分布式光伏發(fā)電項目可行性研究報告

1 分布式光伏發(fā)電項目 可行性 研究報告 1 概述 目概況 沈陽工程學院坐落于遼寧省沈陽市道義經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。 學院校園規(guī)劃用地 86萬平方米，現(xiàn)有占地面積 60 余萬平方米，規(guī)劃建筑面積 35 萬平方米，現(xiàn)有建筑面 積 27 萬平方米，學院校園設(shè)計理念先進、結(jié)構(gòu)布局時尚、功能設(shè)施完善， 校園內(nèi)可鋪設(shè)太陽能電池方陣的建筑樓頂總面積為 58336 平方米，計劃可安裝電池組件 的規(guī)劃容量為 際裝機容量為 遼寧太陽能研究 應(yīng)用有限公司 負責電站的 設(shè)計及 施工 安裝。 本工程 按照 “ 就近并網(wǎng)、本地消耗、低損高效 ” 的原則，以建筑結(jié)合的分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)方式進行建設(shè)。 每個發(fā)電單元光伏組件通三相并網(wǎng)逆變器直接并入三相低壓交流電網(wǎng)（ 50通過交流配電線路給當?shù)刎摵晒╇?，最后?10現(xiàn)并網(wǎng)。由于分布式電源容量不超過上一級變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負荷的 25%，所有光伏發(fā)電自發(fā)自用。 以保障安全、優(yōu)化結(jié)構(gòu)、節(jié)能減排、促進和諧為重點，努力構(gòu)建安全、綠色、和諧的現(xiàn)代電力工業(yè)體系 。 制依據(jù) 國家、地方和行業(yè)的有關(guān)法律、法規(guī)、條例以及規(guī)程和規(guī)范。 理位置 本項目位于遼寧省 沈陽市道義經(jīng)濟開發(fā)區(qū) ，東經(jīng) 123、北緯 41， 年日照數(shù)在 2200輻射總量達到 5000J/， 太陽能資源較好，屬于三類光伏發(fā)電區(qū)域。由于交通運輸?shù)葪l件較好，并網(wǎng)接入條件優(yōu)越，可以建設(shè)屋頂太陽能 分布式 光伏并網(wǎng)電站。 2 資主體 本項目由遼寧能源投資（集團）有限責任公司投資興建。 遼寧能源投資（集團）有限責任公司（簡稱遼寧能源），是經(jīng)遼寧省人民政府批準設(shè)立的大型國有獨資公司，隸屬于遼寧省國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會，是省政府授權(quán)的投資主體和國有資產(chǎn)經(jīng)營主體， 是經(jīng)營省本級電力建設(shè)基金和管理省級電力資產(chǎn)的出資人。目前擁有 13 家全資及控股子公司。 遼寧能源的投資領(lǐng)域主要是以電力能源為主?！笆?一 五”期間，遼寧能源逐步向節(jié)能環(huán)保和低碳經(jīng)濟領(lǐng)域拓展， 著力發(fā)展風電、太陽能發(fā)電等業(yè)務(wù)。“十二 五”期間，公司將大力拓展在可再生能源和循環(huán)經(jīng)濟的投資。 2 工程建設(shè)的必要性 家可再生能源政策 我國政府已將光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展作為能源領(lǐng)域的一個重要方面，并納入了國家能源發(fā)展的基本政策之中。已于 2006 年 1 月 1 日正式實施的可再生能源法明確規(guī)范了政府和社會在光伏發(fā)電 開發(fā)利用方面的責任和義務(wù)，確立了一系列制度和措施，鼓勵光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，支持光伏發(fā)電并網(wǎng)，優(yōu)惠上網(wǎng)電價和全社會分攤費用，并在貸款、稅收等諸多方面給光伏產(chǎn)業(yè)種種優(yōu)惠。 2009 年 12 月 26 日第十一屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十二次會議通過了全國人民代表大會常務(wù)委員會關(guān)于修改中華人民共和國可再生能源法的決定。修改后的可再生可能源法進一步強化了國家對可再生能源的政策支持，該決定將于 2010 年 4 月 1 日起施行。本項目采用光伏發(fā)電技術(shù)開發(fā)利用太陽能資源，符合能源產(chǎn)業(yè)政策發(fā)展方向。 國家能源局關(guān)于申報分布式光伏 發(fā)電規(guī)模化應(yīng)用示范區(qū)的通知（國能新能 2012298 號）為契機，積極發(fā)展分布式光伏發(fā)電，形成整體規(guī)模優(yōu)勢和示范推廣效應(yīng)。依托 沈陽 太陽能資源豐富的優(yōu)勢，充分利用建筑物空間資源，發(fā)揮削峰填谷作用。通過利用 學校的 建筑物屋頂，積極開發(fā)建設(shè)分布式光伏發(fā)電低壓端并網(wǎng)自發(fā)自用項目。 3 區(qū)能源結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃 遼寧省是我國重工業(yè)和原材料工業(yè)基地之一，在現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。 2003 年遼寧省全社會用電量占東北電網(wǎng)的 而遼寧省電源裝機容量占東北地區(qū)的 2004 年用電負荷 極不相稱，一直處于缺電狀態(tài)。隨著國家支持東北地區(qū)等老工業(yè)基地加快調(diào)整和改造政策的實施，遼寧省作為我國的老工業(yè)基地，一大批國有骨干企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，社會經(jīng)濟全面復蘇，全社會用電量和用電負荷在“十五”后兩年將有一個跳躍式的發(fā)展。因此“十五”后兩年和“十五”期間，遼寧省經(jīng)濟將伴隨工業(yè)的振興，占全社會用電量比重較大的第二產(chǎn)業(yè)用電量將會有較大幅度的攀升，相應(yīng)的會帶動第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)用電量的全面回升，人民生活水平也會隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展將有較大的改善，用電量和用電負荷將大幅度增長。 2001 年、 2002 年、 2003年 2004 年全社會用電量分別比上年增長 全省用電量呈現(xiàn)加速增長趨勢。 2005 年最大電力缺額 2578 2010 年電力缺額為 5711 了改變這種用電緊張的局面，除了正常受入黑龍江省、吉林省的盈余電力外，“十五”期間應(yīng)適當考慮在遼寧本省加強電源點建設(shè)的工作。因此，建設(shè)光伏發(fā)電站，探索新能源發(fā)電，對于滿足遼寧地區(qū)負荷增長的需要，振興東北老工業(yè)基地是非常必要的。 區(qū)環(huán)境保護 光伏系統(tǒng)應(yīng)用是發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的目的所在，它的應(yīng)用情況代表著一個國家或地區(qū) 對光伏產(chǎn)業(yè)的重視程度，標志著當?shù)卣畬δ茉醇碍h(huán)境的認識水平。該電站的建成每年可減排一定數(shù)量的 一定程度上緩解了環(huán)保壓力。 3 項目任務(wù)與規(guī)模 本工程建設(shè)于 沈陽工程學院現(xiàn)有建筑的樓頂屋面上 。 25 年年均發(fā)電量約為 用 多 晶硅光伏組件，光伏組件分別鋪設(shè) 在學校內(nèi)的各個樓頂上 ， 可鋪設(shè)太陽能電池方陣的 屋頂總面積約 為58336 平方米 。 4 4 太陽能資源 遼寧省太陽資源具體的分布如下： 圖 寧省太陽能資源分布圖 根據(jù)上圖，可以看出遼寧 沈陽 為太陽能資源中等地區(qū)，年日照數(shù)在 2200輻射總量達到 5000J/，相當于日輻射量 。 沈陽 市屬北溫帶大陸季風氣候區(qū)，由于北部蒙古高原的干燥冷空氣經(jīng)常侵入，形成了半干旱半濕潤易旱地區(qū)。主要氣候特點為四季分明，雨熱同季，日照充足，日溫差較大，降水偏少。春季少雨多旱風，夏季炎熱雨集中，秋季晴朗日照足，冬季寒冷降雪稀。全年平均氣溫 ，最高氣溫 37 ，最低氣溫 。年均日照時數(shù) 2850 2950小時 , 日照率 63 68%。 沈陽 地區(qū)太陽能輻 射量年際變化較穩(wěn)定，其數(shù)值區(qū)間穩(wěn)定在 之間，年平5 均輻射總量為 J/。年降水量 450 580均 集中在 79月份 ,無霜期 120 155天。屬太陽能資源較豐富區(qū)，位于全省前列。 陽能資源分析 項目所在地多年平均太陽輻射量 m/a，屬我國第三類太陽能資源區(qū)域，但從氣象部門獲得的太陽能總輻射量是水平面上的，實際光伏組件在安裝時通常會有一定的傾角以盡可能多的捕捉太陽能。混凝土屋頂選擇南向傾角41 度 。 1、 沈 陽 地區(qū)的年太陽總輻射為 5200 MJ/右，即 1444h/右；近 6年（ 2004 2009 年），年平均太陽總輻射量偏低，為 J/h/地區(qū)的年日照時數(shù)為 2800 h 左右，年日照百分率為 63%左右，太陽能資源處于全省前列。 2、 太陽能資源以春季和夏季較好、冬季最差為主要特征。其中， 5 月份太陽輻射最強，可達到 620 MJ/12月份輻射最弱，為 206 MJ/右。春、夏、秋、冬四季總輻射量分別約占年總輻射量的 右。 3、 從日平均狀況看， 1114時的太陽輻射較強，可占全天輻射量的 53%左右，是最佳太陽能資源利用時段， 12時前后輻射最強。 4、 日照時數(shù)以 7.5 h 左右的天數(shù)最多，全年可達到 60天左右，占 14%以上；天數(shù)為 250天以上，可占全年的 69%，年可利用率較高。 綜上所述， 沈陽 市太陽能資源豐富，屬遼寧省太陽能資源豐富區(qū)，可以開展太陽能發(fā)電和太陽能資源熱利用項目。 陽能資源初步評價 項目所在地太陽能資源條件較好，由于交通運輸?shù)葪l件較好，并 網(wǎng)接入條件優(yōu)越，可以建設(shè)屋頂太陽能光伏并網(wǎng)電站。 6 光伏電站角度的選取采用“四季均衡，保證弱季”的原則。本項目太陽能電池板采用 按最佳傾角 41 的方式安裝在樓頂屋面上 ，系統(tǒng)年平均峰值日照時間為 日照總量為 1600小時 。 5 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和電力負荷 力負荷現(xiàn)狀 沈陽工程學院 配電服務(wù)范圍內(nèi) 2011年最大用電負荷為 2400千瓦，最小用電負荷為 電區(qū)內(nèi)輸電電壓為 10/伏，變電站容載比為 壓器 7臺，其中 2*1600 1臺， 2*630 6臺，總?cè)萘?安。 表 沈陽工程學院 變電站基本負荷資料匯總表 序號 項目 數(shù)值 單位 備注 1 變電站 大負荷 2400 值負荷 小負荷 0.2 電站年停電時間 10載比 電變壓器數(shù)量 7 臺 根據(jù)配電變壓器數(shù)量逐個填寫配電變壓器相關(guān)數(shù)據(jù) 典型負荷 630 6 點 /日，表格 2 配電變壓器 1 電容量 壓等級 10/0.4 壓側(cè)饋線回路數(shù) 14 回 壓側(cè)饋線導線截面 各路不同 3 配電變壓器 2 7 電容量 壓等級 10/0.4 壓側(cè)饋線回路數(shù) 14 回 壓側(cè)饋線導線截面 各路不同 沈陽工程學院分布式光伏發(fā)電 項目擬選址在 工程學院現(xiàn)有 的建筑物樓頂上建設(shè)太陽能電站，在開發(fā)利用太陽能資源的同時節(jié)省了土地資源。根據(jù)光伏電站的區(qū)域面積、太陽能資源特征、安裝條件、交通運輸條件、地形條件，結(jié)合 沈 陽氣象站的相關(guān)資料等，同時考慮光伏電站的經(jīng)濟性、可行性，初步規(guī)劃出分布式光伏發(fā)電項目。 該項目建設(shè)地點完全按照國家有關(guān)規(guī)定規(guī)劃建設(shè)，經(jīng)實際考察，無遮擋現(xiàn)象，具有以下特點： （ 1）富集的太陽光照資源，保證很高的發(fā)電量； （ 2）靠近主干電網(wǎng)，以減少新增輸電線路的投資； （ 3）主干電網(wǎng)的線徑具有足夠的承載能力，在基本不改造的情況下有能力輸送光伏電站的電力； （ 4）離用電負荷近，以減少輸電損失； （ 5）便利的交通、運輸條件和生活條件； （ 6）能產(chǎn)生附加的經(jīng)濟、生態(tài)效益，有助于抵消部分電價成本； （ 7）良好的示范性， 國家電網(wǎng)啟動分布式光伏發(fā)電支持政策。 8 6 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計 伏組件選擇 準和規(guī)范 (1) 晶體硅光伏組件設(shè)計鑒定和定型 (2) 光伏組件的安全性構(gòu)造要求 (3) 光伏組件的安全性測試要求 (4) 18479面用光伏（ 電系統(tǒng) 概述和導則 (5) 11127伏（ 電系統(tǒng)過電壓保護 導則 (6) 19939 伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求 (7) 1701光伏組件鹽霧腐蝕試驗 (8) 1829晶體硅光伏方陣 性現(xiàn)場測量 (9) 1721光伏組件對意外碰撞的承受能力 (抗撞擊試驗 ) (10) 1345光伏組件紫外試驗 (11) 光伏器件 第 1 部分 : 光伏電流電壓特性的測量 (12) 光伏器件 第 2 部分 : 標準太陽電池的要求 (13) 光伏器件 第 3 部分 : 地面用光伏器件的測量原理及標準光譜輻照度數(shù)據(jù) (14) 晶體硅光伏器件的 測特性的溫度和輻照度修正方法。 (15) 光伏器件 第 5 部分 : 用開路電壓法確定光伏 (件的等效電池溫度 (。 (16) 光伏器件 第 7 部分：光伏器件測量過程中引起的光譜失配誤差的計算 (17) 光伏器件 第 8 部分 : 光伏器件光譜響應(yīng) 的測量 (18) 18210晶體硅光伏（ 陣 性的現(xiàn)場測量 (19) 18912光伏組件鹽霧腐蝕試驗 (20) 19394光伏（ 件紫外試驗 9 (21) 133841992 機電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件 (22) 191包裝儲運圖示標志 (23) 光伏（ 件安全鑒定 第 1 部分：結(jié)構(gòu)要求 (24) 光伏（ 件安全鑒定 第 2 部分：試驗要求 (25) 地面用太陽能電池電性能測試方法； (26) 地面用太陽能電池標定的一般規(guī)定； (27) 14007陸地用太陽能電池組件總規(guī)范； (28) 14009太陽能電池組件參數(shù)測量方法； (29) 9535地面用晶體硅太陽電池組件設(shè)計鑒定和類型； (30) 11009太陽電池光譜響應(yīng)測試方法； (31) 11010光譜標準太陽電池； (32) 11012太陽電池電性能測試設(shè)備檢驗方法； (33) 262太陽電池組件的測試認證規(guī)范； (34) 2196地面用硅太陽電池電性能測試方法； (35) 面用晶體硅太陽電池單體 質(zhì)量分等標準； (36) 面用晶體硅太陽電池組件 質(zhì)量分等標準； (37) 10173晶硅太陽電池； (38) 10459太陽電池溫度系數(shù)測試方法； (39) 11209光伏器件 第 6 部分 標準太陽電池組件的要求； (40) 87陽能光伏與建筑一體化應(yīng)用技術(shù)規(guī)程； 上述標準、規(guī)范及規(guī)程僅是本工程的最基本依據(jù)，并未包括實施中所涉及到的所有標準、規(guī)范和規(guī)程，并且所用標準和技術(shù)規(guī)范均應(yīng)為合同簽訂之日為止時的最新版本。 要性能、參數(shù)及配置 主要性能 光伏組件為室外安裝 發(fā)電設(shè)備，是光伏電站的核心設(shè)備，要求具有非常好的耐侯性，能在室外嚴酷的環(huán)境下長期穩(wěn)定可靠地運行，同時具有高的轉(zhuǎn)換效率。本工程采用 245件。 10 設(shè)備主要參數(shù) 表 太陽電池組件技術(shù)參數(shù) 太陽電池種類 多晶硅 指標 單位 數(shù)據(jù) 峰值功率 45 功率偏差 w 0/+3 組件效率 % 路電壓（ V 路電流（ A 作電壓（ V 作電流（ A 統(tǒng)最大耐壓 000 尺寸 650*992*40 重量 值功率溫度系數(shù) %/K 路電壓溫度系數(shù) %/K 路電流溫度系數(shù) %/K 行溫度范圍 +85 最大風 /雪負載 400/5400 注：上述組件功率標稱在標準測試條件（ ： 1000W/陽電池溫度 25 伏陣列的運行方式設(shè)計 伏電站的運行方式選擇 本項目計劃于沈陽 工程學院 樓頂斜屋安裝面鋪設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)，樓頂可 鋪設(shè)電池板面積約為 58336平方米， 可安裝太陽能電池板 機容量約 本工程 按照 “ 就近并網(wǎng)、本地消耗、低損高效 ” 的原則，以建筑結(jié)合的分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)方式進行建設(shè)。 每個發(fā)電單元光伏組件通三相并網(wǎng)逆變器直接并入三相低壓交流電網(wǎng)（ 50通過交流配電線路給當?shù)刎摵晒╇姡詈笠?10現(xiàn)并網(wǎng)。由于分布式電11 源容量不超過上一級變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負荷的 25%，所有光伏發(fā)電自發(fā)自用 。 為了減少光伏陣列到逆變器之間的連接線及方便日后維護，建議配置光 伏陣列匯流箱，該匯流箱可直接安裝在電池支架上，匯流箱的輸出經(jīng)直流線纜接至配電房內(nèi)直流配電柜，經(jīng)直流配電后接至并網(wǎng)逆變器，逆變器的交流輸出經(jīng)交流配電柜接至防逆流控制柜，輸出 0相交流電源，實現(xiàn)用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電功能。 角的確定 根據(jù)本項目的實際情況，結(jié)合 沈陽 本地太 陽輻射資源情況，保持原有建筑風格，學校樓頂 屋面采用 41 度傾角布置。 變器選型 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由光伏組件、并網(wǎng)逆變器、計量裝置及配電系統(tǒng)組成。太陽能能量通過光伏組件轉(zhuǎn)換為直流電力，在通過并網(wǎng)逆變器將直流電轉(zhuǎn) 換為電網(wǎng)同頻率、同相位的正弦波電流，一部分給當?shù)刎撦d供電，剩余電力饋入電網(wǎng)， 本系統(tǒng)逆變器采用合肥陽光電源有限公司生產(chǎn)的型號為 率為 100這樣根據(jù)光伏組件的電壓變化和溫變化范圍，可保證絕大多數(shù)直流輸出電壓范圍均在 流后進入一臺逆變器可保證輸出電壓變化不超出設(shè)備最大功率跟蹤范圍內(nèi) （ 450 并不超過設(shè)備安全電壓 1000V。 陽光電源生產(chǎn)的光伏并網(wǎng)逆變器具有根據(jù)天氣變化自動啟停及最大功率跟蹤控制功能。當系統(tǒng)出現(xiàn)異常時可以使逆變器自動停止工作并安全與系統(tǒng)脫離 。逆變器的控制選用電壓型電流控制方式，輸出基波功率因數(shù)大于等于 95%，電流各次諧波不得大于 3%。 12 圖 6 和諧電網(wǎng) 零電壓穿越功能 有功功率連續(xù)可調(diào)（ 0 100%）功能 無功功率可調(diào)，功率因數(shù)范圍超前 高效發(fā)電 含變壓器最高轉(zhuǎn)換效率達 高精度電能計量裝置 方案靈活 25 55可連續(xù)滿功率運行 適用高海拔惡劣環(huán)境，可長期連續(xù)、可靠運行 加熱除濕功能（可選） 其 主要技術(shù) 參數(shù)列于下表： 表 6 型號 流側(cè)參數(shù) 最大直流電壓 900大直流功率 1133 滿載 壓范圍 450820V 最大輸入電流 250A 交流側(cè)參數(shù) 額定輸出功率 100定電網(wǎng)電壓 400許電網(wǎng)電壓 310450額定電網(wǎng)頻率 500許電網(wǎng)頻率 477電流波形畸變率 定功率） 系統(tǒng) 最大效率 含變壓器） 歐洲效率 含變壓器） 防護等級 內(nèi)） 允許環(huán)境溫度 55 冷卻方式 風冷 允許相對濕度 095%,無冷凝 允許最高海拔 6000 米 顯示與通訊 顯示 觸摸屏 標準通訊方式 選通訊方式 以太網(wǎng) /械參數(shù) 外形尺寸（寬 x 高 x 深） 1015重 925擇使用的陽光電源的 換效率高達 戶內(nèi)型、戶外型、集裝箱型產(chǎn)品設(shè)計；適用于大中型電站項目，具有適應(yīng)各種自然環(huán)境、符合各項并網(wǎng)要求、發(fā)電量高、可靠穩(wěn)定的特點。 14 圖 6 其 主要技術(shù)參數(shù)列于下表： 表 6 型 號 入 數(shù) 據(jù) 最大直流輸入功率（ W） 57流輸入電壓范圍， V） 450許最大直流輸入電壓（ V） 900 允許最大直流輸入電流（ A） 130 輸出數(shù)據(jù) 額定交流輸出功率（ W） 50定電網(wǎng) 電壓 (V) 440大交流輸出電流（ A） 80 電網(wǎng)工作頻率范圍（ 50/60 功率因數(shù) 流總諧波畸變率 %） 3% 效率 最大效率（ %） 歐洲效率（ %） 15 保護功能 過 /欠壓保護，過 /欠頻保護，防孤島效應(yīng)保護，過流保護，防反放電保護，極性反接保護，過載保護，過溫保護 防護等級及環(huán)境條件 外殼防護等級 作環(huán)境溫度 ( ) +55 最高海拔 (m) 2000 相對濕度 95%,無冷凝 冷卻方式 風冷 顯示和通訊 顯示 標準通訊方式 太網(wǎng) 電網(wǎng)監(jiān)測 具備 接地故障監(jiān)測 具備 認證情況 金太陽認證（鑒衡 體積和重量 寬 /高 /深 （ 820/1984/646 重量（ 643 伏陣列設(shè)計及布置方案 伏方陣容量 以教學樓 采用分布式并網(wǎng)的設(shè)計方案 ，單臺并網(wǎng)逆變器裝機容量為 100量 過 1臺 流電網(wǎng)實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。 下面以單機100行并網(wǎng)電站的設(shè)計。 本項目 的電池組件可選用英利公司自產(chǎn)的功率 245多晶硅太陽電池組件，其工作電壓約為 路電壓約為 據(jù) 器的 作電壓范圍（ 450V 820V）， 每個電池串列按照 20 塊電池組件串聯(lián)進行設(shè)計， 100并網(wǎng)單元需配置 20 個電池串列， 逆變器裝機容量 為100太陽能電池板共 400塊。 16 為了減少光伏電池組件到逆變器之間的連接線，以及方便維護操作，建議直流側(cè)采用分段連接，逐級匯流的方式連接，即通過光伏陣列防雷匯流箱（簡稱“匯流箱”）將光伏陣列進行匯流。此系統(tǒng)還要配置直流防雷配電柜，該配電柜包含了直流防雷配電單元。其中：直流防雷配電單元是將匯流箱進行配電匯流接入 三相 計量表后接入電網(wǎng)。 另外，系統(tǒng)應(yīng)配置 1 套監(jiān)控裝置，可采用 太網(wǎng)）的通訊方式，實時監(jiān)測并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的運行參數(shù)和工作狀態(tài)。 100臺逆變器并聯(lián)接入 圖 6并網(wǎng)發(fā)電示意圖 本項目光伏組件鋪設(shè)在 工程學院的各個樓頂?shù)奈菝嫔?。各區(qū)域面積及 裝機 容量如表 示： 17 表 沈陽工程學院分布式光伏電站項目匯總表 伏 子方陣設(shè)計 伏子方陣容量 考慮到房屋的實際情況每個光伏方陣容量、匯流箱、直流匯流屏及逆變器等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定光伏子方陣的容量為 100 50 名稱 樓頂面積（ 裝機容量 (國際交流中心 1368 學生活動中心 3786 政樓 2667 學樓 2636 學樓 1105 學樓 3038 學樓 2966 訓 2556 訓 2265 訓 2660 訓 2642 訓 2887 訓 2568 書館 2238 技園 1452 合服務(wù)中心 1080 舍樓 *11 12419 身公寓 1092 教公寓 1600 工食堂 1698 生 1食堂 900 生 2食堂 485 校醫(yī)院 691 校浴池 605 校變電所 320 校物業(yè)辦公室 612 計 58336 8 伏組件布置方式 根據(jù)選定的光伏組件和逆變器形式與參數(shù)，結(jié)合逐時太陽能輻射量與風速、氣溫等數(shù)據(jù)，確定晶硅光伏組件組串數(shù)為： 20，匯流形式為： 12 進 1 出。 伏組件支架設(shè)計 本項目光伏組件直接安裝在支架上。 流箱布置方案 匯流箱安裝在支架或鋼構(gòu)上，具有防水、防灰、 防銹、防曬，防雷功能，防護等級 以上，能夠滿足室外安裝使用要求；安裝維護簡單、方便、使用壽命長。直流匯流箱為 12 路輸入 1 路輸出，帶防雷模塊。 柜體可采用的不銹鋼板，不銹鋼板的厚度 架和外殼具有足夠的剛度和強度，除滿足內(nèi)部元器件的安裝要求外，還能承受設(shè)備內(nèi)外電路短路時的電動力和熱效應(yīng)，不會因設(shè)備搬運、吊裝、運輸過程由于受潮、冷凍、撞擊等因數(shù)而變形和損壞。柜體的全部金屬結(jié)構(gòu)件都經(jīng)過特殊防腐處理，以具備防腐、美觀的性能；通過抗震試驗、內(nèi)部燃弧試驗；柜體采用封閉式結(jié)構(gòu)，柜門開啟靈活、方便；元 件特別是易損件安裝便于維護拆裝，各元件板應(yīng)有防塵裝置；柜體設(shè)備要考慮通風、散熱；設(shè)備應(yīng)有保護接地。匯流箱進線配置光伏組件串電流檢測模塊，模塊電源自供；功耗小于 15W；串行通訊接口 1 個， 式；采樣處理 12 路光伏電池板電流（ 0 12A），采樣精度不低于 可根據(jù)監(jiān)控顯示模塊對每路電流進行測量和監(jiān)控，可遠程記錄和顯示運行狀況，無須到現(xiàn)場。 上網(wǎng)電量估算 伏發(fā)電系統(tǒng)效率分析 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的效率是指 :系統(tǒng)實際輸送上網(wǎng)的交流發(fā)電量與組件標稱容量在沒任何能量損失的 情況下理論上的能量之比。標稱容量 1組件，在接受到 1陽輻射能時理論發(fā)電量應(yīng)為 1 根據(jù)太陽輻射資源分析所19 確定的光伏電站多年平均年輻射總量，結(jié)合初步選擇的太陽能電池的類型和布置方案，進行光伏電站年發(fā)電量估算。光伏系統(tǒng)總效率暫按 75%計算。 上網(wǎng)電量估算 多晶硅組件在光照及常規(guī)大氣環(huán)境中使用會有衰減，光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率衰減速率為第 2 年不超過 2， 10 年不超過 10， 25 年衰減不超過 20%。 按 沈陽 地區(qū)年平均有效發(fā)電日 輻照量 為 平均年有效發(fā)電輻照量 算。平均年有效發(fā)電小時數(shù) 時計算。 沈陽工程學院分布式光伏電站項目裝機 容量為 全年發(fā)電量約等于： 伏電 站 占地面積大，直流側(cè)電壓低，電流大，導線有一定的損耗，本工程此處損耗值取 2%。 大量的太陽能電池板之間存在一定的特性差異，不一致性損失系數(shù)取 3%； 考慮太陽能電池板表面即使清理仍存在一定的積灰，遮擋損失系數(shù)取 5%； 光伏并網(wǎng)逆變器 的效率（無隔離變壓器，歐洲效率）約為 98% 干式變壓器的效率達到 考慮到光伏電廠很少工作在滿負荷狀態(tài)，絕大多數(shù)時間都工作在較低水平，且晚上不發(fā)電時還存在空載損耗，故本工程逆變器效率按 98%計算， 升壓變壓器效率按 98%考慮（兩級升壓，損耗需考慮兩次）； 早晚不可利用太陽能輻射損失系數(shù) 3%， 光伏電池的溫度影響系數(shù)按 2%考慮， 其它不可預見因素損失系數(shù) 2%。 系統(tǒng)效率為： 98% 97% 95% 98% 98% 98% 97% 98% 98%=全年上網(wǎng)電量約等于 ： 照實際裝機容量 算的上網(wǎng)年等效利用小時數(shù)為： 時 組件使用 10年輸出功率下降不得超過使用前的 10%：組件使用 20年輸出功率下降不得超過使用前的 20%：組件使用壽命不得低于 25年。 20 在計算發(fā)電量時，需要主要考慮以下?lián)p失：交、直流線路損失 3%；光伏組件表面塵土遮蓋損失 8%逆變器損失 5%環(huán)境溫度造成的發(fā)電量損失2%； 折合以上各折減系 數(shù)，光伏系統(tǒng)總效率為 75。 根據(jù)太陽輻射能量、系統(tǒng)組件總功率、系統(tǒng)總效率等數(shù)據(jù) ,可預測 預測發(fā)電量系統(tǒng)容量光伏組件表面輻射量系統(tǒng)總效率。 按以上公式計算，將水平面的太陽輻射折算到單軸跟蹤系統(tǒng)的光伏陣列平面上進行仿真計算 ， 沈陽工程學院 校園內(nèi)可鋪設(shè)太陽能電池方陣的建筑樓頂總面積為 58336 平方米，計劃可安裝電池組件 的規(guī)劃容量為 際裝機容量為 出首年發(fā)電量為 則整個并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的 25 年總發(fā)電量為 考慮系統(tǒng) 25年輸出衰減 20%， 則年平均發(fā)電量為 7 電氣 氣一次 計依據(jù) 11127光伏（ 電系統(tǒng)過電壓保護 導則 19939光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求 19964光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)定 20046光伏系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性（ 1727： 2004） 2326電能質(zhì)量電壓波動和閃變 電能質(zhì)量電力系統(tǒng)供電電壓允許偏差 電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波 建筑物防雷設(shè)計標準 448電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程 21 電力工程電纜設(shè)計規(guī)范 404 流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 15543電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度 15945電能質(zhì)量 電力系 統(tǒng)頻率允許偏差 208殼防護等級（ 碼） 低壓電器外殼防護等級 5044電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程 入 電網(wǎng) 方案 接入特點與方式 ： 就近低壓并網(wǎng)，降低損耗，提高效率； 局部故障檢修時不影響整個系統(tǒng)的運行； 用電高峰時提供大量電力，有助于城市電網(wǎng)調(diào)峰； 便于電網(wǎng)的投切和調(diào)度； 方便運行維護； 國家電網(wǎng)在分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定中指出： “ 分布式電源總?cè)萘吭瓌t上不宜超過上一級變 壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負荷的 25%” 。 采用低壓接入模式的 議其容量小于所接入中壓配電變壓器最大負荷 40%。以配電變壓器的容量為 400其負載率為 50%，則建議采用低壓接入模式的 0 采用中壓分散接入模式的 議其容量要小于所接入中壓饋線最大負荷的 40%。以 00 為例，若采用單環(huán)網(wǎng)接線，則建議采用中壓分散接入模式的 采用專線接入模式的 議其容量要小于所接入主變壓器最大負荷的 25%。其中，若考慮容載比 為 容量為 205變所能接入的最大 10 5 本系統(tǒng)采用的三相并網(wǎng)逆變器直接并入三相低壓交流電網(wǎng)（ 50使用獨立的 應(yīng)的電網(wǎng)參數(shù)如表所示 ： 22 表 電網(wǎng)參數(shù)表 序號 項目 內(nèi)容 1 配電系統(tǒng)模式 立的 2 系統(tǒng)電壓 20V 3 額定頻率 50 系統(tǒng)接地方式 中性點直接接地 并網(wǎng)系統(tǒng)接入三相 40030過交流配電線路給當?shù)刎摵晒╇?，由?分布式電源容量不超過上一級變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負荷的 25%，所有光伏發(fā)電 自發(fā)自用 。 流防雷配電柜 光伏陣列匯流箱通過電纜接入到直流防雷配電柜， 按照 100要配置 1臺直流防雷配電柜 100主要是將匯流箱輸出的直流電纜接入后，經(jīng)直流斷路器和防反二極管匯流、防雷，再分別接入 1臺 網(wǎng)逆變器，方便操作和維護。 圖 7 直流防雷配電柜系工作原理圖 23 直流防雷配電柜的性能特點如下： 1）每臺直流防雷配電柜按照 100 100 2）每臺直流防雷配電柜可接入 15臺匯流箱； 3）直流輸入回路都配有可分斷的直流斷路器和防反二極管，防反二極管的目的是防止匯流箱之間出現(xiàn)環(huán)流現(xiàn)象，斷路器選用 4）直流輸出回路配置光伏專用防雷器，選用菲尼克斯品牌； 5）直流輸出回路配置 1000。 雷 及 接地 為了保證本工程光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)安全可靠，防止因雷擊、浪 涌等外在因素導致系統(tǒng)器件的損壞等情況發(fā)生，系統(tǒng)的防雷接地裝置必不可少。用戶可根據(jù)整個系統(tǒng)情況合理設(shè)計交流防雷配電、接地裝置及防雷措施。系統(tǒng)的防雷接地裝置措施 有多種方法，主要有以下幾個方面供參考： （ 1）地線是避雷、防雷的關(guān)鍵，在進行太陽電池方陣基礎(chǔ)建設(shè)的同時，采用 40扁鋼，添加降阻劑并引出地線，引出線采用 10在光伏板周圍敷設(shè)一以水平接地體為主，垂直接地體為輔，聯(lián)合構(gòu)成的閉合回路的接地裝 置，供工作接地和保護接地之用。該接地采用方孔接地網(wǎng)，埋深在電池 支架 基礎(chǔ) 的 下方，接地電阻按交流電氣裝置的接地 621 1997 中的規(guī)定進行選擇應(yīng)不大于 4 。接地網(wǎng)壽命按 30年計算。接地裝置符合高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合 氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范中的規(guī)定 。 （ 2）直流側(cè)防雷措施：電池支架應(yīng)保證良好的接地，光伏電池陣列連接電纜接入光伏陣列防雷匯流箱，匯流箱內(nèi)已含高壓防雷器保護裝置，電池陣列匯流后再接入直流防雷配電柜，經(jīng)過多級防雷裝置可有效地避免雷擊導致設(shè)備的損壞； （ 3）交流側(cè)防雷措施：每臺逆變器的交流輸出經(jīng)交流防雷配電柜接入電網(wǎng)（用戶自備），可有效地避免雷擊和電網(wǎng)浪涌 導致設(shè)備的損壞； （ 4）所有的機柜要有良好的接地 。 電保護、 絕緣配合及過電壓保護 本項目考慮在 主 線路上配置 1套光纖電流縱差保護作為本線路的主保護。以帶方向的電流電壓保護作為后備保護，并要求具備自動重合閘。 24 每臺逆變器配有相同容量的獨立的交直流防雷配電柜，防止感應(yīng)雷和操作過電壓。在各級配電裝置每組母線上安裝一組避雷器以保護電氣設(shè)備。 本工程各級電壓電氣設(shè)備的絕緣配合均以 5氣設(shè)備的絕緣水平按高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合 對于大氣過電壓和操作過電壓采用氧化鋅避雷器進行保護。金屬氧化物避雷器按交流無間隙金屬氧化物避雷器 氣設(shè)備布置 根據(jù)本工程規(guī)模，結(jié)合 沈陽工程學院校區(qū)內(nèi) 總體規(guī)劃設(shè)置配電室，配電室內(nèi)設(shè)置 10電裝置、二次設(shè)備室、監(jiān)控室等。變壓器就地布置于 現(xiàn)有的學校變電所內(nèi) 。 氣二次 站調(diào)度管理與運行方式 本項目采用集中控制方式，在二次設(shè)備室實現(xiàn)對所有電氣設(shè)備的遙測、遙控、遙調(diào)、遙信等功能。本項目受地方供電部門管轄，接受當?shù)仉娏φ{(diào)度部 門調(diào)度管理。 站自動控制 光伏電站設(shè)置綜合自動化系統(tǒng)一套，該系統(tǒng)包含計算機監(jiān)控系統(tǒng)，并具有遠動功能，根據(jù)調(diào)度運行的要求，本電站端采集到的各種實時數(shù)據(jù)和信息，經(jīng)處理后可傳送至上級調(diào)度中心，實現(xiàn)少人、無人值班，并能夠分析打印各種報表。該項目在并網(wǎng)側(cè)設(shè)置電能計量裝置，通過專用電壓互感器和電流互感器的二次側(cè)連接到多功能電度表，通過專用多功能電度表計量光伏電站的發(fā)電量，同時設(shè)置電流、電壓、有功、無功和功率因數(shù)等表計以監(jiān)測系統(tǒng)運行參數(shù)。計量用專用多功能電度表具有通訊功能，能將實時數(shù)據(jù)上傳至本站綜合自動 化系統(tǒng)。升壓站線路側(cè)的信號接入地區(qū)公共電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)。 通訊管理機布置 在 電子設(shè)備間網(wǎng)絡(luò)設(shè)備屏上，采集各逆變器及公用設(shè)備的運行數(shù)據(jù)。綜合自動化系統(tǒng)通過通訊管理機與站內(nèi)各電氣設(shè)備聯(lián)絡(luò)，采集分析各子25 系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)，同時實現(xiàn)對各子系統(tǒng)的遠程控制。綜合自動化系統(tǒng)將所有重要信息傳送至監(jiān)控后臺，便于值班人員對各逆變器及光伏陣列進行監(jiān)控和管理，在 顯示運行、故障類型、電能累加等參數(shù)。項目公司亦可通過該系統(tǒng)實現(xiàn)對光伏電站遙信、遙測。 電保護及安全自動裝置 光伏電站內(nèi)主要電氣設(shè)備采用微機保護，以 滿足信息上送。元件保護按照繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程（ 93）配置。 開關(guān)柜上裝設(shè)微機保護，配置通訊模塊，以通訊方式將所有信息上傳至綜合自動化系統(tǒng)。 逆變器具備極性反接保護、短路保護、低電壓穿越、孤島效應(yīng)保護、過熱保護、過載保護、接地保護等，裝置異常時自動脫離系統(tǒng)。 本工程系統(tǒng)保護配置最終應(yīng)按照相關(guān)接入系統(tǒng)審批意見執(zhí)行。 次接線 光伏發(fā)電、匯流箱、逆變器、就地升壓變壓器等設(shè)備，通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)完成相關(guān)電氣測量、操作等要求。 制電源系統(tǒng) （ 1） 直流電源 為了供電給控制、測量、信號、繼電保護、自動裝置等控制負荷和機組交流不停電電源等動力負荷提供直流電源，設(shè)置 220V 直流系統(tǒng)。 直流系統(tǒng)采用動力、控制合并供電方式，本期裝設(shè)一組 220V 閥控式鉛酸免維護蓄電池組，一套套高頻開關(guān)電源充電裝置及微機型直流絕緣監(jiān)察裝置， 220V 蓄電池容量暫定為100電池以 10 小時放電容量，正常時以浮充電方式運行。 (2 )不停電電源系統(tǒng) 為保證光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)及遠動設(shè)備電源的可靠性，本工程設(shè)置一套交流不停電電源裝置（ 容量為 5 直流電源由直流系統(tǒng)提供，其交流電源由配電網(wǎng)提供。 災自動報警系統(tǒng) 在本工程設(shè)計范圍內(nèi)的電氣配電間、二次設(shè)備室等設(shè)置火災報警探測器，火災報警探測器納入到整個廠區(qū)的火災自動報警系統(tǒng)中，一旦房間內(nèi)發(fā)生火災，該26 區(qū)域內(nèi)的火災報警探測器能判別火災并發(fā)信號至當?shù)叵揽刂浦行?，由消防控制中心發(fā)出警報并進行相關(guān)聯(lián)動。 頻安防監(jiān)控系統(tǒng) 在站內(nèi)較重要的位置裝設(shè)彩色固定式工業(yè)紅外電視攝像頭，設(shè)置閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠覆蓋整個電站該系統(tǒng)，能夠?qū)D像信息送至集中控制室，實現(xiàn)全站監(jiān)視。 工實驗室 根據(jù)光伏發(fā)電工程管理原則和需要，在二次設(shè)備室內(nèi)設(shè)置電工實驗室小間，配備一定數(shù)量的儀器儀表等設(shè)備，以便對新安裝或已投運的電氣設(shè)備進行調(diào)整、實驗以及維護和校驗。 氣二次設(shè)備布置 本工程二次設(shè)備較少，主要有直流配電屏、 電屏、監(jiān)控系統(tǒng)屏，以及環(huán)境監(jiān)測設(shè)備、火災報警屏等。二次設(shè)備考慮統(tǒng)一布置于二次設(shè)備室內(nèi)。 信 市政通訊納入 校園 通信系統(tǒng)，初步考慮接入 2 門電話網(wǎng)絡(luò)，采用綜合布線系統(tǒng)。 量 計量關(guān)口設(shè)置原則為資產(chǎn)分界點。本項目系統(tǒng)接入側(cè)設(shè) 立計量表計。 8 工程消防設(shè)計 本工程依據(jù)國家有關(guān)消防條例、規(guī)范進行設(shè)計，重點是防止電氣火災。 園區(qū)已有建筑物包括車間、配電房、倉庫、辦公樓等，有完善消防設(shè)施；本期工程建設(shè)時，僅新增 1 個配電室，其余均利用廠區(qū)已有建筑物屋頂布置本期光伏設(shè)施。新增的配電室，火災危險性均按戊類、耐火等級均按二級設(shè)計，參火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火規(guī)范，室內(nèi)不設(shè)消防給水。 本工程配置手提式滅火器和推車式滅火器，太陽能光伏組件為非易燃物，不考慮配置滅火器具。站內(nèi)設(shè) 1 套火災探測報警控制系統(tǒng)，以及時預報火災、發(fā)出報警信號和顯 示火警部27 位，從而達到迅速滅火的目的；此外，配置一定數(shù)量的消防鏟、消防斧、消防鉛桶、砂箱等作為公用消防設(shè)施。 由于光伏電站工程消防設(shè)計尚沒有相應(yīng)的國家設(shè)計規(guī)范與之對應(yīng)，本工程消防設(shè)計除參照國家現(xiàn)行消防設(shè)計規(guī)范外，還應(yīng)征得當?shù)叵啦块T的同意。 9 勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生 程概述 本工程光伏組件安裝在原有屋頂，周圍沒有危及工程安全的設(shè)施和裝置。地面（下）設(shè)施和裝置的地坪將