
供热设计温度
摄氏度
-14.5
供冷设计温度
摄氏度
28.5
土地温度振幅
摄氏度
22.5
月
空气温度
相对湿度
每日的太阳辐射-水平线
大气压力
风速
摄氏度
%
度/平方米/日
千帕
米/秒
一月
-7.4
51.8%
2.26
99.2
3.1
二月
-3.8
48.4%
3.34
99.1
3.2
三月
2.1
55.1%
4.03
98.7
3.1
四月
9.2
64.8%
4.94
98.2
3.1
五月
15.1
72.0%
4.41
97.9
2.8
六月
19.8
81.1%
4.25
97.6
2.3
七月
23.1
88.1%
3.09
97.5
2.2
八月
23.8
85.1%
3.68
97.8
2.1
九月
18.4
76.9%
3.63
98.3
2.3
十月
11.4
67.1%
3.04
98.8
2.6
十一月
2.9
59.7%
2.24
99.1
3.0
十二月
-4.4
55.0%
1.81
99.2
3.1
年平均数
9.3
67.2%
3.39
98.4
2.7
测量于
米
10.0
2.2技术可行性
目前，光伏发电已经在国内外得到许多成功的应用，光伏建筑并网发电系统的技术已经成熟。
下图展示了国内光伏建筑项目的成功例子。
深圳园博园屋顶电站
浙江义乌国际商贸城MW级并网电站
3系统设计
锦江花园小区为共16幢高层住宅楼，且楼层较高、布局错落有致，考虑屋顶面积，经初步设计，此项目为分布式并网电站，总装机容量为2MW，其中包三个250KW的地面并网电站，一个100KW及十八个容量为52KW的小型屋顶并网电站。
3.1系统构成
并网型光伏系统主要由光伏组件方阵、直流汇线盒、直流配电柜、逆变器、交流配电柜、系统监测以及市电并网控制装置等部分构成。
光伏阵列由太阳能电池组件构成，光伏阵列安装在厂房屋顶上。
同时，光伏阵列按照合理的组串方式接入汇线盒，然后接入直流配电柜，汇线盒和直流配电柜中包括防雷保护装置以及短路保护等功能。
经过直流部分的汇流调整之后，直流输出接入逆变器。
30KW电站单元采取8串的组串方式，电站实际容量28.8KW。
100KW电站采取16串的组串方式，电站实际容量103.68KW.250KW电站采取16串的组串方式，电站实际容量241.92KW。
3.2光伏组件选型
锦江花园小区屋顶光伏系统选用北京哈博太阳能电力有限公司生产的HBM（180）15880m型单晶硅光伏组件。
组件外观图如下：
该组件基本性能参数如下：
表1太阳能电池组件性能参数（标准测试条件:
1000W/m2,AM1.5,25℃）
组件型号
晶型
性能参数
HBM（180）15880m
单晶硅
最大功率
Watt
180W
功率误差范围
+3%/-3%
最佳工作电压
V
35.2
最佳工作电流
A
5.11
开路电压
V
44.6
短路电流
A
5.45
组件外型尺寸（长和宽）
1580*808mm
边框（材质厚度）
阳极氧化铝、40mm
组件重量/板Kg
15
系统最大工作电压
1000V
温度对短路电流的补偿系数
+0.05%/℃
温度对开路电压的补偿系数
-0.34%/℃
温度对功率的补偿系数
-0.5%/℃
温度对工作电流的补偿系数
+0.05%/℃
温度对工作电压的补偿系数
-0.34%/℃
电池的额定工作温度
47℃（+2℃）
绝缘性能
>=100MOhm
抗风能力
60m/s（200kg/sq.m）
冰雹试验（抗冲击能力）
227g钢球从1m高度自由下落1次
钢化玻璃厂家
南玻
电池片转换效率
>16.3%
质量保证
2年的产品质量保证、25年功率衰减20%
3.3逆变器选型
锦江花园小区对用电的安全，质量、可靠性等都有很高的要求，而逆变器作为其中重要的电气设备，其质量和稳定性直接影响光伏发电系统的发电质量和系统稳定性，所以，采用阳光电源的成熟产品，本方案中的并网逆变器均已通过欧盟CE及我国的金太阳认证。
所选用产品如下：
3.3.1SG250K3
概述：
SG250K3采用低频隔离变压器设计。
输入电压的范围大，保证了接入的光伏阵列有了更多的组合方式。
采用光纤隔离技术，抗干扰能力强。
优化的电路和结构设计，提高系统散热效率，增强系统稳定性。
增强的防护功能，相比教于普通逆变器，增加了直流接地故障保护。
专为大型光伏并网电站设计。
性能特点：
·宽直流输入电压范围，最高可达1000V（可选）
·最大功率点跟踪（MPPT）效率>99.9%
·真彩触摸屏人机界面
·先进的IGBT功率器件
·最高转换效率达97.1%
·完善的保护功能
·模块化设计，方便安装与维护
·多语种触摸屏监控与控制界面
·适应严酷的电网环境
·辅助电加热（可选）
·适应高海拔应用（<6000米）
·使用德国品牌机柜，优质、美观
·低电压穿越、无功功率可调、有功功率降额等功能（可选）
·欧盟CE认证，意大利DK5940认证，金太阳认证
通讯：
·RS485/以太网/GPRS通讯接口
·电脑监控软件
安全：
·完善的保护功能：
过压保护，短路保护，孤岛保护，过热保护，过载保护，直流接地保护
·符合标准：
EN61000-6-2，EN61000-6-4，EN50178，RD1663/2000
技术参数：
型号SG250K3
直流侧参数
最大直流电压880Vdc
最大功率电压跟踪范围450～820Vdc
最大直流功率275kWp
最大输入电流600A
最大输入路数8
交流侧参数
输出功率250kW
额定电网电压400Vac
允许电网电压310～450Vac
额定电网频率50Hz～60Hz
允许电网频率47～51.5Hz/57～61.5Hz
总电流波形畸变率<3%（额定功率）
功率因素≥0.99（额定功率）
系统
最大效率97.1%（含变压器）
欧洲效率96.5%（含变压器）
防护等级IP20（室内）
夜间自耗电<100W
允许环境温度-25～+55℃
冷却方式风冷
允许相对湿度0～95%，无冷凝
允许最高海拔6000米
显示与通讯
显示液晶触摸屏
标准通讯方式RS485
可选通讯方式以太网/GPRS
机械参数
宽x高x深2400x2180x850mm
净重2400kg
3.3.2SG100K3
概述：
SG100K3采用低频隔离变压器设计，室内型。
可在+55℃的高温环境下，连续可靠地满载运行，不需要降额。
适用于大型光伏电站。
可多台逆变器并联运行，简化电站设计。
输入电压的范围大，保证了接入的光伏阵列有了更多的组合方式。
是一款性价比非常高的并网逆变器。
性能特点：
·宽直流输入电压范围，最高可达1000V（可选）
·最高转换效率达97.0%
·最大功率点跟踪（MPPT）效率>99.9%
·先进的IGBT功率器件
·完善的保护功能
·模块化设计，方便安装与维护
·精确的输出电能计量
·多语种液晶显示&多种通讯接口
·辅助电加热（可选）
·适应高海拔应用（<6000米）
·低电压穿越、无功功率可调、有功功率降额等功能（可选）
·意大利DK5940认证，欧洲知名认证机构TüV颁发的CE证书，金太阳认证
通讯：
·RS485/以太网/GPRS通讯接口
·电脑监控软件
安全：
·完善的保护功能：
过压保护，短路保护，孤岛保护，过热保护，过载保护，直流接地保护
·符合标准：
EN61000-6-1，EN61000-6-2，EN61000-6-3，EN61000-6-4，EN61000-3-2，EN61000-3-3，EN60164-1-1，EN55022，EN50178，EN45011
技术参数：
型号
SG100K3
直流侧参数
最大直流电压
880Vdc
最大功率电压跟踪范围
450～820Vdc
最大直流功率
110kWp
最大输入电流
250A
最大输入路数
6
交流侧参数
额定输出功率
100kW
额定电网电压
400Vac
允许电网电压
310～450Vac
额定电网频率
50Hz/60Hz
允许电网频率
47～51.5Hz/57～61.5Hz
总电流波形畸变率
<3%（额定功率）
功率因素
≥0.99（额定功率）
系统
最大效率
97.0%（含变压器）
欧洲效率
96.4%（含变压器）
防护等级
IP20（室内）
夜间自耗电
<30W
允许环境温度
-25～+55℃
冷却方式
风冷
允许相对湿度
0～95%，无冷凝
允许最高海拔
6000米
显示与通讯
显示
LCD
标准通讯方式
RS485
可选通讯方式
以太网/GPRS
机械参数
宽x高x深
1020x1964x770mm
净重
925kg
3.3.3SG30K3
概述：
SG30K3采用低频隔离变压器设计，室内型。
适用于中型光伏电站。
可多台逆变器并联运行，简化电站设计。
性能特点：
·最大功率点跟踪（MPPT）效率>99.9%
·多语种液晶显示功能,可自由设置
·多种通讯接口可以选择,可方便的实现上位机监控
·完善的保护功能,系统的可靠性更高
·宽直流输入电压范围
·人性化界面,可通过按键设定各种运行参数
·可实现多台逆变器并联组合运行,简化发电站设计
·辅助电加热（可选）
·适应高海拔应用（<6000米）
·欧盟CE认证、意大利DK5940认证
通讯：
·RS485/以太网/GPRS通讯接口
·电脑监控软件
安全：
·完善的保护功能：
过压保护，短路保护，孤岛保护，过热保护，过载保护
·符合标准：
EN61000-6-1，EN61000-6-2，EN61000-6-3，EN61000-6-4，EN61000-3-2，EN61000-3-3，EN60164-1-1，EN55022，EN50178,EN45011
技术参数：
型号
SG30K3
直流侧参数
最大直流电压
450Vdc
最大功率电压跟踪范围
220～380Vdc
最大直流功率
33kWp
最大输入电流
150A
最大输入路数
1
交流侧参数
额定输出功率
30kW
额定电网电压
400Vac
允许电网电压
310～450Vac
额定电网频率
50Hz/60Hz
允许电网频率
47～51.5Hz/57～61.5Hz
总电流波形畸变率
<3%（额定功率）
功率因素
≥0.99（额定功率）
系统
最大效率
94.5%（含变压器）
欧洲效率
93.5%（含变压器）
防护等级
IP20（室内）
夜间自耗电
0W
允许环境温度
-25～+55℃
冷却方式
风冷
允许相对湿度
0～95%,无冷凝
允许最高海拔
6000米
显示与通讯
显示
LCD
标准通讯方式
RS485
可选通讯方式
以太网/GPRS
机械参数
宽x高x深
820x1964x646mm
净重
400kg
经初步设计，本项目共计用逆变器37台，其中SG250K3共三台，SG100K3共两台，SG30K3共32台，具体内容见本方案配置详单。
3.4汇流箱配置及防雷方案
由于光伏组件数量庞大，而逆变器的输入端有限，所以光伏组件适当串并联后必须先进入汇流箱再接入逆变器。
本项目选用定制的直流防雷汇流箱，该汇流箱具有以下特点：
A）6路或8路光伏支路接入汇流；
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