20MWp地面光伏并网电站初步设计方案.docx
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20MWp地面光伏并网电站初步设计方案
内蒙古多伦20MWp光伏并网电站
初
步
设
计
方
案
一、项目概况
项目名称：
内蒙古多伦20MWp光伏并网电站
建设单位：
建设地址：
内蒙古多伦县
本期20MWp光伏电站项目位于内蒙古多伦县，地理坐标东经116度40分，北纬42度27分，海拨高度为1245.4米，占地面积约672亩。
在NASA网站上查得该地区的气象资料如下：
地区水平年平均日辐照量4.4kWh/m2/d。
所在地区太阳能资源丰富，年平均太阳辐射量比较稳定，能够为光伏电厂提供充足的光照资源，实现社会、环境和经济效益。
系统由84800块CS6P-235P多晶硅组件，280台16汇1汇流箱、40台500KW直流柜、40台500KW逆变器、20套1000KVA升压装置、监控装置、辅助设备、通讯及自动化装置组成。
系统经1回10KV出线接入就近35kV变电站。
建成后年发电量3400万KWh，按照每年0.8%的年衰减率计算25年总发电量约为77341万KWh。
二、技术方案
1、方案概述
本光伏电站装机容量为20MWp，采用分块发电，集中并网方案。
电池组件采用235Wp多晶硅组件，40°固定安装方式。
本项目太阳能电池阵列分为20个子方阵，每个子方阵均由4240件235Wp太阳能组件、14台16回1汇流箱、2台500KW直流柜、2台500KW逆变器、1套1000KVA升压设备及辅助设备组成。
整个项目共需要235Wp光伏组件84800件、16汇1汇流箱280台、500KW直流柜40台、500KV逆变器40台、1000KVA升压装置20套。
20个发电单元子阵列通过10KV电缆汇集至10KV配电室，经1回出线接入电网。
光伏组件排布方阵见下图：
2、光伏组件倾角
并网光伏电站光伏组件最佳倾角是系统全年发电量最大时的倾角，根据当地的经纬度和气象资料数据，利用软件PVsyst进行6A21拟，光伏组件采用固定最佳倾角40°安装方式年发电量最大。
支架采用钢结构，支架基础结合地勘报告采用钢筋混凝土基础或者桩基础（预制桩或螺旋桩，需要地勘报告进行论证后确定）。
3、光伏阵列阴影遮挡的计算
光伏阵列倾角确定后，需要在南北向前后阵列间留出合理的间距，以免前后出现阴影遮挡，一般确定原则是：
冬至日当天9：
00~15:
00太阳能光伏组件方阵不应有遮挡。
计算公式为：
结合软件PVsyst进行3D模拟，初步计算D=6米
4、组件串并联设计
组件串联必须满足并网逆变器输入电压要求，组件并联必须满足并网逆变器的输入功率要求。
本项目20MWp项目共分为20个子方阵，每个方阵实际安装容量为996KWp，配置2台500KW逆变器，每个方阵按照20块组件为1串，每500KW逆变器配置106串光伏组件，采用16汇1汇流箱7台。
每个方阵采用14台16汇1汇流箱。
5、电气部分
（1）一次接线
本项目总容量为20MWp，分为20个发电单元，每个单元由太阳能组件—直流汇流箱—直流配电柜—逆变器—交流配电柜—升压变压器构成，每个发电单元各经一台容量为1000KVA的升压变压器接至10KV母线，并经一回出线并网，10KV为单母线接线。
站用电源考虑由本期10KV母线引接一路，另接一路市电10KV线路作为备用，以提高站用电的可靠性。
本期设置1台200KVA降压变压器作为站用变压器。
各方阵500KW逆变器交流侧通过电缆接入该方阵箱式变压器低压侧，通过升压变器升压至10KV。
10KV配电装置采用单母线接线，10KV升压变4回，10KV出线1回，10KV母线设备1回，10KV站用变1回，10KV电容补偿装置1回。
10KV电缆采用阻燃铜芯电缆，型号为ZR-YJV22-8.7/10KV。
10KV母线装设过电压保护装置，直流汇流箱内逐级安装避雷器，防止雷电侵入波过电压。
为保护人身和设备安全，所有电气设备都装设接地装置，并将电气设备外壳接地。
照明分为正常照明和事故照明，正常照明电源取自所用电交流电源，事故照明采用带蓄电池的应急灯照明。
10KV和0.4KV配电装置布置在高低压配电室内。
电子设备间内布置直流电源屏、接入系统设备、计量屏、综合自动化系统等。
逆变器和箱变按各方阵布置。
（2）二次系统
综合自动化系统
本工程采用以计算机监控为基础的监控方案。
计算机监控系统应满足全站安全运行监视和监控所要求的全部功能，控制室设置计算机监控系统值班员控制台。
整个光伏电站安装一套综合自动化系统，具有保护、控制、通信、测量等功能，可实现光伏电站及10KV开关站的全功能综合自动化管理，实现光伏电站与地调端的四遥功能及发电公司的检测管理功能。
继电保护
本工程保护配置根据GB50062-2008《电力装置的继电保护和自动化装置设计规范》以及GB14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求配置。
功率预测系统
本项目根据相关规范，设计功率预测系统一套。
安防系统
安全防范系统安装在规范区域用于监视场地内的设备和装置，防止偷盗和破坏，保安系统包含报警系统，报警系统采用沿围栏一周设置点对点脉冲报警，信号传至集中控制室，实现全站的监控。
火灾报警灭火系统
本工程设置一套火灾报警装置，在控制室、电子设备室、高低压配电室等处设置火灾探测报警装置。
通信部分
本项目考虑以光通信方式接入电力通信网来组织业务通道，电站配置1台SFH155M光传输设备，就近接入电力光传输网。
系统通信部分最终方案应根据电站接入系统的审查意见为准。
6、接入系统
本项目总装机容量20MWp，拟采用1回10KV出线接入就近35kV变电站。
接入系统方案以最终审核意见为准。
7、土建部分
整个项目分为20个方阵，每个方阵配置一个逆变器室，配置综合楼一座。
为了便于施工和运行期间的检修维护，道路尽可能连接至每块太阳能板，站内设置的主干道将方阵分为南北两个部分，连接到每座逆变器室，路面为砂石路面，宽度为4米，满足消防车通行要求。
考虑到光伏电站的运行安全，要在站区四周设置围墙。
为了减少建构筑物的阴影对太阳能板的影响，围墙采用钢制格栅围墙，围墙高度2.5米。
8、消防
工程依据国家有关消防条例、规范，本着以“预防为主，防消结合”的方阵，结合本工程的具体情况进行消防部分的设计。
根据光伏电站工艺系统的特点，在设备与器材的选择和布置上采取防火措施。
重点是站内各电气设备集中的地方，主要是逆变器小室及综合楼。
本工程消防设计除参照国家现行消防设计规范外，还应征得当地消防部门的同意。
8、给排水
生活用水考虑采用地下水或自来水。
排水系统采用分流制，雨水自然散排，生活污水经处理达标后外排，废物定期掏后外运。
考虑太阳能板的定期清洗，道路、植物喷洒机车辆冲洗等用水就近采用自来水。
9、暖通
逆变器室升压站内布置有逆变器、变压器等电气设备，采用铝合金防雨百叶窗自然进风，轴流风机排除室内余热，排风机选用低噪声壁式轴流风机。
控制室安装空调机维持室内温度。
三、设备选型
1、组件
目前大型太阳能光伏电站使用的主流组件为多晶235系列，本项目拟采用常熟阿特斯阳光电力科技有限公司生产的CS6P-235P型组件，共计84800件，具体参数如下：
2、汇流箱
为了减少光伏阵列到逆变器之间的连接电缆及方便日后维护，在太阳能光伏发电系统中使用汇流箱，目前汇流箱的常用规格有6、8、12、16路等标准产品，从经济及技术角度考虑，本项目采用16汇1的汇流箱，共计280台。
户外安装，防水、防锈、防晒，满足室外安装使用要求；每路光伏阵列配有光伏专用高压直流熔断丝进行保护，其耐压为DC1000V；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高压防雷器；直流输出母线配有可分断的直流断路器。
光伏防雷汇流箱具有数据采集功能，数据可以通过485数据线上传到数据监控中心。
3、直流柜
直流配电柜的主要作用是将汇流箱输出的电缆进线二次汇流，再接入逆变器，内部配置有直流输入断路器、防反二极管、光伏防雷器等。
并具有后台数据通讯功能，数据可以通过485数据线上传到数据监控中心。
本项目采用500KW（8路输入）直流配电柜40台。
4、逆变器
目前大型光伏电站主要采用单机大功率逆变器，本项目采用500KW逆变器，具体参数如下：
5、升压装置
本项目发电量接入就近35kV变电站的10KV母线，所需设备有升压变、10KV配电装置、0.4KV配电装置。
升压变压器采用箱式变电站，变压器采用S11双分裂油浸变压器，每台容量均为1000KVA，接线组别为Dyn11-yn11，共计20台；10KV高压开关柜选用铠装金属封装手车式开关柜，内配真空断路器，柜内配置微机综合保护装置。
6、主要设备配置
序号
名称
型号规格
单位
数量
备注
一
电气一次及附属设备
1
多晶硅电池组件
235Wp
块
84800
2
晶硅固定支架
1套装40件组件
套
2120
3
汇流箱
16路汇1
台
280
智能型
4
1kV直流柜
GGD（500KW、8进1出）
面
40
具有后台通讯功能
5
逆变器
500kW
台
40
不带隔离变
6
10kV升压箱变
S11-1000kVA，10/0.3/0.3kV
台
20
7
10kV金属铠装手车式开关柜
面
8
8
厂用电箱变
S11-200kVA（10/0.4kV）
台
1
9
阵列用电箱变
S11-50kVA（10/0.4kV）
台
4
10
0.4kV低压配电柜
GCS
面
3
11
SVG型无功补偿装置
套
1
12
直流电源屏
套
1
13
UPS电源
套
20
14
电缆
批
1
二
二次部分
1
计算机监控系统
套
1
2
功率预测及有功控制系统
套
1
3
继电保护及安全自动装置
套
1
4
调度接入系统
套
1
5
火灾报警
套
1
6
安保监控系统
套
1
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