保阜高速曲阳服务区分布式光伏并网发电项目.docx

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保阜高速曲阳服务区分布式光伏并网发电项目

保阜高速公路曲阳服务区

分布式光伏并网发电项目

初

步

设

计

方

案

英利光伏电力投资集团有限公司

2018年5月

1工程概述2

1.1工程名称2

1.2公司简介2

1.3项目简介2

1.4气象资料3

1.5国网公司分布式电站业务办理流程3

2并网光伏发电系统介绍4

2.1并网光伏发电系统工作原理4

3方案设计5

3.1组件排布图5

3.2系统配置7

3.2.1光伏组件7

3.2.2组件结构图8

3.2.3并网逆变器10

4光伏电站电气设计方法12

4.1并网接入设计方案12

4.2光伏电站通信部分设计12

4.2.1光伏发电监控系统12

4.2.2光伏电站通信设计原则13

5发电量估算15

5.1装机容量为1487.7KW15

5.1.1首年发电量15

5.1.2设计使用期年发电量15

5.1.3累计发电量16

5.2装机容量为900KW18

5.2.1首年发电量18

5.2.2设计使用期年发电量18

5.2.3累计发电量19

6环境保护与节能降耗20

6.1环境影响分析20

6.2节能措施和效果21

6.3节能效果21

7项目案例22

1工程概述

1.1工程名称

保阜高速公路曲阳服务区分布式光伏并网发电项目

1.2公司简介

英利集团创建于1987年。

1998年开始进入太阳能光伏领域，获批国家唯一支持的多晶硅太阳能电池示范项目，是全球领先的具有最完整产业链光伏产品生产商。

多年以来，英利致力于新能源及可再生能源产业的发展，是建设“中国低碳城市发展项目”和“中国电谷”的支柱企业。

英利集团主营业务为硅太阳能电池及其相关配套产品、风机及其相关配套产品、热发电产品、控制器、逆变器、兆瓦级跟踪器的研发、生产、销售，技术咨询及服务；太阳能光伏电站工程的设计、安装、施工。

英利光伏电力投资集团有限公司隶属于英利集团，服务领域集光伏发电项目开发、投（融）资、设计、建设、调试、运维产品售后服务等。

拥有世界一流的科技研发团队和管理运营团队，依托长期积累形成的战略优势、创造新优势、品牌优势和文化优势，成为全球光伏行业的领军企业，持续为社会提供清洁、安全、高效、可持续发展的绿色能源。

其凭借丰富的EPC承建经验、年轻富有战斗力的团队、严格的管理、强大的技术创新及风险把控能力，先后承揽了包括高原、荒山、戈壁、滩涂、沿海等复杂地形地势的光伏工程，可以提供光伏与建筑结合、光伏与农业结合、光伏精准扶贫、大型光伏电站、分布式电站、独立系统等系统解决方案。

1.3项目简介

此项目建设装机容量为1487.7KW光伏电站，共安装组件5510块。

其中北区安装容量为712.8KW，安装组件2640块；南区安装容量为774.9KW，安装组件2870块。

采用中国英利公司生产多晶硅组件YL270P-29b，通过逆变器逆变为交流电，进行并网。

1.4气象资料

。

项目所在地年总辐射量为4969.6MJ/m2，根据《太阳能资源评估方法》（QX/T89-2008）中太阳能资源丰富程度的分级评估方法，该区域的太阳能资源丰富程度属Ⅲ类区，即“资源较丰富”（3780～5040MJ/m2·a），能保证有一定开发潜力，具备规模化发展太阳能光伏发电的资源条件。

1.5国网公司分布式电站业务办理流程

2并网光伏发电系统介绍

2.1并网光伏发电系统工作原理

光伏组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。

系统结构如下图所示：

图1并网光伏发电系统原理图

3方案设计

3.1组件排布图

北区组件排布图

南区组件排布图

3.2系统配置

根据组件排布图，结合专业的设计软件，最终得出如下的系统配置情况：

光伏组件：

数量5510块，型号：

YL270P-29b；

并网逆变器：

型号：

GCI-10K,数量：

4台；型号：

GW15K，数量：

2台；型号：

GW20K，数量：

1台；型号：

GW30K，数量：

2台；型号：

GW40K，数量：

3台；型号：

GW50K，数量：

17台；型号：

GW60K，数量：

5台；

3.2.1光伏组件

对于分布式光伏发电项目光伏组件选型遵循以下原则：

●在兼顾易于搬运条件下，选择大尺寸、高效的光伏组件；

●选择易于接线的光伏组件；

●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性能测定）；

●组件必须符合IEC61215标准，保证每块光伏组件的质量。

遵循以上原则选择英利的YL270P-29b光伏组件

组件类型

YL270P-29b

电池片类型

156*156mm

电池片数量

60片

峰值功率

270Wp

峰值电压

30.7V

峰值电流

8.8A

开路电压

37.9V

短路电流

9.27A

组件效率

16.6%

工作温度

-40°C至85°C

尺寸

1650*992*35

重量

18.5kg

3.2.2组件结构图

组件正视图组件后视图

组件横截面视图

3.2.3并网逆变器

4光伏电站电气设计方法

4.1并网接入设计方案

为保证并网安全，在交流配电柜中配置交流与防孤岛保护装置以防止逆变器本身的保护功能失效。

同时，并网逆变器均带有隔离变压器，使得逆变器的直流输入和交流输出之间电气隔离开来。

直流侧的光伏组件阵列为负极接地，且逆变器在运行过程中，随时检测直流正负极的对地电流，从而保证了逆变器直流侧的短路故障不会影响到电网。

本项目接入电网采用用户侧并网方式，光伏发电按自发自用，余电上网的原则进行设计。

用户侧共有两台变压器，分别为南区500KVA变压器和北区400KVA变压器。

此项目共有两种接入方案设计，具体如下：

方案一：

高压10KV并网，由逆变器交流输出380V升压10kV一级升压

的方式实现太阳能交流输出的并网送出。

根据太阳能电池方阵设计，本电站采用组串式逆变器组合，通过逆变器的汇流升压后，接入开关站10kV配电装置母线，出线1回。

方案二：

采用380V低压侧并网，由逆变器交流输出380V,经过汇流后接入服务区低压配电室配电装置母线。

但由于服务区变压器总容量为900KVA，且光伏安装容量不能超过用户侧变压器最大容量，所以光伏安装容量最大为900KW。

（具体以电网公司批复为准）

该总线电缆主要通过地下的线缆沟铺，少部分能过架空走线

4.2光伏电站通信部分设计

4.2.1光伏发电监控系统

光伏电站主要由光伏组件阵列、逆变器、交流汇流箱、并网配电箱等组成，最后产生的交流电直接并入电网。

针对每个环节电力参数检测的需要，采用光伏汇流采集装置、直流检测仪表，分别应用于汇流箱、直流柜及交流柜中，并通过光伏发电监控系统实现后台集中监控。

图4-5是光伏发电监控系统组网示意图。

4-5光伏发电监控系统组网示意图

（1）实现电站设备的统一运行监控，数据的集中管理，给运行人员建设光伏电站监控系统的意义在于：

检修人员、管理人员等提供全面、便捷、差异化的数据和服务；

（2）成为电站设备的承载系统，为电站设备的规划、新设备的接入提供载体；

（3）建立统一的数据库，为监控平台和其它各种专业监控系统提供数据服务。

4.2.2光伏电站通信设计原则

（1）完整性

业务数据完整性：

系统能够完成不同厂商不同种类不同型号设备的监测数据统一完整采集；业务流程完整性：

系统能够提供实时数据、周期采样数据、事件数据的应用服务。

（2）规范性

系统建设遵循有关国家标准、国际标准、电力行业有关标准。

制定或完善相关标准规范，确保监测设备、监测数据通讯的规范性。

界面设计遵循有关界面设计规范。

（3）扩展性

硬件扩展性：

系统能够广泛适配新接入监测设备的通信接口。

软件扩展性：

软件功能模块应可重用、可配置、可拆卸。

（4）开放性

系统能够同各类专家系统进行数据信息交换。

系统能够与电网调度等系统进行数据信息交换。

（5）集成性

能够集成环境、安防、电能量、电能质量等监测（数据）本项目无电能监测，分类处理，分类存储，统一界面显示监测数据。

（6）可操作性

界面友好，操作方便，注重用户体验。

5发电量估算

5.1装机容量为1487.7KW

5.1.1首年发电量

首年发电量如下图所示

首年发电量

月

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

月均

发电量

132185.6

135846.16

169992.39

171697.03

189551.75

176775.25

152471.98

154111.55

163247.58

151269.22

125298.39

118153.02

153383.33

首年发电量（单位：

KWh）

5.1.2设计使用期年发电量

年发电量预测如下图所示

设计使用期每年发电量

年

第1年

第2年

第3年

第4年

第5年

第6年

第7年

发电量

184.06

182.7382

181.4164

180.0946

178.7728

177.451

176.1292

年

第8年

第9年

第10年

第11年

第12年

第13年

第14年

发电量

174.8074

173.4856

172.1638

170.842

169.5202

168.1984

166.8766

年

第15年

第16年

第17年

第18年

第19年

第20年

第21年

发电量

165.5548

164.233

162.9112

161.5894

160.2676

158.9458

157.624

年

第22年

第23年

第24年

第25年

第26年

第27年

第28年

发电量

156.3022

154.9804

153.6586

152.3368

-

-

-

年发电量（万度）

5.1.3累计发电量

设计寿命期累发电量预测如下图所示

设计周期累计发电量

年

第1年

第2年

第3年

第4年

第5年

第6年

第7年

发电量

184.06

366.7982

548.2146

728.3092

907.082

1084.533

1260.6622

年

第8年

第9年

第10年

第11年

第12年

第13年

第14年

发电量

1435.4696

1608.9552

1781.119

1951.961

2121.4812

2289.6796

2456.5562

年

第15年

第16年

第17年

第18年

第19年

第20年

第21年

发电量

2622.111

2786.344

2949.2552

3110.8446

3271.1122

3430.058

3587.682

年

第22年

第23年

第24年

第25年

第26年

第27年

第28年

发电量

3743.9842

3898.9646

4052.6232

4204.96

-

-

-

寿命期累计发电量（万度）

5.2装机容量为900KW

5.2.1首年发电量

首年发电量如下图所示

首年发电量

月

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

月均

发电量

79967.09

82181.59

102838.71

103869.95

114671.36

106942.07

92239.55

93231.43

98758.36

91511.93

75800.6

71477.93

92790.92

首年发电量（单位：

KWh）

5.2.2设计使用期年发电量

年发电量预测如下图所示

设计使用期每年发电量

年

第1年

第2年

第3年

第4年

第5年

第6年

第7年

发电量

111.3491

110.5495

109.7499

108.9503

108.1507

107.3511

106.5515

年

第8年

第9年

第10年

第11年

第12年

第13年

第14年

发电量

105.7519

104.9523

104.1527

103.3531

102.5535

101.7539

100.9543

年

第15年

第16年

第17年

第18年

第19年

第20年

第21年

发电量

100.1547

99.3551

98.5555

97.7559

96.9563

96.1567

95.3571

年

第22年

第23年

第24年

第25年

第26年

第27年

第28年

发电量

94.5575

93.7579

92.9583

92.1587

-

-

-

年发电量（万度）

5.2.3累计发电量

设计寿命期累发电量预测如下图所示

设计周期累计发电量

年

第1年

第2年

第3年

第4年

第5年

第6年

第7年

发电量

111.3491

221.8986

331.6485

440.5988

548.7495

656.1006

762.6521

年

第8年

第9年

第10年

第11年

第12年

第13年

第14年

发电量

868.404

973.3563

1077.509

1180.8621

1283.4156

1385.1695

1486.1238

年

第15年

第16年

第17年

第18年

第19年

第20年

第21年

发电量

1586.2785

1685.6336

1784.1891

1881.945

1978.9013

2075.058

2170.4151

年

第22年

第23年

第24年

第25年

第26年

第27年

第28年

发电量

2264.9726

2358.7305

2451.6888

2543.8475

-

-

-

寿命期累计发电量（万度）

6环境保护与节能降耗

6.1环境影响分析

1）对大气环境的影响

光伏发电主要是通过“光生伏打效应”将太阳能转换为电能，属于清洁能源发电，项目运行期不产生任何废气。

2）对水环境的影响

光伏发电在电能产生过程中不需要水资源，只是为了提高发电效率，定期对光伏组件的浮土进行水冲洗，冲洗水最终通过屋顶的排水沟排至厂区雨水管网，这部分水除悬浮物较高外，没有增加其它污染物，不会对水环境造成影响。

3）噪声影响

光伏发电本身没有机械传动机构或运动部件，没有机械噪声产生，仅有少量电磁噪声，本项目逆变器等设备均布置在原有厂房配电室内，对外环境无噪声影响。

4）固体废物影响

运行期固体废弃物主要为废旧太阳能电池板及管理站值守人员生活垃圾。

由于电池组件外壳是铝合金，电池片为纯硅材料制成，废弃的电池组件不属于危险废物，可以由组件厂家统一回收利用，不会造成固体废弃物影响。

生活垃圾在采取定点收集、定期清运的环保措施后不会造成污染影响。

5）电磁辐射影响

光伏电站运行时会产生一定能量的电磁辐射，但本项目电压等级低，其强度较低，不会对周围环境及人群产生危害。

6）生态环境影响

本项目在建设过程中不存在地表开挖和植被破坏，对生态环境亦无影响。

7）电站对自然景观的影响分析

电站建成后可以构成一个非常美观、独特的人文景观，这种景观具有群体性、可观赏性，可以起到以点带面、示范推广的作用，光伏电站将是该地区一个很好的高科技环保主题景观，将有助于促进当地高科技、环保产业的发展，具有明显的社会效益和经济效益。

●光污染及防治措施

光伏电池组件内的晶硅板片表面涂覆有一层防反射涂层，同时封装玻璃表面已经过特殊处理，因此太阳能电池组件对阳光的反射以散射为主。

其总反射率小于10%，要远低于玻璃幕墙，放射角度指向天空，故不会产生光污染。

综上所述，本项目是清洁能源的开发利用项目，符合我国能源产业政策、当地总体发展规划和环境保护要求，具有明显的经济效益、社会效益和环境效益，是一项百利而无一害的基础建设工程。

6.2节能措施和效果

节约能源是我国的一项基本国策。

使有限的能源生产出更多的产品，无疑是企业降低成本、提高经济效益的可靠手段。

6.3节能效果

光伏发电没有污染物排放，不消耗资源，本身就是节能项目。

与相同容量的燃煤电厂相比，既可节约煤炭资源，又可减少污染物排放。

本项目建成后，平均每年节约672吨标准煤，减排CO2约1675吨。

7项目案例

案例1-河北省保定史庄街分布式发电项目

项目容量：

19.08KW

并网时间：

2013年4月27日

屋顶类别：

彩钢板

项目意义：

河北省户用分布式系统的首例

案例2-源盛嘉禾居民社区分布式发电工程

项目地点：

河北省保定市

项目容量：

788KW

竣工时间：

2013年

项目类别：

BAPV

案例3-长城汽车产业园金太阳工程

项目地点：

河北省保定市

项目容量：

45MW

竣工时间：

2013年

屋顶类别：

彩钢板

案例4-英利77kW分布式光伏车棚项目

项目地点：

保定

项目容量：

77kW

竣工时间：

2015年

项目类别：

光伏车棚