光伏扶贫项目实施方案Word下载.docx

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现在，年产优质原煤已达1000万吨以上，是我国沿海地区主要的煤炭基地之一。

2.2电网结构现状

当地作为江苏省的电力能源基地，至2013年底，徐州地区500千瓦及以上电厂发电装机容量为1076.6万千瓦同比下降2.5%。

作为国家电网“西电东送”和江苏电网“北电南供”的重要枢纽，徐州电网拥有500千伏送出线路9回、220千伏送出通道10回，2013年累计外送电量407.30亿千瓦时（含阳城过境）。

2013年我市电网最高用电负荷547.8万千瓦，同比增长9.1%，统调负荷520.8万千瓦，同比增长7.8%。

全社会用电量336.4亿千瓦时，同比增长5.6%，地区售电量287.5亿千瓦时，同比增长8.4%。

至2013年底，徐州电网拥有500千伏变电所3座，开关站1座，主变容量450.00万千伏安，500千伏线路1056.17公里;

220千伏变电所29座，开关站2座，主变51台，主变总容量822.00万千伏安，线路2233.55公里;

110千伏变电所95座，主变170台，主变总容量861.7万千伏安，线路2508.00公里。

沛县电网隶属于徐州电网，位于徐州电网北部。

2013年沛县全社会最大负荷525MW，全社会用电量为30.1亿kW•h，分别较上年增长17.7%、8.7%。

至2013年底沛县电网有220kV变电站2座，主变压器4台，变电总容量600MVA，220kV线路总长度41km；

110kV变电站12座，变压器20台，变电容量1274MVA，110kV线路总长度165km；

35kV变电站11座,主变21台，变电容量225MVA，35kV线路总长度233km。

至2013年底，沛县电网统调装机容量534MW，其中大屯电厂424MW、龙固电厂110MW，另有非统调小机组容量33MW。

将本工程周边电网概况介绍如下：

距离本工程较近的系统变电站是220kV汪塘变，110kV奚阁变和110kV安国变，变电站的概况如下：

220kV汪塘变

220kV汪塘变位于本工程西侧2500m处，2003年建成投运，目前主变容量（180＋180）MVA，电压等级为220/110/35kV。

其中220kV为双母线接线，220kV出线规模8回，目前已投运2回；

110kV为双母线接线，110kV出线规模14回，目前已投运12回；

35kV目前为单母线分段接线，远景为单母线三分段接线，35kV出线规模18回，目前已投运2回。

110kV奚阁变

110kV奚阁变电站，于1999年投运，与本项目距离约3km，主变2台，设计规模50+50MVA,已投运50+50MVA，电压等级110/35/10kV。

其中，110kV出线规模3回，已投运3回，电气主接线型式为单母线分段；

35kV出线规模5回，已投运5回，电气主接线型式为单母线分段；

10kV出线规模12回，已投运8回，电气主接线型式为单母线分段。

110kV安国变

110kV安国变电站，2013年由原35kV安国变升压建成，与本项目距离约9km，主变2台，设计规模2×

80MVA，已投运2×

80MVA，电压等级110/10kV。

其中，110kV出线规模2回，已投运2回，电气主接线型式为内桥接线；

10kV为单母线四分段环形接线，出线24回。

安国镇现有110KV变电所1座，35KV变电所2座，电力设施齐全。

2.3安国镇经济概况

安国镇地处微山湖西畔，安国镇地处江苏省沛县西北部。

安国镇工业发展迅速，已形成铸造、造纸、酿酒、缫丝、纺织、塑编、木材加工、机械制造等八大工业体系，工业产品100余种，徐州古沛酒业有限公司、华东纸制品有限公司、徐州春燕水泵厂、中外合资徐州宏泰毛纺织有限公司等到一批骨干企业发展迅猛。

私营经济发展迅速，私营个体户1100余户，私营企业200余家，建成了张双楼、刘邦、五座楼、周田、蔡家五大工业园区，形成了板皮加工、塑料纺织、铸造加工、机械制造四大主导产业，有台湾、山东、浙江等外地客商100家来镇投资办厂。

镇党委、政府实施招商引资项目建设、增收富民、财源建设三大战略，强化农村基层管理和目标责任制，统一思想，凝心聚力，狠抓落实，三个文明建设再创佳绩。

2006年，实现财政收入1980万元，其中，一般预算收入1281万元。

2007年，安国镇将坚持招商全民全方位，项目快建争投产，“抓大不放小”，着力构建“实力安国、活力安国、魅力安国”，打造“徐州重镇”、“苏北强镇”。

建设完善5万亩瓜菜棉高效基地，打造“中国西瓜生产第一镇”；

培强板材加工业，拉长产业链条，打造“沛县板材加工第一镇”等；

确保农民人均纯收入5760元，增长24%。

2.4安国镇贫困户现状

安国全镇31个行政村共有贫困户2642户，贫困人口7124人，其中五保贫困户303户，五保贫困人口323人，低保贫困户982户，低保贫困人口1911人，一般贫困户1357户，一般贫困人口4890人。

安国镇贫困户原因主要如下：

1，公共服务设施、基础配套设施较为缺乏，土地资源缺乏有效利用；

2，群众思想观念仍未根本转变，发展缺少内在动力；

3，农业产业化发展水平较低，集体经济来源单一。

本光伏扶贫项目的开发，可以促进全镇贫困人口稳收增收，为打赢脱贫攻坚战增添新的力量。

光伏产业的发展可以改善当地产业结构，带动当地农户发展生产和促进就业创业，是现阶段带动农民脱贫的有效措施，同时也符合发展光伏扶贫的背景、政策。

2.5地区太阳能资源情况

因未取得当地气象局日照辐射量实测数据，现阶段先参考NASA中数据进行项目地的日照资源分析。

NASA气象数据来源于美国国家航空航天局，该气象数据库为1983~1993年的平均各月总辐射量。

本工程位于徐州市沛县安国镇境内下图为NASA数据库当地的气象测量数据界面。

图NASA中项目地数据气象资料

由上图所示徐州市沛县安国地区水平面全年日照辐射总量约1497.6kWh/m2即5391.4MJ/m2；

徐州市沛县太阳总辐射月总量主要集中在4~8月，其中5月份为辐射量最佳的月份。

根据全国日照辐射量分布，本项目所在地属二类地区，太阳能资源非常好，且当地气候条件较佳，空气洁净度高，场址周边无大气污染源，适合光伏电站项目的开发建设。

下阶段建议调取当地气象局的资料作进一步分析，项目建成后在项目现场应设立太阳辐射观测系统以及包括风向、风速、温度、气压、能见度等观测的综合测站，并根据现场太阳能辐射观测资料，复核并实时监测本光伏发电站太阳能资源量。

2.6工程地质

本拟建33MW光伏扶贫项目场址位于江苏省徐州市沛县安国镇。

距沛县县城约20公里，正在建设中的徐济高速公路穿越全境，10分钟可进入全国高速公路网；

1小时可达徐州观音机场，交通十分便利，非常有利于项目开发建设。

本工程拟建场地为采煤塌陷区坑塘建设光伏电站。

根据《建筑抗震设防规范》（GB50011-2010）场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，第二组。

地地貌类型较单一，为黄河冲积平原地貌单元，地形较平坦。

本场区勘察深度范围内，地基土层主要由粉土和砂土组成，地基土自上而下分为8层，

层耕土，

层粉土夹粉质粘土，

层粉砂夹粉土，

-1层淤泥质粉质粘土，

-2层淤泥质粉土，

层粉土夹粉砂，

层粉土夹粉砂，⑧层粉质粘土。

根据规范规定，本场地饱和粉土和砂土层可不进行液化判别，但有软弱黏性土层，为对建筑抗震的不利地段。

综上所述，工程场区场地相对稳定，在保证光伏组件支架基础和支架抗腐蚀性强度要求的条件下适宜建设光伏电站。

三、主要技术方案

3.1光伏组件选型

光伏组件选择的基本原则：

在产品技术成熟度高、运行可靠的前提下，结合电站周围的自然环境、施工条件、交通运输的状况，选用行业内的主导光伏组件类型。

再根据电站所在地的太阳能资源状况和所选用的光伏组件类型，计算出光伏发电站的年发电量，最终选择出综合指标最佳的光伏组件。

3.1.1晶体硅与非晶硅光伏组件之间对比选型

商用的光伏组件主要有以下几种类型：

单晶硅组件、多晶硅组件、非晶硅组件、碲化镉组件、铜铟镓硒组件等。

上述各类型组件分类见图5-1，主要性能参数见表5-1。

图3-1光伏组件分类

表5-1光伏组件性能参数比较

种类

组件

类型

效率

使用

寿命

特点

目前应用范围

晶体硅组件

单晶硅

高

25年

效率高

技术成熟

集中发电系统

独立电源

民用消费品市场

多晶硅

薄膜组件

非晶硅

低

弱光效应较好

成本相对较低

碲化镉

弱光效应好

铜铟镓硒

20年

少数独立电源

由表3-1可知，晶体硅组件由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点，被广泛应用于大型并网光伏发电站项目。

目前，全球光伏发电产业中，晶体硅材料是生产及应用技术最成熟的光伏发电材料。

在可以预见的未来10年，晶体硅材料仍将为主流光伏发电材料。

我国光伏组件商业化生产的光伏组件主要以晶体硅光伏组件为主。

不同材料的光伏组件性能对比如表3-2所示。

表3-2不同材料的光伏组件性能对比

项目

A公司

B公司

C公司

组件种类

单位

薄膜

峰值功率

W

260

开路电压

V

38.5

37.8

41.3

短路电流

A

9.10

9.18

1.57

工作电压

30.7

30.5

61.7

工作电流

8.63

8.70

1.93

外形尺寸

mm

1650×

992×

35

1640×

990×

1245×

635×

9.6

重量

kg

18.6

18.5

15.1

温度系数

%/℃

-0.41

-0.42

-0.331

-0.32

-0.326

0.05

0.023

10年功率衰降

%

≤10

25年功率衰降

≤20

组件转换效率

16.2

16.3

6.2

晶体硅组件由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点，被广泛应用于大型并网光伏发电站项目。

同样尺寸的光伏组件，晶体硅与晶体硅组件标称峰值功率参数基本相同。

同样的可利用面积，可认为选择单晶硅或多晶硅组件装机容量几乎没有差别。

综合考虑以上各种因素，本工程采用拟全部选用晶体硅光伏组件。

3.1.2光伏组件规格选型

光伏组件的功率规格较多，从1Wp到315Wp国内均有生产厂商生产，且产品应用也较为广泛。

由于本工程系统总容量为30MWp，光伏组件用量大，占地面积广，组件安装量大，所以应优先选用单位面积容量大的光伏组件，以减少占地面积，降低光伏组件安装量。

通过市场调查，在目前技术成熟的大容量光伏组件规格中，初选的光伏组件容量为205W、265W、315W，其各种技术参数比较如下：

综合考虑组件效率、技术成熟性、市场占有率，以及采购订货时的可选择余地，本工程推荐采用265W型晶体硅光伏组件，最终光伏组件选型应根据招标情况确定。

表3-4多晶硅组件技术参数

光伏组件型号

多晶硅265W

最大输出功率（Pmax）

265Wp

功率公差（Wp）

0~+3

最佳工作电压（Vmp）

30.6

最佳工作电流（Imp）

8.50

开路电压（Voc）

38.2

短路电流（Isc）

9.0

工作温度（℃）

-40~+85

NOCT（℃）

44±

2

最大系统电压

1000

电池类型

多晶硅电池

电池片尺寸（mm）

156×

156

组件尺寸（mm）

重量（kg）

电流温度系数

+0.05%/℃

电压温度系数

-0.32%/℃

功率温度系数

-0.41%/℃

最大风荷载（Pa）

2400

最大雪荷载（Pa）

5400

注：

上述组件功率标称在标准测试条件（STC）下：

1000W/m2、太阳电池温度25℃、AM1.5。

图3-2I-V特性曲线图

3.2直流配电柜

光伏并网发电系统配置的直流配电柜安装在室内，主要是将汇流箱输出的直流电缆接入后进行汇流，再与并网逆变器连接，方便操作和维护。

其主要性能和特点如下：

1）每台直流防雷配电柜的容量为500kW；

2）每台直流防雷配电柜具有10路直流输入接口，可接10台汇流箱；

3）直流母线输出侧都配有光伏专用防雷器。

每台直流配电柜按照500kWp的直流配电单元进行设计，每个光伏发电单元需配置2台直流配电柜。

每个直流配电单元可接入10路光伏方阵防雷汇流箱。

3.3逆变器选型

逆变器选型主要对以下指标进行比较：

a）逆变器输入直流电压的范围：

由于太阳电池组串的输出电压随日照强度、天气条件及负载影响，其变化范围比较大。

要求逆变器能够在较大的直流输入电压范围内正常工作，并保证交流输出电压稳定。

b）逆变器输出效率：

大功率逆变器在满载时，效率必须在95%～98%以上。

中小功率的逆变器在满载时，效率必须在90%以上。

即使在逆变器额定功率10%的情况下，也要保证90%（大功率逆变器）以上的转换效率。

c）逆变器输出波形：

为使光伏阵列所产生的直流电经逆变后向公共电网并网供电，就要求逆变器的输出电压波形、幅值、相位及频率等与公共电网一致，以实现向电网无扰动平滑供电。

所选逆变器应输出电流波形良好，波形畸变以及频率波动低于国家标准要求值。

d）最大功率点跟踪：

逆变器的输入终端阻抗应适应于光伏发电系统的实际运行特性。

保证光伏发电系统运行在最大功率点。

e）可靠性和可恢复性：

逆变器应具有一定的抗干扰能力、环境适应能力、瞬时过载能力及各种保护功能，如：

过电压情况下，光伏发电系统应正常运行；

过负荷情况下，逆变器需自动向光伏电池特性曲线中的开路电压方向调整运行点，限定输入功率在给定范围内；

故障情况下，逆变器必须自动从主网解列。

f）监控和数据采集：

逆变器应有多种通讯接口进行数据采集并发送到集控室，监控设备还应有模拟输入端口与外部传感器相连，测量日照和温度等数据。

逆变器主要技术指标还有：

额定容量，输出功率因数，额定输入电压，电流，电压调整率，总谐波畸变率等。

整个光伏系统采用若干组逆变器，每个逆变器具有自动最大功率跟踪功能，并能够随着光伏组件接受的功率，以最经济的方式自动识别并投入运行。

通过对逆变器产品的考察，现对各厂家逆变器做技术参数比较，如下表所示。

表-3-5　市场主流逆变器参数对比表

逆变器厂商

A厂

B厂

C厂

推荐的

最大功率

275kW

619kW

771kW

550kW

560kW

714kW

绝对最大

输入电压

1000Vdc

1000Vdc

MppT输入电压范围

450V-850V

450V-950V

540V-950V

450V-800V

460V-850V

峰值效率

98.2%

98.5%

98.6%

98.7%

欧洲效率

97.8%

98.3%

98%

额定交流

输出功率

250kW

500kW

630kW

输出电流

481A

962A

958A

1080A

1008A

1280A

输出电压

300Vac

380Vac

270Vac

315Vac

频率

50Hz

防护等级

IP20

IP54

IP21

功率因数

（cosφ）

>

0.99

电流波形

畸变率

<

3%（额定功率）

3%（额定

功率）

由上表比较可以看出，各厂家提供的逆变器技术参数均满足《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》的要求。

且绝对最大输入电压及MPPT输入电压范围相差不大，随着额定交流输出功率的增大，逆变器效率及输出电流增大。

从工程运行及维护考虑，若选用单台容量小的逆变设备，则设备数量较多，会增加投资后期的维护工作量；

在投资相同的条件下，应尽量选用容量大的逆变设备，可在一定程度上降低投资，并提高系统可靠性。

但若是逆变器容量过大，则在一台逆变器发生故障时，发电系统损失发电量过大。

本工程拟建设规模为20MW，因此，本工程推荐选用容量为500kW的逆变器，500kW逆变器和选用的260Wp多晶硅光伏组件能够良好匹配。

最终逆变器选型应根据招标情况确定。

本工程拟选用的逆变器功率为500kW，输入直流电压范围为DC460~820V，输出交流电压为315V，功率因数大于0.99，谐波畸变率小于3%THD。

3.4汇流箱设计

本工程根据各子系统单元容量大小，拟选用16进1出汇流箱，汇流箱就近安装在光伏支架上。

该汇流箱集测量、报警、故障定位、汇流功能于一体，具有下列特点：

（1）防护等级IP65，满足室外安装的要求；

（2）可同时接入16路电池串列，每路电池串列的允许最大电流12A；

（3）每路接入电池串列的开路电压值可达1000V；

（4）每路电池串列的正负极都配有光伏专用中压直流熔丝进行保护，其耐压值为DC1000V；

（5）直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用中压防雷器，选用知名品牌防雷器，其额定放电电流为20kA，最大电流为40kA；

（6）直流输出母线端配有可分断的知名品牌直流断路器；

（7）采用智能汇流箱；

（8）光伏方阵防雷汇流箱的技术参数如下：

根据工程的实际情况，汇流箱的外壳为冷轧钢板材质，表面涂防腐漆。

表3-6光伏方阵防雷汇流箱主要参数表

直流输入路数

16路

直流输出路数

1路正极，1路负极

直流输入的正负极线径

4mm2

直流输出的正负极线径

50～120mm2

地线线径

16mm2

每路直流输入的保险丝

12A

直流输出最大电流

225A

IP65

3.5光伏方阵设计

3.5.1组件安装倾角的设计

固定式安装的最佳倾角选择取决于诸多因素，如：

地理位置、全年太阳辐射分布、直接辐射与散射辐射比例、负载供电要求和特定的场地条件等。

并网光伏发电系统方阵的最佳安装倾角是系统全年发电量最大时的倾角。

根据本项目所在地当地纬度和当地太阳辐射资料，采用目前光伏工艺常用的两种方法确定固定支架的最佳安装倾角。

通过PVSYST模拟计算最佳倾角

利用PVSYST软件对支架倾角从23度到35度，方位角从5度、0度、-5度进行组合模拟分析。

模拟结果见下表：

表3-7不同方位角与倾角斜面上太阳辐射量（kWh/m2）

倾角

方位角

23°

25°

27°

29°

31°

33°

35°

-5°

1450

1454

1455

1456

0°

1451

1457

1452

5°

图3-4不同方位角与倾角斜面上太阳辐射量折线图（kWh/m2）