10MW水泥屋顶光伏并网发电技术方案参考范本.docx

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10MW水泥屋顶光伏并网发电技术方案参考范本

XXX自来水有限公司

1230.00KW（1.23MW）

分布式光伏并网发电技术方案

XXX新能源有限公司

2018年03月

目录

一、项目简介3

1.1项目气候信息3

1.2项目概况3

二、项目主要设备配置4

三、光伏分布式土建要求5

四、光伏并网系统方案设计5

4.1光伏阵列设计5

4.2光伏并网发电系统8

4.3EA40KTLSI并网逆变器12

4.3.1EA40KTLSI性能与特点12

4.3.2EA40KTLSI电路结构13

4.3.3EA40KTLSI技术参数14

4.4光伏监控系统15

4.5系统效益分析17

4.5.1修正系数17

4.5.2光伏电站发电量及收益17

4.5.3社会环境效益分析19

一、项目简介

安装场址：

东莞市横沥自来水公司水池顶

可用面积：

约9000m2

系统类型：

太阳能并网系统

系统容量：

1230KW

组件规格：

280Wp单晶太阳能电池组件

（可根据造价选配270、280WAP多晶硅、290单晶硅）

组件设计：

在建筑屋面修建水泥墩，然后根据倾斜角前后排铺设。

本项目拟建1230KW屋面分布式光伏并网电站，项目地点是东莞市横沥自来水有限公司水池天面，利用闲置天面资源与光伏新能源相结合，利用可再生能源推动社会经济发展，积极响应国家可持续发展战略，符合国家“十三五”新能源规划。

随着国家能源局颁布的光伏新政策，大力推进光伏发电多元化发展，加快扩大光伏发电市场规模，因此分布式光伏电站必定得到国家政府的大力支持与鼓励，项目的实施方案是可行肯定的。

1.1项目气候信息

东莞位于广东中南部，珠江口东岸，东江下游的珠江三角洲。

属亚热带季风气候，长夏无冬，日照充足，雨量充沛，温差振幅小，季风明显。

东莞市太阳能辐射量年均总太阳能辐射量为5450MJ／m2（水平条件下），年均日照时数为2060h，年均日照百分率为47％。

从月际变化可知，太阳能辐射量主要集中3-11月份，占到总辐射量的85％以上，7-8月份达到太阳能辐射高峰，光热资源比较丰富，气候条件十分适宜安装太阳能光伏项目，具备发展光伏应用的巨大潜力。

1.2项目概况

本项目拟在东莞市横沥自来水有限公司水池天面建设1230KW分布式光伏电站，在水池天面搭建钢结构作为光伏支架，在棚顶带最佳倾角12-19°固定安装光伏组件，设计满足当地气候条件及建筑承重要求。

光伏电站利用闲置屋顶与可再生能源相结合，充分体现建筑与光伏相结合的绿色节能活跃体系。

同时通过示范效应推进光伏产业发展，提高环境效益、经济效益和社会效益。

从用户信息得知，用户用电量非常大，特别是夏季用电需求更明显，而光伏太阳能项目在夏季是发电量最大的时间段，正好能够替补夏天用电高峰期的格局，能起到错峰用电的作用。

并且在屋顶安装光伏有效降低建筑温度，减少空调运行功率，节能效果显著。

光伏电站以自发自用，余电上网的运营模式，电站发出的电能全部就地消耗，这种方式最能体现屋面光伏电站的最大实际效益。

二、项目主要设备配置

本项目出于经济性及技术可靠性方面的考虑，针对钢结构用特定的光伏支架夹具，进行光伏组件固定安装，以19°倾斜角的方式最大化利用屋顶空间资源。

项目为1230KW屋面分布式光伏发电系统，总安装34368块280Wp单晶硅太阳能电池组件。

光伏阵列设计为20块组件串联，共219个光伏串列经并网逆变器逆变交流后并入到厂区用户侧低压电网，光伏并网逆变器与交流汇流箱均为户外式靠近光伏阵列侧安装，并网接入点为用户低压配电室的380V低压母线排。

本工程项目为1230KW屋面分布式光伏电站，输出并入用户侧低压电网，电站以自发自用，余电上网的运营模式。

整套光伏发电系统主要配置如下表：

序号

名称

型号规格

数量

单位

1

单晶硅太阳能电池组件

280Wp

4368

块

2

光伏并网逆变器

EA40KTLSI

30

台

3

交流汇流箱

EAPDCB-5L1

8

台

4

交流配电柜

按需定制

1

台

5

光伏支架系统

镀锌钢结构

1

项

6

监控系统

—

1

项

7

光伏导线

—

1

项

8

系统的防雷和接地装置

—

1

项

9

土建及配电等基础设施

—

1

项

10

系统连接电缆线及防护材料

—

1

项

三、光伏分布式土建要求

为积极响应国家“十三五”新能源规划，有效拓展屋面资源，鼓励电力用户利用各类具备条件的既有屋顶建设分布式光伏电站。

新建建筑屋顶要合理预留建设空间，其中政府投资新建的标准化厂房、大型场馆等公共建筑,除特殊用途及要求外,具备安装、使用条件的均须按照分布式光伏对屋面荷载标准进行设计。

现有重点耗能企业要优化用能结构,利用自有屋面采取多种方式建设分布式光伏电站；新建项目特别是综合能耗超过3000吨标准煤的项目，无特殊原因均须预留分布式光伏建设屋面。

本产业园已规划屋面分布式光伏电站，主要有以下几点：

1）屋顶预留安装光伏阵列的空间，提高屋面资源利用率；

2）屋顶承重须按照光伏对屋面荷载标准进行设计；

3）屋顶结构满足光伏阵列安装要求，配合光伏设计做到不破坏屋面原有结构；

4）屋面预留光伏施工便捷通道，方便施工人员进出施工及作业工具搬运；

5）屋面预留光伏施工用的配水配电接口，配备满足消防安全的措施；

6）预留运输吊装设备的通道及摆放设备材料的仓库。

四、光伏并网系统方案设计

4.1光伏阵列设计

本方案采用单晶硅太阳能电池组件280Wp。

单晶硅太阳能光伏组件具有电池转换效率高，稳定性好，寿命长，与同等容量太阳能电池组件所占面积小，性价比高，因此单晶硅太阳能电池组件已在光伏市场占主导地位，得到大量推广应用。

逆变器在并网发电时，光伏阵列必须实现最大功率点跟踪控制，以便光伏阵列在任何当前日照下不断获得最大功率输出。

在设计光伏组件串联数量时，应注意以下几点：

1）接至同一台逆变器同一路MPPT通道的光伏组件的规格类型、串联数量及安装角度应保持一致。

2）需考虑光伏组件的最佳工作电压（Vmp）和开路电压（Voc）的温度系数，串联后的光伏阵列的Vmp应在逆变器MPPT范围内，Voc应低于逆变器输入电压的最大值。

图1单晶光伏组件图

太阳能电池组件参数

太阳电池种类

单晶硅

太阳电池组件型号

280Wp

电池数

60（6×10）

峰值功率

280W

开路电压（Voc）

38.6V

短路电流（Isc）

9.03A

工作电压（Vmp）

31.4V

工作电流（Imp）

8.44A

工作温度

-40~+85℃

最大系统电压

1000VDC

峰值功率温度系数

-0.40%/℃

开路电压温度系数

-0.30%/℃

短路电流温度系数

+0.06%/℃

组件转换效率

18.19%

功率公差

0~+3%

尺寸

1650*992*40mm

重量

19kg

表面最大承压

承受雪压达5400Pa/承受风压达2400Pa

标准测试状况（1000W/m2,1.5AM以及25℃电池片温度）

1）组件的串、并联数

根据光伏并网逆变器EA40KTLSI的满载MPPT电压范围480～800Vdc及最大直流电压1000Vdc，并结合当地项目气候情况，组件串列按照20块太阳能电池组件串联进行设计；每个光伏串列开路电压38.6V×20=772V，每个光伏串列峰值功率电压31.4V×21=659.4V，每个串列最大电流9.03A，实际组串数可依据现场灵活配置。

根据当地的气候信息条件，均能满足我司光伏并网逆变器EA40KTLSI的参数要求。

根据光伏并网逆变器EA30KTLSI的输入端配有3路独立MPPT通道，且每路通道装配2个输入防水接线端子，每2个串列分别接入一台逆变器的1路MPPT通道，即每路通道接入2个串列。

2）光伏阵列的倾角设计

本项目安装场址为东莞市文斯顿通讯科技有限公司水泥屋顶，采用特定的水泥屋顶支架进行光伏组件铺设，设计为19°倾斜角进行固定安装，按系统容量最优化配置，充分利用屋顶空间资源。

3）光伏阵列的间距设计

由于19°倾斜角的支架系统铺设组件，每两排组件之间需预留900mm的过道进行对组件的安装与维护，结合屋顶光伏阵列最优化设计。

4）光伏阵列的支架设计

本项目安装场址为工厂平坦的水泥屋面，光伏支架基础初步采取钢筋混凝土400*400*400方形基础。

方基体型简单，在场地平坦的条件下可直接放置于地面，对原地面破坏少、扬尘少，施工速度快。

本项目采用的支架系统。

主体受力部件采用定制的型钢材料，并配套相应的卡块、底座、铰接头，使安装现场无需二次加工及焊接，安装人员采用几件简单的工具即可完成全部安装工作，施工安装快捷简便并易于维护。

5）屋面负荷分析

应根据客户提供的屋面实际情况进行分析，屋面类型及年份，再结合当地气候信息条件综合分析项目屋面承重能力，包括风荷载、雪荷载和恒荷载，配合光伏支架系统的优化设计，减少光伏组件本身对屋面施加的压力，使得屋面承重能力大大提高。

4.2光伏并网发电系统

本方案中的光伏并网发电系统由光伏组件、光伏并网逆变器、交流汇流箱、计量装置及配电系统组成。

太阳能能量通过光伏组件转化为直流电力，再通过并网逆变器将直流电转化为与电网同频率、同相位的正弦波交流电馈入电网。

在太阳能电池组件按配置串联设计形成光伏串列后直接接到并网逆变器的输入端，逆变器的输出交流侧通过交流配电柜或计量表并入用户侧低压电网。

另外，系统可配置1套监控装置，可采用RS485（WiFi，GPRS，APP）的通讯方式，实时监测并网发电系统的运行参数和工作状态。

下图是光伏发电系统框图。

图2屋面光伏发电系统框图

光伏并网发电系统的总体安装流程图如下：

图3户用光伏并网发电系统安装流程图

安装步骤

安装说明

1

安装前需要完成的准备工作

产品配件是否齐全

安装工具以及零件是否齐全

安装环境是否符合要求

2

阅读用户手册

3

如果不是立刻安装，则需妥善保管产品部件

4

选择最佳安装地点

5

相应系统配件移至安装地点

6

将组件、支架、逆变器安装在选定地点

7

电气连接

直流侧接线

交流侧接线

接地连接通讯线连接

8

运行前检查

9

启动系统并配置相应参数

10

故障排除

表1安装流程说明

4.3EA40KTLSI并网逆变器

图4EA30KTLSI光伏并网逆变器外观图

4.3.1EA40KTLSI性能与特点

更多发电量：

Ø无隔离变压器设计，最高转换效率达98.7%，欧洲效率98.4%；

Ø 三路MPPT，最大限度获取受阴影遮挡电池组件的发电量；

Ø 宽MPPT电压范围（320~900V），日发电时间更长；

 智能MPPT算法，最大功率点跟踪不受光照突变影响；

Ø 功率变化精确识别技术，静态MPPT准确、稳定；

Ø 宽工作温度范围-25~60℃，高温环境持续满载发电。

高可靠性：

Ø长寿命膜电容设计，整机设计使用寿命25年；

Ø自然散热，防水，抗沙尘、抗盐雾腐蚀能力强；

Ø主动+被动孤岛保护，并网继电器冗余断开保护，安全可靠；

Ø多层、逐级软硬件过流、过压、过温和短路保护；

Ø多达6路组串故障监测，组串故障快速定位。

先进控制技术：

Ø三电平SPWM与SVPWM双重调制，自然平滑切换；

Ø自适应控制，适应恶劣弱电网环境；

Ø电流谐波补偿，并网电流谐波<1%；

Ø支持有功、无功电网调度和夜间SVG功能；

Ø低电压（零电压）故障穿越功能。

友好灵活：

Ø多语种LCD显示界面，可灵活