1MW屋顶光伏并网发电技术方案Word格式.docx
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总装机容量
1MWP
万度
25年总发电量约为3332.25万度
2
太阳能光伏组件
HONEY组件
块
3774
3
太阳能光伏组件支架
镀锌角钢
项
足量
4
并网逆变器
SG50KTL
台
21
5
交流并网配电柜
-
6
监控装置
监控软件
套
PC机
通信传输系统
7
光伏导线
4平方1500V电缆红
米
6500
4平方1500V电缆黑
70平方1500V电缆红
900
70平方1500V电缆黑
8
交流电缆
ZRC-YJV180mm2
50
9
通信电缆
阻燃屏蔽控制电缆
100
10
系统的防雷和接地装置
11
土建及配电等基础设施
12
系统连接电缆防护材料
二、总体方案设计
2.1光伏系统项目介绍
该项目总载机容量为1000KWp,采用并网方式进行发电，其发电原理如下所述：
并网光伏屋顶系统由光伏组件、逆变器、直流配电柜、交流配电柜组组成。
太阳能组件产生的直流电经过逆变器转换成符合市电电网要求的交流电直接接入或者经过升压站后接入公共电网，并网系统中光伏方阵所产生的电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。
2.2系统选型设计
太阳能光伏组件安装位置需要避免阴影遮挡，根据郑州项目的具体情况进行组件的铺设设计，预计可装3774块265Wp电池板，装机容量为1000kWp。
2.3并网系统原理框图
并网部分总装机容量为1000kWp，组件方阵以20块光伏组件为1串，不同组串通过并联汇流后，用21台50K并网逆变器输出0.4kV交流电，经变压器升压后，接入内部高压配电房10kV母线侧并网点进行并网。
本方案共用1台交流配电柜，21台逆变器（9路输入，带负级接地/无隔离变），1台升压变压器，1台高压开关柜（10kV，配计量）。
2.4主要设备选型说明
（1）太阳能板组件
多晶硅太阳能板优势：
1优异的弱光发电表现（阴天、早晨、傍晚）
先进的电池正面制绒、背电场工艺
选择性发射极技术
2极佳的空间利用率
最高功率至265瓦
功率密度为162瓦/平方米
3基于严格质量管控而具备的高可靠性
超过30项的内部测试（紫外、热循环、湿冻等）
内部测试严于行业认证标准
抗PID
4应对严酷环境的最佳解决方案
通过5400帕正面雪压，2400帕风压载荷认证测试
通过直径达35毫米，速度97千米/小时的冰雹测试
太阳能板具体参数如下：
（2）逆变器
为了更加充分的利用逆变器的MPPT功能以及使用比，提高效率，本项目拟采用选用21台50K并网逆变器，技术参数达到智能、高效、安全、可靠。
SG50KTL系统参数：
标注：
组件的串联数
根据上述数据得知：
每路组串mppt电压范围为200V-1000V，组件开路电压为38.3V，38.3*20=766V<
1000V；
每路组串的满载MPPT电压范围为550V-850V，组串的额定电压为30.8V，30.8*20=616V<
850V
所以，每路组串串联20件组件。
组件的并联数
系统总容量为1000KWp。
单板功率为265Wp,20块为一串列，总计3774块组件，3774÷
20≈189，故得出，共需189串并联，每个逆变器共有9路，，需要21台逆变器可完全容纳系统189串并联，容纳系统容量，满足设计要求。
三、光伏系统发电评估
本系统在郑州某屋顶安装多晶电池组件，可安装数量总共3774块，预计铺设容量1000kWp，并网系统装机容量为1000kWp，年发电量计算如下：
发电量Q=P×
R×
ηs÷
R0，式中：
P-系统直流总功率1000kWp；
R-30°
倾角所接受的年太阳总辐射量1462kWh/m2；
ηs-光伏系统发电效率0.8；
R0-标准日照辐射强度即1kW/m2，
其中：
ηs=K1×
K2×
K3×
K4×
K5
K1-光电电池运行性能修正系数；
K2-灰尘引起光电板透明度的性能修正系数；
K3-光电电池升温导致功率下降修正系数；
K4-导电损耗修正系数；
K5-逆变器效率；
考虑光伏组件在室外长期工作带来的损耗，经过行业及产品测算标准，该系统在25年内的发电量如下表所示：
各年/全年发电量统计（万kwh）
第1年
1,173,279.36
第2年
1,149,813.77
第3年
1,137,846.32
第4年
1,125,996.20
第5年
1,114,263.41
第6年
1,102,647.94
第7年
1,091,149.80
第8年
1,082,232.88
第9年
1,073,433.29
第10年
1,064,633.69
第11年
1,055,834.10
第12年
1,047,034.50
第13年
1,038,352.23
第14年
1,029,669.97
第15年
1,020,987.70
第16年
1,012,422.76
第17年
1,003,975.15
第18年
995,527.54
第19年
987,197.25
第20年
978,984.30
第21年
970,771.34
第22年
962,558.39
第23年
954,580.09
第24年
946,601.79
第25年
938,629.73
总计
2,605.84
年均发电量（万KWH）
104.23
综上所述，该光伏系统在25年运营期间，年平均实际发电量为104.23万kWh/年，25年共可产生电量2,605.84万kWh。
四、系统安装及施工组织
4.1光伏阵列的布置和安装
根据设计方案，1000KWp光伏系统共需21台逆变器，每个串列为20块，共需265Wp光伏组件3774块。
4.2系统接线
光伏电池板安装完成后，根据设计方案中的电气设计，逐步安装如下器件。
其中，逆变器为9路输入，一路输出，输出交流并网配电柜。
逆变器防护等级为IP65，可户外安装，但考虑安装方便，装于靠近组件合适地点悬挂安装。
4.3土建
平屋顶：
建筑物屋面为水泥屋面，光伏组件采用固定式安装方式，保证组件与支架连接牢固可靠，并能很方便地更换太阳能电池组件。
光伏系统中单块组件重量18.6Kg/块，水泥基础20Kg/个，每块组件平均一个水泥基础，每块组件下平均光伏支架8Kg，每块组件占地约2.5平方米，折算该光伏系统约为：
（18.6+20+8）/2.5=18.64Kg/平方米
建筑物屋顶承重需大于18.64Kg/平方米，屋顶光伏工程的安装屋顶面积需20000平方米，可满足光伏系统安装需求。
组串之间距离：
D=0.707H/tan〔arcsin（0.648cosΦ-0.399sinΦ）〕
算出D=1.658m
水泥屋顶光伏项目案例
彩钢瓦：
建筑物屋面为彩钢瓦，光伏组件采用平铺安装，保证组件与支架连接牢固可靠，并能很方便地更换太阳能电池组件。
光伏系统中单块组件重量18.6Kg/块，每块组件下平均光伏支架8Kg，每块组件占地约1.6335平方米，折算该光伏系统约为：
（18.6+8）/1.6335≈16.29Kg/平方米
建筑物屋顶承重需大于16.29Kg/平方米，屋顶光伏工程的安装屋顶面积需8000平方米，可满足光伏系统安装需求。
0.5m
此距离作为维修通道使用，组件与屋顶间的支架应保留出大于20cm的空间，以便组件散热。
彩钢瓦光伏屋顶项目案例
4.4电气设计
本工程为用户侧并网，自发自用，余电上网。
以单个屋顶为一个并网单元，根据该单位所装容量，确定所用并网逆变器容量，就地以0.4KV接入相应单位的用户侧低压电网。
逆变器交流侧输出接入并网低压开关柜（或配电箱）。
光伏逆变器均采用壁挂式，壁挂于原有建筑物屋顶。
4.5接入电力系统方案
根据国家电网公司发布的《光伏电站接入电网技术规定》（Q/GDW617-2011），对光伏电站接入系统一般原则有以下规定，南方电网公司接入方式也同样处理：
①光伏电站分类
根据光伏电站接入电网的电压等级，可分为小型、中型或大型光伏电站。
a）小型光伏电站---通过380V电压等级接入电网的光伏电站。
b）中型光伏电站---通过10kV～35kV电压等级接入电网的光伏电站。
c）大型光伏电站---通过66kV及以上电压等级接入电网的光伏电站。
本项目属于b类中型光伏电站，就地以10KV接入相应园区的用户侧低压电网，实现并网发电功能。
②接入方式
光伏电站接入公用电网的连接方式为专线接入公用电网、T接于公用电网以及通过用户内部电网接入公用电网的三种方式。
本项目采取通过用户内部电网接入公用电网，T接于用户内部网络，实现并网发电功能。
③接入容量
a）小型光伏电站总容量原则上不宜超过上一级变压器供电区域内的最大负荷的25%。
b）T接于公用电网的中型光伏电站总容量宜控制在所接入的公用电网线路最大输送容量的30%内。
本项目属于中型光伏电站，光伏装机容量设计不超过上一级变压器供电区域内的最大负荷的30%。
4.6电缆敷设及防火
电缆敷设采用桥架和电缆沟两种方式；
配电室至光伏方阵及光伏方阵内电缆主要采用桥架敷设方式；
新增交流柜至原有低压母线段采用电缆沟敷设方式。
电力电缆选用交联聚乙烯或聚氯乙烯绝缘电缆；
连接微机设备的控制电缆选用聚氯乙烯绝缘屏蔽控制电缆。
电缆设施遵循《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）的要求。
电缆防火按照根据《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-2006）的要求设计，在电缆从室外进入室内的入口处、电缆接头处、长度超过100m的电缆沟、电缆通过的孔洞，均应进行防火封堵。
五.光伏项目效益分析
5.1项目环境效益
太阳能光伏发电是一种清洁的能源，既不直接消耗化石资源，同时又不释放污染物、废料，也不产生温室气体破坏大气环境，也不会有废渣的堆放、废水排放等问题，有利于保护周围环境，是一种绿色可再生能源。
与其它传统火力发电方式相比，本项目每年可以减少大量的温室效应性气体二氧化碳（CO2），大气污染气体二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NxOy）等的排放。
此外还可节约用水，减少相应的废水对水环境的污染。
由此可见，光伏发电系统有明显的环境效益。
5.2节能减排分析
节能量可根据申报基数实际应用中减少的一次能源及二次能源的熟练折算为标准煤进行估算，能源折标系数以国家统计局公布的数据为准。
其中，电力折标系数可按350gce/kWh计算。
碳减排量可根据节能量乘以相应能源品种的排放系数进行估算，其中以每发1kWh电能减少750g二氧化碳的排放来计算。
本光伏发电项目装机容量约为1000kWp，该项目的建设将在节省燃煤上，起到积极的示范作用。
本项目按照每发1kWh电减少30g二氧化硫、15g氮氧化物的排放来估算节能减排效益，计算结果如表5-1所示。
表5-1本项目的节能减排效益
项目
节能标煤（吨）
CO2减排量（吨）
SO2减排量（吨）
NxOy减排量（吨）
年均节能减排
364.79
781.71
31.27
15.64
运行期内
总节能减排量
9119.84
19542.84
781.78
391.03
图5-1本项目的节能减排效益
从上面的计算结果可以看到，本项目预计平均年发电量约为104.23万kWh，每年可节约标准煤约364.79吨，减排二氧化碳约781.71吨，减排二氧化硫约31.27吨，减排氮氧化物约15.64吨。
本项目预计25年发电总量为2605.84万kWh，25年可节约标准煤共计9119.84吨，减排二氧化碳约19542.84吨，减排二氧化硫约781.78吨，减排氮氧化物约391.03吨。
5.3经济性分析
分布式光伏电站经济评价表
规划装机容量
MW
工程总投资
733.96
万元
计算期
25
年
每瓦投资额
7.34
元
资本金（30%）
220.19
国家电价补贴
0.42
元/度
贷款资金（70%）
513.77
含增值税电价（合同电价）
0.61
年维护费
16.91
日照强度（单位面积年辐射）
1333.27
kWh/m2
次年发电量：
114.98
年均等效发电小时数
1042.34
小时
计算结果（财务指标）
全投资财务净现值（税前）
¥
238.16
投资回收期（年）
8.15
全投资财务净现值（税后）
155.08
全投资内部收益率IRR（税后）
11.02%
资本金财务净现值（税前）
505.73
4.50
资本金财务净现值（税后）
463.99
资本金内部收益率IRR（税后）
18.25%
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