光伏发电项目设计方案.docx
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1、XXX光伏发电项目设计方案 1.系统总体设计 1.1设计方案本项目某某公司已建成厂房X栋,光伏项目拟利用的厂房共X栋,总面积约为X平方米,另外利用停车场X平方米,规划建设总容量XkWp的分布式光伏发电项目,包括屋面光伏发电系统及相应的配套并网设施,项目所涉及的屋面形式为直立锁边型彩钢瓦屋面,彩钢瓦屋面采用单晶550Wp组件。光_ueditor_page_break_tag_伏发电系统采用高效晶体硅太阳能电池作为光电转换装置,不设储能装置,所发电力就近消纳。项目所使用的主要设备有:光伏组件、并网光伏逆变器、变压器、高低压开关柜、无功补偿设备、在线式电能质量监测仪、视频监控系统、光伏
2、监控及自动化系统、电力调度自动化、网络安全、电力监控及自动化系统设备、自动清洗机器人等;使用的主要材料有钢筋混凝土、钢构、主次檩条、预制板、光伏支架及夹具、交直流电力电缆、电缆桥架等。根据初步与当地供电局沟通的情况,本项目拟采取高压并网。本项目预计光伏安装容量为XkWp,根据建筑分布情况将整个发电系统分为若干个子系统,光伏系统所发电力经逆变器交流汇流后,通过1个并网点并入厂区10kV母线,多余电量送入当地配电网。项目最终并网接入电压等级以属地供电局实际批复为准。项目装机容量统计表序号厂房名称屋面面积()装机容量(kWp)屋面类型排布形式123总1.2系统配置情况本项目采用建筑屋面铺设光伏面板发
3、电。本期拟建设X容量的分布式高压并网太阳能光伏发电系统,包括太阳能光伏发电系统及相应的配套并网设施。光伏发电系统采用晶体硅太阳能电池作为光电转换装置,系统没有储能装置,将由太阳辐射能转换而来的交流电能馈送至当地供电网。本项目拟在某某公司的厂房、仓库、新建停车棚,建设XX分布式光伏并网项目。其中一期厂房和外围仓库屋面均为彩钢瓦,新建停车采用BIPV。1.3承诺的首年及逐年发电量1、项目采购经理依据项目设计技术方案的要求,全面完成项目合同对采购要求的进度、质量、采购费用以及与采购有关的环保、安全等的目标与任务;择优选型项目设备、材料供应商,在设备工程师的配合下,对项目设备监造检查、到货开箱、验收、
4、仓储、标识、防护等加强监督,严把质量关。并依据商务合同中的要求,监督生产厂家做好各类质量保证及服务措施。2、施工经理严格依据工程特点及安装设备技术要求,做好施工前的技术交底及安全交底工作,建立工程交接班制度,制定工程质量目标和安全措施,确保施工有序、安全地进行。进场的施工机械设备,应符合设计规范及现场的施工技术规范要求和环境要求,并报请监理单位检查确认,严格执行方案审批通过后实施的制度。3、整站满足性能如下:(1)正常工作条件设备应在下述条件下连续工作满足其所有性能指标。环境温度:20-65;相对湿度:95(25);海拔高度:2000m;最大风速:46.1m/s。(2)太阳能电池组件装机总容量
5、至少为 kWp;(3)质保承诺:光伏电站整体质保不低于 2 年;(4)技术承诺:对于分布式光伏电站全年整体效率不低于n1=80%,在环境温度小于等于35,测试PR值不低于n2=78%(5)技术承诺:光伏电站首年发电量不低于万kWh ,25年平均年发电量不低于万kWh。2.技术专题报告2.1电站布局及接入系统规范化专题报告2.1.1电站布局项目计划光伏安装容量XX,拟通过10kV高压并网,设置一个10kV高压并网点。实现光伏发电系统所发电力优先就地消纳、余电送至公共电网,由电网公司收购。逆变器采用组串式逆变器、高压柜采用户内安置式,可以根据厂房
6、位置做相应调整。本方案优点为设备放置灵活多变,只需在厂房允许的地方新建几个设备基础即可,造价相对较低,并且节省工期;开关站布置在厂房附近,直流电缆接入路径变短,线损相应减少。屋顶组件布置尽量远离气楼墙四周,降低组件因遮挡问题引起的电量损耗及引发组件过热损坏的可能。组件均沿彩钢瓦铺排,减少厂房屋顶的荷载,并最大可能的提高发电效率。2.1.2接入方案(1)装机容量及运作模式本项目拟在某某公司的厂房和仓库屋面、新建BIPV停车棚,建设XX分布式光伏并网项目。厂房均为彩钢瓦屋面、停车棚为BIPV。拟采用自发自用余电上网的并网模式。所发电量主要采用由厂房及车间内的负荷就近消耗,余电上网的方式进行运作。项
7、目建设后首年发电量 万度电,本项目建成后,所发电量被被厂区负载消耗后,多余电量上送至电网。2.1.3接入系统部分本光伏发电站项目总容量XX,布置安装在某某公司厂房房屋面屋顶,发电系统所发电量经汇流后经1个并网点接入光伏并网柜,并网电压等级为10kV。采取用户侧并网就地消纳,剩余电量并入公用电网。本期工程分为1个光伏发电子系统,厂房安装容量XX,1个并网点接入专用配电房变压器10kv侧母排,剩余电量倒送入公用电网。电能量计量关口点的设置根据产权分界点的要求,关口点设置在相应厂区配电房并网接入点处。电能量计量设备配置要求电站应在各分子系统逆变后的厂区配电房内10kV并网总柜关口点安装电能量计量装置
8、,包括电能表、PT、CT、及二次连接线导线。对电能计量装置的要求如下:1)CT:准确度必须是0.2S级。2)PT:准确度必须是0.5级。3)关口点计费电能表:应为双向计量有功、失压计时的全电子式多功能电能表,其有功精度为【0.2S】,无功精度为【1.0】级。在同一关口点应安装主电能表(主表)和副电能表(副表)各一套,主、副表应有明确标志。2.1.4结论本项目可采取高压并网。根据布板情况,本项目总装机容量为 ,设有1个高压计量点,拟通过10kV高压并网。根据并网接入系统分析,本工程光伏发电系统按用户侧就地并网消纳,余电上网的方式,对电网无负面影响,在一定程度上缓解了该厂区的一部分供电负荷压力。2
9、.2防雷接地专题报告本项目安装光伏太阳能电池方阵面积大,电池的组件及支架,均为导电性能良好的金属材料,易遭受直接雷击和形成感应过电压。因此,根据地区年平均雷暴日数和光伏组件的占地面积,客观地分析光伏方阵遭受直击雷的概率,进行设计。(1)接地装置1)保护接地的范围根据交流电气装置的接地GB 50065-2011规定,对所有要求接地部分均应可靠地接地。2)光伏场区,对保护接地、工作接地和过电压保护接地采用一个接地网。其接地装置的接地电阻值不大于4。本变电站的接地网为以水平均压网为主,并采用部分垂直接地极组成复合接地网,地网的接地电阻值不大于4。水平接地体采用-404热镀锌扁钢,利用屋顶原有钢筋结构
10、作为自然接地极。若经实测接地电阻没有达到要求,可增加外延接地或使用降阻剂等措施,直至光伏发电场区接地电阻达到要求。3)本站所有设备均应按规定进行接地,电气设备每个接地部分应以单独的接地支线与接地干线相连接,严禁在一个接地线中串接几个需要接地的部分,高、低压配电柜的每个基础槽钢两端均可靠与室内接地干线连接,根据“反措”要求,本站设二次等电位接地网。(2)过电压保护1)配电装置的侵入雷电波保护根据交流电气装置的接地GB 50065-2011和交流电气装置的过电压保护和绝缘配合GB/T 50064-2014中规定。在10kV母线上设置一组无间隙金属氧化锌避雷器对雷电侵入波和其他过电压进行保护。2)直
11、击雷保护利用原有各建筑物屋顶安装避雷带对光伏电站进行防直击雷保护。太阳能电池方阵安装在室外,当雷电发生时太阳电池方阵有可能会受到雷击的侵入。金属支架结构与建筑物主体避雷系统应有可靠连接,太阳能电池组件之间等电位连接,合理利用建筑物已有的接闪器;汇流箱内进行一次防雷保护,安装防雷保护器;配电柜内部设计防雷模块,进行二次防雷,安装防雷过电压浪涌保护器;若已有的防雷设备,满足不了光伏设备防雷接地要求,需单独设计防雷接地系统,接地电阻小于4;2.3防腐蚀专题报告2.3.1屋面支架结构总体防腐方案(1)光伏支架防腐方案光伏支架主次梁结构分别采用如下的防锈措施:钢结构防腐蚀采用的涂料、钢材表面的除锈等级以
12、及防腐蚀对钢结构的构造要求等,符合工业建筑防腐蚀设计规范(GB50046-2008)和涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 (GB/T 8923-2009)的规定。檩条在涂装前进行表面处理:将构件表面的毛刺、铁锈、氧化皮、油污及附着物彻底 清除干净,采用喷砂、抛丸等方法彻底除锈,达到 Sa2.5 级,现场补漆除锈可采用电动、风动除锈工具彻底除锈,达到 St3 级,并达到 35-55 m 的粗糙度,经除锈后的钢材表面去检查合格后,方能在规定的时限内进行热镀锌。为达到 25 年的防腐年限,光伏支架的主次梁结构采用热镀锌防腐,热镀锌厚度不低于 75um。采用热镀锌工艺为:热镀锌也叫热浸锌和热浸镀锌,是一
13、种有效的金属防腐方式,主要 用于各行业的金属结构设施上。热镀锌工艺能以简单的工艺获得较厚的镀层和较强的耐蚀性,并且镀层的厚度、韧性和表面状态都可以控制。是将除锈后的钢件浸入 500左右融化的锌液中,使钢构件表面附着锌层,从而起到非常好的防腐目的。现场补漆:对现场镀锌层有破坏的位置将做补漆处理。具体方式为:以环氧富锌作修补防锈漆,干膜厚度不小于 75um,再按所在部位、配套依次做封闭漆、中间漆、面漆。现场 连接的螺栓在施拧完毕后补涂防锈漆。对露天或侵蚀性介质环境中使用的螺栓,除补涂防锈漆外,会对其连接板板缝及时用油膏或腻子等封闭。次梁通过不锈钢螺栓或者铝合金压块直接与组件进行连接;连接立柱用的拉
14、条、都采用热镀锌的防腐方式,镀锌最薄处的厚度都不小于 65um,平均厚度不小于 75um,以保证材料的使用较长的年限而不发生任何锈蚀。由于热镀锌的材料,其镀锌层与钢材表面具有非常好的黏合性,基本上不存在锌层与钢材表面脱落的可能;如在施工过程中,由于其他材料对镀锌材料的锌层有破坏的情况,将在施工后及时进行补锌,且补锌的厚度不低于热镀锌的厚度。并在后续的维护过程中,我司运维专业技术人员会制定详细的巡检计划,并进行定期检查,密切关注材料变化的情况,及时进行防腐材料的补刷或喷涂,以防止构件被腐蚀。(2)光伏支架防腐方案优势分析符合工业建筑防腐蚀设计规范(GB50046-2008)和涂装前钢材表面锈蚀等
15、级和除锈等级 (GB/T 8923-2009)的规定。使用的热镀锌工艺可以充分保证主次梁的耐腐蚀年限达到 30 年以上,远远大于光伏系统的设计使用年限。采用热镀锌的防腐方案可有效降低运维大修成本,且较其他防腐方案具备加工速度快,施工速度快,具备高耐候的性能特点。采用热镀锌的防腐方案可大大降低项目的初始成本,减少后续运维对屋面的破坏问题。2.3.2防腐项目质量标准(1)主控项目质量标准镀锌前钢材表面除锈应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。处理后的钢材表面不应有焊渣、焊疤、灰尘、油污、水和毛刺等。镀锌厚度均应符合设计要求。构件上不得有误涂、漏涂,涂层应无脱皮和返锈。(2)一般项目质量标准当钢结
16、构处在有腐蚀介质环境或外露且设计有要求时,镀锌层附着力达到合格质量标准的要求。镀锌完成后,构件的标志、标记和编号应清晰完整。镀锌厚度均应符合设计文件和涂装工艺的要求。严格按照施工图和国家标准要求进行质量检查。2.3.3材料防腐防锈质量保证措施(1)材料供应质量在符合现行国标。(2)采购部按原材料的技术要求采购。(3)负责制定原材料的技术标准及主要原材料、辅助原材料分类,并提交给管理部作为采购的依据,负责对原材料样品及进厂原材料的质量检验。(4)施工过程中质量的技术保障措施:出厂时,产品符合成品标准规定,并附有出厂合格证明。施工现场项目部设有质检员,对每道工序进行检测。镀锌表面达到均匀、平整程度
17、。镀锌厚度的检测:对镀锌厚度的测量应在各受火面沿构件长度方向每米不少于 2 个测点,取所有测点的平均值作为镀锌厚度。2.6电缆设计(含线损)专题报告本项目位于某某公司厂区,利用某某公司厂区厂房屋顶上建设并网型分布式光伏项目,总装机容量约为XX。太阳能发电工程电缆的用量及费用较大,同时也是影响整个系统效率的一个较大因数,电缆的合理选择和敷设直接影响建设费用及未来的经济效益。2.6.1光伏电缆的类型光伏发电系统电缆按照系统组成可分为直流电缆及交流电缆。1、直流电缆(1)光伏组件与组件之间串联电缆、组串与汇流柜之间电缆。上述直流电缆均户外敷设,需具备防潮、防晒、耐热、抗紫外线等。其中组件与组件之间的
18、连接电缆通常与组件成套供应。2、交流电缆(1)逆变器与汇流箱之间电缆(2)逆变器至配电压器的连接电缆。(2)配电器至10kV配电柜的连接电缆。上述交流电缆大都户内敷设。2.6.2光伏电缆的型号选择(1)光伏组件与组件之间串联电缆型号选择光伏发电系统中的直流电缆需敷设于彩钢瓦屋面上,环境条件恶劣,紫外线、剧烈温度变化、化学腐蚀等,对电缆防护套、电缆绝缘层有较大破坏。电缆系统的损坏也会增大电缆短路的风险。由于本工程采用多晶硅光伏组件,单个组件功率较小,因此采用PV1-F 14光伏专用电缆。(2)汇流箱与逆变器之间电缆的型号选择项目选用110kW组串式逆变器,该电缆回路工作电压600V,工作电流16
19、7.2A。本项目对于户外汇流箱至逆变器的交流电缆选型,参照GB50217-2007中的有关规定选择。(1)绝缘类型60高温场所,按经受高温及其持续时间和绝缘类型要求,选用耐热聚乙烯、交联聚乙烯等耐热型电缆,本工程选用交联聚乙烯电缆。高温场所不宜选用普通聚氯乙烯绝缘电缆。(2)绝缘水平。光伏组件和逆变器交流侧的额定工作电压为600V,因此交流电缆的额定电压等级选择0.6/1kV,即极间绝缘水平位1kV,极对地绝缘水平位0.6kV。(3)敷设方式。从户外汇流箱到逆变器采用桥架敷设,依据GB50797-2012光伏发电站设计规范,集中敷设于沟道、槽盒中的电缆宜选用C类阻燃。厂房屋面至地面有15米左右
20、落差,需采用铜带径向加强。因此,本工程中从户外汇流箱到逆变器的电缆,采用ZRC-YJV-0.6/1kV电缆。根据电流大小,户外汇流箱到逆变器的电缆选择ZRC-YJV-0.6/1kV-3*120。(3)汇流箱与低压汇流柜之间电缆的型号选择项目选用3汇1汇流箱,该电缆回路工作电压400V,工作电流分别为288.68A。本项目对于户外汇流箱至低压汇流柜的交流电缆选型,参照GB50217-2007中的有关规定选择。(1)绝缘类型。60高温场所,按经受高温及其持续时间和绝缘类型要求,选用耐热聚乙烯、交联聚乙烯等耐热型电缆,本工程选用交联聚乙烯电缆。高温场所不宜选用普通聚氯乙烯绝缘电缆。(2)绝缘水平。汇
21、流箱交流侧的额定工作电压为400V,因此交流电缆的额定电压等级选择0.6/1kV,即极间绝缘水平位1kV,极对地绝缘水平位0.6kV。(3)敷设方式。从户外汇流箱到低压汇流柜采用桥架敷设和埋管敷设,依据GB50797-2012光伏发电站设计规范,集中敷设于沟道、槽盒中的电缆宜选用C类阻燃。厂房屋面至地面有15米左右落差,需采用铜带径向加强。根据汇流箱至配电的距离最远约为250米左右,要满足压降要求。因此,本工程中从户外汇流箱到低压汇流柜的电缆,采用ZRC-YJV-0.6/1kV电缆。根据电流大小,户外汇流箱到低压汇流柜的电缆选择ZRC-YJV-0.6/1kV-3*120。2.6.3电缆敷设与安
22、装(1)电缆敷设电缆敷设应根据工程条件、环境特点和电气特点等因数,按满足运行可靠、便于维护的要求和技术经济合理的原则来选择。本工程直流电缆大多采用屋面桥架内敷设。光伏组件之间直流电缆采用PV1-F 14光伏专用电缆,应尽可能利用组件支架作为电缆敷设的通道支撑与固定,从而降低环境因素的影响;汇流箱至逆变器在屋面上金属桥架内敷设,降低环境影响,同时对电缆进行保护。在建筑物表面敷设的光伏电缆,要求布置美观、整洁。敷设是避开墙和支架的锐角边缘,以免切割、磨损电缆绝缘层。(2)电缆连接光伏组件之间直流电缆使用的PV1-F 14光伏专用电缆,采用接头插接式连接,安装时注意核对正、负极。其它电缆连接与一边电
23、力系统电力电缆连接方式相仿。2.7逆变器专题报告2.7.1逆变器选型作为光伏发电系统中将直流电转换为交流电的关键设备之一,其选型对于发电系统的转换效率和可靠性具有重要作用。结合南方电网光伏发电并网技术标准的及其它相关规范的要求,在本工程中逆变器的选型主要考虑以下技术指标:对于屋顶分布式光伏电站,均应选用组串式逆变器,以避免交流汇流箱带来的安全隐患,同时缩短直流电路长度,降低直流电路带来的风险。组串式逆变器要求质保10年,必须满足系统抗PID性能,同时应具备反向充电修复功能。逆变器转换效率越高,则光伏发电系统的系统效率越高,系统总发电量损失越小。故在单台额定容量相同时,应选择转换效率高的逆变器。
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