临汾市德隆机电城312KW分布式光伏发电项目可研报告.docx
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临汾市德隆机电城312KW分布式光伏发电项目可研报告
海南德勤物业315KW屋顶分布式项目
设
计
方
案
5.2.2电价补贴计算34
6.2.1运行管理39
一、设计依据及说明
1.设计说明
本技术方案严格按照相关工程技术说明书规定组织设计，以说明书中所述规范、规定和标准为根本，同时考虑国内、国外规范要求。
除非另作说明，所有相关标准均为现行标准。
当设计与技术说明书中规定之规范出现差异或矛盾时，采用较为严格的规范。
2.设计依据
本项目各部分的设计严格遵循和参考以下规范、标准：
配电系统设计遵循标准：
《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》GB/T9535
《地面用光伏（PV）发电系统概述和导则》GB/T18479
《低压配电设计规范》GB50054
《低压直流电源设备的特性和安全要求》GB17478
《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB50171
《光伏器件》GB6495
《电磁兼容试验和测量技术》GB/T17626
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620
《交流电气装置的接地》DL/T621
《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232－82
《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2005版）
《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
并网接口参考标准：
《光伏并网系统技术要求》GB/T19939-2005
《光伏发电接入电力系统技术规定》GB/Z19964-2005
《光伏系统电网接口特性》GB/T20046-2006
《地面用光伏（PV）发电系统》GB/T18479-2001
《太阳能光伏系统术语》GB/T2297-1989
《电能质量供电电压允许偏差》GB/T12325-2003
《安全标志（neqISO3864:
1984）》GB/T2894-1996
《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-1993
《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T15543-1995
《电能质量电力系统频率允许偏差》GB/T15945-1995
《安全标志使用导则》GB/T16179-19956
《地面光伏系统概述和导则》GB/T18479-2001
《光伏发电系统的过电压保护—导则》SJ/T11127-1997
3.项目设计原则
本工程设计在遵循技术先进、科学合理、安全可靠、经济实用的指导思想和设计原则下，着重考虑以下设计原则：
Ø先进性原则
随着太阳能技术的发展，太阳能电源设计必须考虑先进性，使系统在一定的时期内保持技术领先性，以保证系统具有较长的生命周期。
Ø安全可靠原则
针对本工程的特点，公司选用的结构充分考虑了风荷载、温度应力对组件的影响，设计安全系数保证满足国家规定及本工程的要求。
Ø结构轻巧而稳定原则
结构稳定可以保证结构的安全，同时也会产生一种结构稳定所特有的美感，失稳的结构会给人带来危机感，造成人的紧张，使人很不愉快。
但过于保守、粗放的设计则又显得笨拙、累赘，缺乏灵气，也会使人不愉快。
Ø环保节能原则
太阳能电池发电不会排放二氧化碳或产生对温室效应有害的气体，也无噪音，是一种洁净能源，与环境有很好的相容性。
其对于整个建筑的环保节能性能的影响，已经到了至关重要的地步。
Ø经济性原则
保证资金投向合理，在确保满足国家规范的基础上，合理地使用材料至关重要，只有巧妙地、合理地发挥各种材料的特性，才能产生极佳的经济效益。
二、技术方案与主要设备
1.光伏并网发电系统简介
光伏并网发电系统主要由光伏组件、并网逆变器、计量装置及配电系统组成（如下图1所示），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能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，一部分给当地负荷供电，剩余电力溃入电网。
2.系统的主要构成
太阳能光伏并网发电系统的主要构成如下：
1）太阳电池组件；
2）太阳电池支架；
3）直流侧防雷配电单元；
4）光伏并网逆变器；
5）交流防雷配电单元；
6）监测和发电计量单元；
7）整个系统的连接线以及防雷接地装置等。
3.系统的容量配置及接入方式
3．1系统的容量配置
太阳能组件的功率：
280W
方阵总功率：
280W*1125=315KW
逆变器的型号：
锦浪逆变器GCI-36KW八台，逆变器采用组串型并网逆变器，整个系统由8个方阵构成，每个方阵分别接入锦浪逆变器GCI-36KW逆变器，最后以380V并入电网。
3．2系统的电网接入方式
电网电压接入范围是8KW-600KW之间自发自用的模式以380V电压接入，本项目采用多回路将分布式光伏接入公共电网配电箱或线路、配电室、或箱变380V母线，每个并网回路以315KW为一个并网点共计1个并网回路。
4.主要产品、部件的选型及性能参数
4.1多晶硅电池组件
4.1.1选择依据
对于大型电站电池组件选型遵循以下原则：
Ø在兼顾易于搬运条件下，选择大尺寸，高效的电池组件，如280Wp；
Ø选择易于接线的电池组件；
Ø组件各部分抗强紫外线（符合GB/T18950-2003橡胶和塑料管静态紫外线心能测定）；
Ø遵循以上原则选择中泰多晶硅电池组件ZT280P-29b。
4.1.2组件性能参数
ZT280p-29b技术参数：
峰值功率：
280Wp
抗风力：
5400Pa130km/h
峰值电压：
31.3V
绝缘强度：
DC3500V,1min漏电流≤50μA
峰值电流：
8.95A
最高系统电压：
1000V
开路电压：
38.0V
重量：
18.5kg
短路电流：
9.45A
外形尺寸：
1650mm×992mm×35mm
4.1.3电池组件材料配件表
材料
厂家
规格型号
通过的认证
执行标准
备注
玻璃
上海福莱特
玻璃有限公
司
钢化玻璃
厚度：
3.2mm
ISO9001
RoSH
2002/95/EC,2005/618/EC
EVA
普利司通
S11
UL、ISO9001
IEC60695
E74916
电
池
片
英利能源（中
国）有限公司
多晶尺寸：
156mm*156mm
——
QB
T-IS-018~T-IS-030
均通过
TUV、
IEC、UL
认证测
试通过
焊带
保定市易通
光伏科技有
限公司
厚度：
0.2mm
宽度：
2.0mm
——
QB
130600F129203-2007
均通过
TUV、
IEC、UL
认证测
试通过
边框
中信渤海铝
业控股有限
公司
铝合金
UL、RoSH
GB/T3190-2008、
GB/T5237.1-2004、
GB/T5237.2-2004、RoSH
2002/95/EC,2005/618/EC
接
线
盒
慈溪人和光
伏电器有限
公司
PV-RH701
TUV/UL/IEC、
ISO9001
ISO9001、ISO14001、
GB/T28001、IEC61215
E312261
接插件
Multi-Contact
PV-KBT4/6II，
PV-KST4/6II
TUV、UL
IEC61215
E181720
4.1.4组件功率曲线
YL280p-2组件I-V曲线图
ZT280p-2组件P-V曲线图
4.1.5组件特点
铝边框组件产品性能描述
1）多晶硅电池组件弱光性好；
2）太阳电池绒面表面处理和减反射层减少对阳光的反射；
3）电池片采用全自动焊接，有良好的接触可靠性；
4）低铁超白钢化玻璃覆盖在表面，有很好的机械强度并保证好的透光性；
5）后面的背板防止被磨损，撕裂和刺破，起到密封防水和绝缘的作用；
6）铝边框上有四个安装孔，2个接地孔，便于安装和接地；
7）接线盒达到IP65的防护等级，接线方便，安全并有保护作用；
8）在接线盒内，设有旁路二极管，可有效减少阴影带来的组件输出功率损失；
9）组件的功率是从接线盒内由接线端子输出的。
端子的材料是表面附银浆的H59，具有优良的耐候、抗腐蚀性能，可确保在产品在寿命期内的可靠输出；
10）在接线盒上用O型圈，保证其密封性良好；
11）接线盒用优质硅胶固定，保证有良好的耐腐蚀性、密封性；
12）产品一致性好。
4.2光伏组件支架
4.2.1设计标准
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
《钢结构质量工程验收规范》（GB50205-2001）
《铝合金建筑型材》GB/T5237-2000
《碳素结构钢》GB/T700-1988
《优质碳素结构钢》GB/T699-1999
4.2.2材料选取的依据
◆根据风压和雪压的计算结果，再根据太阳能布置进行材料的选择，完全满足抗风不低于25m/s的要求。
◆根据材料力学的弯曲变形公式，计算出连接部件的最优截面，确定选择的材料及结构方式
◆选择支架的防锈处理方法
Ø热浸锌
当构件的材料厚度小于5毫米以下，镀层的厚度不得小于65微米。
当构件的材料厚度大于5毫米以上，镀层的厚度大于86微米。
使钢结构的防腐蚀年限达到20年以上。
Ø涂层法
图层一般做4-5遍。
干漆膜总厚度室外工程为150微米，室内工程为125微米，允许误差25微米。
在海边或海上或是在有强烈腐蚀性的大气中，干漆膜总厚度为200——220微米。
◆太阳能方阵固定螺栓的选择
根据风压和雪压的计算结果，再加上支架和太阳能电池板的分布，进行受力分析，根据力矩的平衡方程，计算出螺栓的上拔力，并选择螺栓的大小和水泥带的宽和厚度。
◆钢结构支架符合钢结构支架的要求
方阵紧固螺栓连接符合现行国家标准《紧固件机机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098规定。
4.3并网逆变器的选型及技术参数
4.3.1选型依据
根据《光伏发电站接入电力系统技术规定》GB/Z19964-2005
《光伏系统并网技术要求》GB/T19939-2005
《光伏（PV）系统电网接口特性》GB/T20046-2006
根据以上规范要求，逆变器的选型必须符合以下要求：
Ø电能质量：
光伏系统向当地交流负载提供电能和向电网发送电能的质量应受控，在电压偏差、频率、谐波和功率因数方面应满足实用要求并符合标准。
出现偏离标准的越限状况，系统应能检测到这些偏差并将光伏系统与电网安全断开。
Ø电压偏差：
为了使当地交流负载的工作，光伏系统中逆变器的输出电压应与电网相匹配。
正常运行时，光伏系统和电网接口处的电压允许偏差应符合GB/T12325的规定。
三相电压的允许偏差为额定电压的±7%，单相电压的允许偏差为额定电压的+7%、-10%。
Ø频率：
光伏系统并网时应与电网同步运行。
电网额定频率为50Hz,光伏系统并网后的频率允许偏差应符合GB/T15945的规定，即偏差值允许±0.5Hz。
Ø谐波和波形畸变：
低的电流和电压的谐波水平是所希望的；较高的谐波增加了对所连接的设备产生有害影响的可能性。
光伏系统的输出应有较低的电流畸变，以确保对连接到电网的其他设备不造成不利影响。
Ø电压不平衡度：
光伏系统并网运行（仅对三相输出）时，电网接口处的三相电压不平衡度不应超过GB/T15543规定的数值，允许值为2%，短时不超过4%。
Ø过/欠电压：
当电网接口处电压超出3.3规定的电压范围时，光伏系统应停止向电网送电，此要求适用于多相系统中的任何中的任何一相。
Ø安全与保护：
光伏系统和电网异常或故障时，为保证设备和人身安全，应具有相应的并网保护功能。
Ø过/欠频率：
当电网接口处频率超过2.4规定的频率范围时，过/欠频率保护应在0.2S内动作，将光伏系统与电网断开。
Ø防孤岛效应:
当电网断电时，逆变器立即停止并网发电。
Ø在考虑易于搬运条件下，尽量选择小尺寸并网逆变器；
Ø选择高效率的；
Ø根据电站容量尽量不要选择过少的逆变器，避免因逆变器的故障而造成大面积停电；
遵循以上原则选择锦浪GCI-36K并网逆变器
本项目所选用的逆变器电气参数表如下：
4.3.2并网逆变器电路结构、拓扑图及等效电路原理图
4.3.3并网逆器的效率曲线
4.3.4最大功率点原理
运用优化模糊控制策略，配合预测控制算法，使得太阳电池的MPPT效率高达99％，从而最大限度地利用宝贵的太阳能资源，进一步提高系统的综合效率。
这种跟踪控制方式优点:
快速、准确、稳定
。
4.3.5并网逆变器效率保证
锦浪GCI-36K并网逆变器的最大效率可达97.3%，采用以下几种方法可保证逆变器的效率：
采用“零矢量”调制的无差拍电流跟踪控制。
采用空间矢量SVPWM调节方式，提高了电压的利用率，降低了电路损耗。
采用经过特殊设计的，使用特殊优质材料制作的高效隔离变压器。
采用了MPPT跟踪技术。
4.3.6孤岛效应及仿真结果分析
防止孤岛效应的基本点和关键点是电网断电的检测。
锦浪GCI-36K并网逆变器采用了两种“孤岛效应”检测方法：
被动式和主动式防孤岛保护方案。
被动式检测方法：
指实时检测电网电压的幅值、频率和相位。
当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率和相位参数上，产生跳变信号，通过检测跳变信号来判断电网是否失电。
由于被动式方案的检测范围有限，因此为了满足逆变器防孤岛保护安全标准的要求，必须采用主动式方案。
主动式方案通过有意地引入扰动信号来监控系统中电压、频率以及阻抗变化，从而判断是否出现了电网失电情况。
主动式检测方法：
指对电网参数产生小干扰信号，通过检测反馈信号来判断电网是否失电。
本产品中采用的一种方法就是通过在并网电流中注入很小的失真电流，通过测量逆变器输出的电流的相位和频率，采用正反馈的方案，加大注入量。
当电网有电时，该扰动对电网电压和频率没有任何影响，当电网失电时，该扰动将会引起电网电压和频率发生较大的相应变化，以确定电网的存在与否。
三相逆变器孤岛效应保护波形
CH1:
电网电压波形（A相）
CH2:
并网电流波形（A相）
4.4交流配电箱
交流配电柜作为连接并网逆变器与并网点之间重要的连接装置，起着保护与汇流的作用，通过将多路输入经逆变器输出的线路汇流成一路，并加装交流防雷模块与交流保险，防止由于雷电流引起的过电压对设备的侵害。
交流配电柜的材料组成表：
名称
交流熔断器
交流开关
接线端子
接地端子
光伏专用防雷模块
交流电流表
4.5线缆的选型设计
我公司在工程中使用符合技术文件要求的电缆，在方阵与方阵之间的电缆采用耐压等级高，绝缘性能好，机械强度大，抗紫外线的光伏专用电缆；在直流汇流箱输出到配电室以及交流输出侧使用铜芯耐火、阻燃电力电缆。
电缆的选择参照标准：
●GB50054-95《低压配电设计规范》
●Gb12706-91《聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆》
●BS6346-1007《电力系统聚氯乙烯绝缘铠装电缆规范》
选择导线截面，应符合下列要求：
Ø线路电压损失应满足用电设备正常工作及起动时端电压的要求；
Ø按敷设方式确定的导体载流量，不应小于计算电流；
Ø导体应满足动稳定与热稳定的要求；
4.5.1光伏专用电缆
Ø电缆的绝缘性能：
绝缘：
XLP（E18）；护套：
XLP（EM8）；
Ø电缆的耐热阻燃性能：
阻燃：
单根垂直燃烧（IEC60332-1）；
Ø电缆的防潮、防火：
耐气候性：
UV（UVISO4892-2A）；耐臭氧：
（IEC60811-2-1）；
Ø电缆的敷设方式：
空气中；
Ø电缆芯的类型（铜芯、铝芯）：
铜芯；
不同连接部分的技术要求：
a组件与组件之间的连接：
电缆线号USE-2，档案号E181720，从UL网站上可以查询TAIYO线缆满足耐热90℃，防酸，防化学物质，防潮，防曝晒。
b方阵内部和方阵之间的连接：
采用光伏专用电缆。
满足防潮、防曝晒
c室内接线（环境干燥）：
可以使用较短的直流连线。
电缆大小规格设计，遵循以下原则：
a逆变器的连接，选取的电缆额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.25倍。
b方阵内部和方阵之间的连接，选取的电缆额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.56倍。
c考虑温度对电缆的性能的影响。
d考虑电压降不要超过2％。
e线路损耗的计算公式。
直流电源导线应根据允许压降选择适当的截面，其计算公式如下：
ΔU=IL/ΥS
式中S:
导线的截面积（mm2）
I:
导线通过的最大电流A
L:
导线长度m
Υ:
导电系数
铝的为Υ=34铜Υ=57
ΔU：
允许电压降
用途：
用于光伏系统连接，并已通过TUV测试
工作温度：
-40~90℃
弯曲半径：
5×D
性能：
额定温度：
90℃
短路温度：
200℃5S
耐气候性：
UV（UVISO4892-2A）
耐臭氧：
（IEC60811-2-1）
阻燃：
单根垂直燃烧（IEC60332-1）
结构：
导体：
镀锡铜绞线：
（IEC60228Class5）
绝缘：
XLP（E18）
护套：
XLP（EM8）
颜色：
红、黑
光伏专用电缆主要技术参数：
名称
参数
导体
标称截面2mm
4
导体
导体结构No./mm
56/0.3
导体
外径mm
2.9
绝缘厚度mm
0.65
护套厚度mm
0.88
最大导体直流电阻Ω/Km，20℃
5.09
耐压强度AC.V15min
3000
电流外径mm
6.2~6.6
参考载流量A
40
电缆重量Kg/100m
7.5
4.5.2电力电缆
电力电缆宜使用阻燃铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，阻燃电缆有别于普通电缆，具有以下优点：
（1）交联聚乙烯绝缘电力电缆具有高机械强度、耐环境应力好、优良的电气性能和耐化学腐蚀等特点，重量轻，结构简便，使用方便。
本产品适用于交流额定电压U0／U为0.6／IKV及下以的输配电线路上。
（2）阻燃型电缆的主要特点是电缆不易着火或着火时延燃仅局限在一定范围内，适用于电缆敷设密集程度较高的发电站、地铁、隧道、高层建筑、大型工矿企业、油田、煤矿等场所。
（3）耐火型电缆的主要特点是电缆除了能在正常的工作条件下传输电力外，电缆在着火燃烧时仍能保持一定时间的正常运行，适用于核电站、地铁、隧道、高层建筑等与防火安全和消防救生有关的地方。
阻燃铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆的技术指标：
额定电压：
0.6/1KV
电线长期允许工作温度不超过90℃
短路时（最长持续时间不超过5S）导体最高温度不超过250℃
电缆敷设时环境温度应不低于0℃
电缆弯曲半径：
不小于电缆外径的15倍
注：
因交流侧电缆选择与建筑内电缆设计并无差别，所以电缆的类型选择可与建筑内其它电力电缆类型相同。
交流电源导线应根据最大负荷和电力电缆的安全载流量（即导线最大容许持续负荷）选择截面。
选择导线截面，应符合下列要求：
线路电压损失应满足用电设备正常工作及起动时端电压的要求；
按敷设方式确定的导体载流量，不应小于计算电流；
导体应满足动稳定与热稳定的要求；
沿不同冷却条件的路径敷设绝缘导线和电缆时，当冷却条件最坏段的长度超过5m，应按该段条件选择绝缘导线和电缆的截面，或只对该段采用大截面的绝缘导线和电缆。
导体的允许载流量，应根据敷设处的环境温度进行校正，温度校正系数可按下式计算：
K＝√（t1-t2）/√（t0-t0）
式中K温度校正系数；
t1：
导体最高允许工作温度（℃）：
t0：
敷设处的环境温度（℃）；
t2：
导体载流量标准中所采用的环境温度（℃）。
导线敷设处的环境温度，应采用下列温度值：
直接敷设在土壤中的电缆，采用敷设处历年最热月的月平均温度；
敷设在空气中的裸导体，屋外采用敷设地区最热月的平均最高温度；
屋内采用敷设地点最热月的平均最高温度（均取10年或以上的总平均值。
）
综上所述：
根据以上公式，求得在交流配电箱到逆变器的线缆采用铠装铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆2×10mm2，配电室输出的交流侧电缆采用铠装铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆3×120+2×65mm2。
4.6防雷接地设计
采用标准：
GB50057-94建筑物防雷设计规范
GB50169-92电气装置安装工程接地及验收规范
GB3482-83电子设备雷击实验方法
雷电是雷云层接近大地时，地面感应出相反电荷，当电荷积聚到一定程度，产生云和云间以及云和大地间放电，迸发出光和声的现象。
根据雷电的不同形状，大致可分为片状、线状和球状三种形式；从危害角度考虑，雷电可分为直击雷、感应雷（包括静电感应和电磁感应）和球形雷。
从雷云发生的机理来分，有热雷、界雷和低气压性雷。
众所周知，雷电的危害是多方面的，所带来的损失也是巨大的，所以必要的防雷措施是必不可少的，根据IEC62305中对防雷的防护主要分两类：
一类是外部防雷保护，另一类是内部防雷保护，前者主要是针对直击雷的外部防护，对于本系统主要是防止直接雷对光电场和配电室的影响，而本身光电场中的支架系统就是一个很好的避雷网，所以光电场在这里我们不对这部分进行鳌述，主要是配电室的直击雷的防护我们主要采用避雷针方式，根据配电室的位置避雷针是不会影响整个光电场。
而是针对雷电感应和雷电波的防护，如上所示在光伏方阵接入到并网逆变器之前，经过直流汇流箱和直流配电柜再接入到并网逆变器，所以在直流汇流箱和直流配电柜内加装直流浪涌保护器，同样道理在交流侧也同样加装交流浪涌保护器（安装在交流配电柜内）。
为了保证本工程光伏并网发电系统安全可靠，防止因雷击、浪涌等外在因素导致系统器件的损坏等情况发生，系统的接地装置必不可少。
所有接地都要连接在一个接地体上，接地电阻满足其中的最小值，不允许设备串联后再接到接地干线上。
接地设计包括以下方面：
防雷接地：
包括避雷针、避雷带以及低压避雷器、外线出线杆上的瓷瓶铁脚还有连接架空线路的电缆金属外皮。
工作接地：
逆变器、蓄电池的中性点、电压互感器和电流互感器的二次线圈。
保护接地：
光伏电池组件机架、控制器、逆变器、以配电屏外壳、蓄电池支架、电缆外皮、穿线金属管道的外皮。
屏蔽接地：
电子设备的金属屏蔽。
系统的接地装置措施有多种方法，主要有以下几个方面供参考：
（1）地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设和太阳电池方阵基础建设的同时，选择电厂附近土层较厚、潮湿的地点，挖1～2米深地线坑，采用50扁钢，添加降阻剂并引出地线，引出线采用10mm2铜芯电缆，接地电阻应小于4欧姆。
（2）在配电室附近建一避雷针，地线与方阵的连接在一起。
（3）直流侧防雷措施：
电池支架应保证良好的接地，太阳能电池阵列连接电缆接入光伏阵列防雷汇流箱，汇流箱内含浪涌保护装置，电池阵列汇流后再接入直流防雷配电柜，经过多级防雷装置可有效地避免雷击导致设备的损坏。
（4）交流侧防雷措施：
每台逆变器的交流输出经0.4KV开关柜接入电网，开关柜内含交流浪涌保护装置保护装置，有效地避免雷击和电网浪涌导致设备的损坏，且所有的机柜要有良好的接地。
4.7数据收集和监控系统
根据逆变器本身所具有的通讯传输功能的特点，采用RS-485总线通讯模式，整个系统采用全双工通讯并由屏
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