24Kw屋頂并網(wǎng)光伏電站設計與施工

1、湖南理工職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）題 目：24kw屋頂并網(wǎng)光伏電站設計與施工 年級專業(yè)： 光伏發(fā)電技術及應用 學生姓名： 指導教師： 摘 要光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是可以將太陽能轉換成電能并輸送到電網(wǎng)上的系統(tǒng)。近些年來，隨著能源緊缺與環(huán)境污染問題的日益嚴重，光伏發(fā)電系統(tǒng)成為各國研究和發(fā)展的熱點。為了更好的迎接光伏發(fā)展的趨勢，以及結合學校專業(yè)的更好的發(fā)展，起到一個標準示范的建設，本文就湖南理工職業(yè)技術學院的3教屋頂并網(wǎng)光伏電站進行了局部的初建設的規(guī)劃設計，包括對屋頂電站設計可行性報告，系統(tǒng)組成設計方案、設備材料清單、相關技術規(guī)范和標準以及光伏并網(wǎng)系統(tǒng)施工建設等方面作了詳細的分析和闡述。關鍵詞 光伏；電

2、站；設計；施工34目 錄第一章 設計總述1第二章 屋頂情況分析及項目建設的必要性22.1 屋頂情況分析22.2 項目建設的必要性32.2.1 開發(fā)利用太陽能資源，符合能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向32.2.2 加快能源電力結構調整的需要32.2.3 改善生態(tài)、保護環(huán)境的需要32.2.4 發(fā)揮減排效率,申請cdm（清潔能源機制）4第三章 相關技術規(guī)范和標準5第四章 系統(tǒng)設計及結構組成64.1 太陽能電池陣列設計64.1.1 太陽能光伏組件選型64.1.2 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)效率計算74.1.3 陣列傾角74.1.4 方陣布置104.2 逆變器設計114.2.1 設計需求134.2.2 逆變器選擇144.3 匯流箱設

3、計154.4 電纜設計164.5 系統(tǒng)組成方案原理框174.6系統(tǒng)監(jiān)控裝置184.7環(huán)境監(jiān)測儀204.8系統(tǒng)防雷接地裝置20第五章 系統(tǒng)設備清單22第六章 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)施工建設236.1施工前期準備236.1.1 技術準備236.2 施工安裝過程246.2.1 土建施工246.2.2 設備安裝256.2.3 布線工程276.2.4 防雷接地施工276.3 光伏電站系統(tǒng)調試與驗收28第七章 財務分析297.1項目總投資297.2財務分析30致 謝32參考文獻33附 錄34第一章 設計總述針對湖南理工職業(yè)技術學院3教學樓屋頂24kwp并網(wǎng)光伏系統(tǒng)項目，建議結構上采用放置350*350*400（mm

4、）水泥墩子，搭建熱鍍鋅槽鋼結構，組件豎向正對南，固定傾角20安裝，用壓塊對組件進行安裝及穩(wěn)固，系統(tǒng)組成采用250wp組件，其工作電壓為29.9v，開路電壓37.8v，分成2個陣列，每個電池串列按照16塊電池組件串聯(lián)進行設計，24kwp的并網(wǎng)單元需配置6個電池串列，共計96塊組件，共計24kwp，匯流后進入并網(wǎng)逆變器，經(jīng)逆變器的三相ac380v,50hz交流并網(wǎng)接口，并經(jīng)三相計量表后接入校內電網(wǎng)。另外，系統(tǒng)應配置1套監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測儀，可采用rs485或ethernet（以太網(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)，以及現(xiàn)場的風速、風向、日照強度和環(huán)境溫度參數(shù)。第二章 屋頂情況

5、分析及項目建設的必要性2.1 屋頂情況分析本工程為既有建筑改造工程，適于采用平屋面光伏系統(tǒng)的安裝形式，避開原有建筑基礎，在空曠的地方設計安裝組件，現(xiàn)場做好施工預留，后期施工較為方便。現(xiàn)場如圖2-1：圖2-1 現(xiàn)場實況圖本屋頂為上人屋面，根據(jù)建筑結構荷載規(guī)范，屋面均布活荷載標準值上人屋面2.0kn/m2(約200kg/ m2),采用平面屋頂支架安裝方式。安裝效果圖片如圖2-2,圖2-3：圖2-2 安裝支架圖圖2-3組件安裝效果圖2.2 項目建設的必要性2.2.1 開發(fā)利用太陽能資源，符合能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費國，能源將近76%由煤炭供給，這種過度依賴化石燃料的能源結構已

6、經(jīng)造成了很大的環(huán)境、經(jīng)濟和社會負面影響。大量的煤炭開采、運輸和燃燒，對我國的環(huán)境已經(jīng)造成了極大的破壞。大力開發(fā)太陽能、風能、生物質能等可再生能源利用技術是保證我國能源供應安全和可持續(xù)發(fā)展的必然選擇?！笆晃濉逼陂g我國在能源領域將實行的工作重點和主要任務是首先加快能源結構調整步伐，努力提高清潔能源開發(fā)生產(chǎn)能力。以太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、太陽能熱水器、大型沼氣工程為重點，以“設備國產(chǎn)化、產(chǎn)品標準化、產(chǎn)業(yè)規(guī)?；⑹袌鲆?guī)范化”為目標，加快可再生能源的開發(fā)。目前的太陽能發(fā)電技術主要有太陽能光伏發(fā)電和太陽能熱發(fā)電技術，其中太陽能熱發(fā)電技術尚處于試驗開發(fā)階段，而太陽能光伏發(fā)電技術已經(jīng)成熟、可靠、實用，其使用壽

7、命已經(jīng)達到2530年。要使光伏發(fā)電成為戰(zhàn)略替代能源電力技術，必須搞分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，而這個技術已經(jīng)實踐證明是切實可行的。2.2.2 加快能源電力結構調整的需要根據(jù)我國可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃，提出了未來15年可再生能源發(fā)展的目標：到2020年可再生能源在能源結構中的比例爭取達到16，太陽能發(fā)電裝機180萬千瓦?？稍谏茉粗校苜Y源的開發(fā)已達35左右。除水電外，相對于其他能源，太陽能發(fā)電技術已日趨成熟，從資源量以及太陽能產(chǎn)品的發(fā)展趨勢來看，開發(fā)光伏分布式發(fā)電項目，將從基礎上改變能源結構，有利于增加可再生能源的比例，同時太陽能發(fā)電不受地域限制，所發(fā)電力穩(wěn)定，可與水電互補，優(yōu)化系統(tǒng)電源結構，

8、沒有任何污染減輕環(huán)保壓力。2.2.3 改善生態(tài)、保護環(huán)境的需要在全球能源形勢緊張、全球氣候變暖嚴重威脅經(jīng)濟發(fā)展和人們生活健康的今天，世界各國都在尋求新的能源替代戰(zhàn)略，以求得可持續(xù)發(fā)展和在日后的發(fā)展中獲取優(yōu)勢地位。近來大部分城市多出現(xiàn)霧霾天氣，嚴重影響到人們的正常生活，城市空氣質量差，污染嚴重，環(huán)境狀況已經(jīng)警示我國所能擁有的排放空間已經(jīng)十分有限了，再不加大清潔能源和可再生能源的份額，我國的經(jīng)濟和社會發(fā)展就將被迫減速，人們的健康也將隨環(huán)境所脅迫。提高可再生能源利用率，尤其發(fā)展太陽能發(fā)電是改善生態(tài)、保護環(huán)境的有效途徑。光伏分布式發(fā)電工程以及光伏電站以其清潔、源源不斷、安全等顯著優(yōu)勢，成為關注重點，在

9、太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中占有重要地位。2.2.4 發(fā)揮減排效率,申請cdm（清潔能源機制）我國是聯(lián)合國氣候變化框架公約（1992）和京都議定書（1997）的簽字國，為努力減緩溫室氣體排放的增長率，承擔“共同但有區(qū)別的責任”。在2002年約翰內斯堡全球可持續(xù)發(fā)展峰會上，中國政府已核準京都議定書，中國將堅定不移地走可持續(xù)發(fā)展的道路。 cdm作為國際社會對全球氣候變化的一項重要措施，一方面可以幫助發(fā)達國家以較低成本實現(xiàn)減排目標，另一方面也可以促進資金和技術向發(fā)展中國家進行實質性轉讓。本項目不但屬于清潔能源，也屬于議定書中規(guī)定的清潔機制的范圍，能夠獲得減排義務的資助，隨著項目建設和電力的發(fā)展，太陽能光伏發(fā)電

10、裝機容量可以不斷擴大，如果有先進的技術或額外資金的支持，將大大降低太陽能光伏發(fā)電的投資壓力，不但可以擴大環(huán)境保護的宣傳影響，促進項目的實施和建設，從而促進太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本項目的實施，探討目前實用的技術方案；測算本項目發(fā)電成本；提出實施該項目所需要的可操作性可行性的實際支持；為下一步的項目的建設奠定堅實的基礎。因此本項目的建設是非常有必要的。第三章 相關技術規(guī)范和標準光伏并網(wǎng)電站系統(tǒng)的制造、試驗和驗收可參考如下標準：gb/t 191 包裝儲運圖示標志gb/t 19939-2005 光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術要求gb/t 20046-2006 光伏（pv）系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性（iec 61727:200

11、4,mod）gb/z 19964-2005 光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定gb/t 2423.1-2001 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗a：低溫試驗方法gb/t 2423.2-2001 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗b：高溫試驗方法gb/t 2423.9-2001 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗cb：設備用恒定濕熱試驗方法gb 4208 外殼防護等級（ip代碼）（equ iec 60529:1998）gb 3859.2-1993 半導體變流器 應用導則 gb/t 14549-1993 電能質量 公用電網(wǎng)諧波gb/t 15543-1995 電能質量 三相電壓允許不平衡度第四章 系統(tǒng)

12、設計及結構組成4.1 太陽能電池陣列設計4.1.1 太陽能光伏組件選型（1）單晶硅光伏組件與多晶硅光伏組件的比較單晶硅太陽能光伏組件具有電池轉換效率高，商業(yè)化電池的轉換效率在15%左右，其穩(wěn)定性好，同等容量太陽能電池組件所占面積小，但是成本較高，每瓦售價約6元。多晶硅太陽能光伏組件生產(chǎn)效率高，轉換效率略低于單晶硅，商業(yè)化電池的轉換效率在13%-15%，在壽命期內有一定的效率衰減，但成本較低，每瓦售價約5元。兩種組件使用壽命均能達到25年，其功率衰減均小于15。（2）根據(jù)性價比本方案推薦采用250wp太陽能光伏組件，全部為國內封裝組件，其主要技術參數(shù)見表4-1：表4-1太陽能電池組件性能參數(shù)組件

13、參數(shù)最大額定功率 wp250功率公差 %2最大功率時電壓 v29.95組件轉化效率 %15.3最大功率時電流 a8.36開路電壓溫度系數(shù) %/-0.32開路電壓 v37.8功率溫度系數(shù) %/-0.42短路電流 a8.78短路電流溫度系數(shù) %/0.06系統(tǒng)最大電壓 v1000標準組件發(fā)電條件 452長*寬*厚 mm1650*990*504.1.2 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)效率計算并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率由光伏陣列的效率、逆變器效率、交流并網(wǎng)等三部分組成。（1）光伏陣列效率1：光伏陣列在1000w/m2太陽輻射強度下,實際的直流輸出功率與標稱功率之比。光伏陣列在能量轉換過程中的損失包括：組件的匹配損失、表面塵

14、埃遮擋損失、不可利用的太陽輻射損失、溫度影響、最大功率點跟蹤精度、及直流線路損失等，取效率85%計算。(2)逆變器轉換效率2：逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比，取逆變器效率95%計算。（3）交流并網(wǎng)效率3：從逆變器輸出至高壓電網(wǎng)的傳輸效率，其中主要是升壓變壓器的效率，取變壓器效率95%計算。（4）系統(tǒng)總效率為：總12385%95%95%=77%4.1.3 陣列傾角陣列的傾角的主要目的是確定陣列的跟蹤方式，到各月傾斜面上的平均輻射量ht，若為傾角固定需對傾角優(yōu)化，得到最佳的陣列傾角best，以下對相關計算做如下介紹：（1）、各月傾斜面上的平均輻射量ht任意傾角任意方位的光伏陣列傾斜面月平

15、均輻射量采用klein和theilacker(1981)提出的天空各向異性模型，此種計算方法是國際上公認及最常用的計算方法，模型做以下簡述，詳細請查閱相關文獻，具體內容不再贅述。公式1、ht = hbt + hdt + hrt公式2、ht1 = f(，n，e，hbt，hdt)公式3、ht2 = f(，n，e，hbt，hdt)公式4、ht3 = f(，n，e，hbt，hdt)注：公式1為計算傾斜面上月平均輻射量的基礎公式 公式2、3、4為各種跟蹤方式傾斜面上月平均輻射量的簡式ht傾斜面上的月平均輻射量ht1固定式傾斜面上的月平均輻射量ht2單軸跟蹤傾斜面上的月平均輻射量ht3雙軸跟蹤傾斜面上的月

16、平均輻射量hbt直接太陽輻射量hdt天空散射輻射量hrt地面反射輻射量 傾斜面與水平面之間的夾角傾斜面的方位角地面反射率，取值為0.2(見表4-2)n當?shù)鼐暥萫當?shù)亟?jīng)度不同地表狀態(tài)的反射率見表4-2：表4-2 不同地面類型反射率地面狀態(tài)反射率地面狀態(tài)反射率地面狀態(tài)反射率沙漠0.240.28干濕土0.14濕草地0.140.26干燥地帶0.10.2濕黑土0.08新雪0.81濕裸地0.080.09干草地0.150.25冰面0.69（2）、最佳的陣列傾角best最佳陣列傾角共列出了兩種計算方法，第一種為全年接受輻射量最大原則，第二種為全年最大發(fā)電量原則。公式1、best = f(ht， )公式1的描述

17、：1、設定方陣傾角為02、計算出方陣傾角為0時全年各月陣列傾斜面平均日輻照度平均值。3、增大方陣傾角，重復2步操作，直到方陣傾角增大為90，得到91組p1，與最大值相對應的傾角即最優(yōu)傾角。公式2、best = f(ep，)公式2的描述： 1、確定光伏陣列傾斜面上的平均輻照度、組件透風狀況、組件類型、組件功率溫度系數(shù)、當?shù)厝旮髟颅h(huán)境溫度等 2、得到全年各月方陣溫度損耗。 3、設定方陣傾角為0。 4、計算全年各月陣列傾斜面平均日輻照度。 5、假定一定容量的方陣，考慮溫度損耗計算各月發(fā)電量的平均值。 6、增大方陣傾角，重復4、5步操作，直到方陣傾角增大為90，得到91組結果，與最大值相對應的傾角即

18、最優(yōu)傾角。公式3、ep =ht *(1+ ( f t ) * ) 注：公式1為循環(huán)，得到ht最大值的最佳傾角計算簡式 公式1為循環(huán)，得到ep最大值的最佳傾角計算簡式 公式3為ep的計算簡式ht傾斜面上的月平均輻射量best最佳的陣列傾角ep各月發(fā)電量陣列傾角f組件的工作溫度t標準測試條件下組件工作溫度25功率溫度系數(shù)跟蹤方式確定：陣列的跟蹤模式分為平鋪固定、傾角固定、單軸跟蹤、雙軸跟蹤四種方式，此處采用傾角固定式。根據(jù)上述公式計算及綜合考慮，陣列傾角為20，陣列方位為0。4.1.4 方陣布置相關公式簡述：公式1、dxt=h*cos(s-)/tan(s)公式2、dyt=h*sin(s-)/tan

19、(s)公式3、dx=f(dxt,t) dy=f(dyt,t)公式4、(，)=f (z，z，z )公式5、cost=sins*cos+coss*sin*cos(s-)公式6、tbest=f (arccost，z)公式7、(，) =f (s，s )注：公式1、2為任意時刻t，相鄰排或列之間的高度差h在兩個方向的陰影計算公式。公式3為9:00-15:00點之間循環(huán)，得到dxt、dyt的陰影最大值dx、dy。公式4、5、6為單軸跟蹤陣列瞬時傾角及方位的簡式公式7為雙軸跟蹤瞬時傾角及方位的簡式s太陽高度角s太陽方位角 陣列傾角陣列方位z跟蹤軸傾角z跟蹤軸方位z跟蹤軸轉動度數(shù)t太陽入射角與陣列傾角之間的夾

20、角tbest通過循環(huán)z，得到t的最小值tbesth相鄰排或列之間的高度差。陣列布置、陰影、間距計算，安裝示意圖如圖4-1圖4-1 安裝示意圖根據(jù)運用上述公式計算及綜合考慮單模塊布置及陰影、間距如下：組件布置方式 豎置橫向 (h1) 組件布置 24 塊豎向 (h2) 組件布置 2 塊兩排間距 (d1) 2.74 m太陽能光伏組件陣列排列面布置見圖4-2：圖4-2 組件陣列排列平面圖4.2 逆變器設計逆變器設計主要是根據(jù)組件選擇合適的逆變器，并確定組件的串聯(lián)數(shù)及并聯(lián)數(shù)。以下對相關公式及原則做簡要介紹：公式1、vmp ( f ) = vmp ( 1 + t ) ( e + s )公式2、voc (

21、f ) = voc ( 1 + t ) ( e + s )公式3、t = t t ( f )公式4、s = s / s ( f ) 1公式5、pymax =(sti，fe，vmp (s， f )，voc (s， f )公式6、sti=(rh，hpa，yn，jd , wd , ti，)原則1、逆變器最大直流輸入功率 pymax * ns * np原則2、逆變器最小mppt電壓 vmp ( f ) * ns原則3、逆變器最大直流開路電壓 voc ( f ) * ns原則4、組件系統(tǒng)最大電壓voc ( f ) * ns注：公式1、2為計算組件任意溫度下vmp( f ) 和voc( f )，voc(

22、f )主要應用為冬季組件工作溫度，vmp( f )夏季組件工作溫度 公式5為循環(huán)一年計算每個時刻相對理想狀態(tài)下組件的瞬時輸出功率的簡式，其中的最大值定義為組件全年最大輸出功率pymax 公式6為任意時刻相對理想狀態(tài)下陣列傾斜面上的輻照度的簡式ns每臺逆變器接入組件串聯(lián)數(shù)np每臺逆變器接入組件并聯(lián)數(shù)imp組件最大功率時電流f為組件的工作溫度fe為任意的環(huán)境溫度s為傾斜面輻照度k0.025/wpymax組件全年最大輸出功率vmp(f) 任意溫度及輻照度時組件最大功率時電壓vmp標準測試條件下的最大功率時電壓voc(f) 任意溫度及輻照度時組件開路電壓voc標準測試條件下的組件開路電壓t標準測試條件

23、下組件工作溫度25t(f) 任意組件工作溫度s標準測試條件下的輻照度1000w/s(f) f溫度下相應輻照度開路電壓溫度系數(shù)e常數(shù)0.5impstc下組件最大功率時電流陣列傾角陣列方位pymax組件全年最大輸出功率rh相對濕度yn云量地面反射率hpa大氣壓ti任意時刻sti任意時刻相對理想狀態(tài)下陣列傾斜面上的輻照度jd當?shù)亟?jīng)度wd當?shù)鼐暥?.2.1 設計需求（1）組件工作溫度：組件的工作溫度影響組件的電性能參數(shù)，為使設計更加縝密，計算過程中運用組件夏季或冬季工作溫度下的電性能參數(shù)， 根據(jù)計算所得組件夏季工作溫度為60，組件冬季工作溫度為-10。（2）組件全年最大輸出功率：組件的額定峰值功率為實

24、驗室環(huán)境下得到的，為更合理的選擇逆變器，需得到實際應用過程中組件全年最大輸出功率。工程中采用組件全年最大輸出功率為：250 w。（3）功率比允許值：陣列實際最大輸出功率接近逆變器最大直流功率可以提高逆變器的利用率，但逆變器滿載運行時轉化效率會有一定的損失，此處通過設置功率比允許值來平衡逆變器效率與利用率之間的關系。根據(jù)實際情況，確定功率比允許值為95%。（4）用戶計劃安裝容量：根據(jù)此區(qū)域的面積、選擇組件的狀況、陣列的跟蹤方式可計算區(qū)域內最大的安裝容量，最終根據(jù)實際情況確定計劃安裝的容量為：24kw。4.2.2 逆變器選擇逆變器選用廈門科華恒盛股份有限公司生產(chǎn)的spi30k-a型號，該逆變器的主

25、要參數(shù)如表4-3：表 4-3 逆變器參數(shù)逆變器參數(shù)直流側參數(shù)交流側參數(shù)最大直流電壓 v880額定輸出功率 w30k滿足mppt電壓范圍450880v最大交流輸出電流 a30最大直流功率 w33k額定電網(wǎng)電壓 v380最大輸入電流 a73允許電網(wǎng)電壓 v310450最大接入路數(shù)1總電流波形畸變率3%mppt路數(shù)1功率因數(shù)0.99(額定功率)其他最大效率95.2%高度 mm1800歐洲效率94.1%寬度 mm800防護等級ip20厚度 mm80隔離無變壓器重量 kg350設計結論共用spi30k-a型號逆變器1臺。附表4-4：組件串并聯(lián)計算列表串聯(lián)數(shù)并聯(lián)數(shù)逆變器數(shù)量總安裝容量計劃安裝容量16612

26、4 kw24 kw據(jù)上表，最終確定組件串聯(lián)數(shù)=16，組件并聯(lián)數(shù)=6。4.3 匯流箱設計匯流箱連線示意圖見圖4-3：圖4-3 匯流箱連接示意圖光伏陣列防雷匯流箱具有以下特點：（1） 滿足室外安裝的使用要求；（2） 同時可接入6路太陽電池串列，每路電流最大可達10a；（3） 接入最大光伏串列的開路電壓值可達dc900v；（4） 熔斷器的耐壓值不小于dc1000v；（5） 每路光伏串列具有二極管防反保護功能；（6） 配有光伏專用高壓防雷器，正極負極都具備防雷功能；（7） 采用正負極分別串聯(lián)的四極斷路器提高直流耐壓值，可承受的直流電壓值不小于dc1000v。確定如表4-5參數(shù)的匯流箱數(shù)量1臺，匯流箱參

27、數(shù)見表4-5：表 4-5 匯流箱參數(shù)匯流箱參數(shù)光伏陣列輸入路數(shù)6每路熔絲額定電流 a10最大接入開路電壓 v1000防護等級ip65匯流箱輸出路數(shù)14.4 電纜設計公式1、nz= ni* m公式2、imp( f )= imp * s / sf ( 1 + (t-t(f)原則1、pzi n s* np / m原則2、izi np / m * imp( f )注：公式1為計算直流單元數(shù)量 公式2為夏季陣列輸入直流單元的最大電流原則1、2為選擇直流單元的基本原則nz直流單元數(shù)量ni逆變器數(shù)量m每臺逆變器mppt個數(shù)ns每臺逆變器接入組件串聯(lián)數(shù)np每臺逆變器接入組件并聯(lián)數(shù)imp組件最大功率時電流imp

28、(f)任意溫度及輻照度時組件最大功率時電流f為組件的工作溫度s為傾斜面輻照度pymax組件全年最大輸出功率s標準測試條件下的輻照度1000w/s(f) f溫度下相應輻照度短路電流溫度系數(shù)t標準測試條件下組件工作溫度25t(f) 任意組件工作溫度根據(jù)設計要求得到如下線纜規(guī)格：陣列輸出的線纜規(guī)格為yjv系列yjv 0.6/1kv 14mm匯流箱輸出的線纜規(guī)格為yjv系列yjv 0.6/1kv 216mm逆變器輸出的線纜規(guī)格為yjv系列yjv 0.6/1kv 216mm4.5 系統(tǒng)組成方案原理框系統(tǒng)連接電氣圖示意見圖4-4：圖 4-4 系統(tǒng)連接電氣圖4.6系統(tǒng)監(jiān)控裝置采用高性能工業(yè)控制pc機作為系統(tǒng)

29、的監(jiān)控主機，配置光伏并網(wǎng)系統(tǒng)多機版監(jiān)控軟件，采用rs485通訊方式，連續(xù)對所有并網(wǎng)逆變器的運行參數(shù)和工作狀態(tài)進行監(jiān)測。(1)監(jiān)控主機的照片和系統(tǒng)特點如下： 嵌入式低功耗via c3處理器； 帶lcd/crt vga； 以太網(wǎng)口； rs232/rs485通訊接口； usb2.0； 256m 內存(可升級)； 40g 筆記本硬盤(可升級)；(2)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)測軟件可連續(xù)記錄運行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)如下： 實時顯示電站的當前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計總發(fā)電量、累計co2總減排量以及每天發(fā)電功率曲線圖。 可查看每臺逆變器的運行參數(shù)，主要包括：a直流電壓；b交流電壓；c交流電流；d頻率；e當前發(fā)電功率；

30、f日發(fā)電量；g累計發(fā)電量；h逆變器機內溫度；i時鐘；j累計co2減排量；k每天發(fā)電功率曲線圖。 監(jiān)控所有逆變器的運行狀態(tài)，采用聲光報警方式提示設備出現(xiàn)故障，可查看故障原因及故障時間，監(jiān)控的故障信息至少包括以下內容：a電網(wǎng)電壓過高；b電網(wǎng)電壓過低；c電網(wǎng)頻率過高；d電網(wǎng)頻率過低；e直流電壓過高；f逆變器過載；g逆變器過熱；h逆變器短路；i散熱器過熱；j逆變器孤島；k dsp故障；l通訊失??；（3）監(jiān)控軟件具有集成環(huán)境監(jiān)測功能，主要包括日照強度、風速、風向、和環(huán)境溫度等參量。（4）監(jiān)控裝置可每隔5分鐘存儲一次電站所有運行數(shù)據(jù)，可連續(xù)存儲20年以上的電站所有的運行數(shù)據(jù)和所有的故障紀錄。（5）可提供中

31、文和英文兩種語言版本。（6）可長期24小時不間斷運行在中文windows 2000，xp 操作系統(tǒng)。（7）監(jiān)控主機同時提供對外的數(shù)據(jù)接口，即用戶可以通過網(wǎng)絡方式，異地實時查看整個電源系統(tǒng)的實時運行數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)。（8）顯示單元可采用大液晶電視，具有非常好的展示效果。4.7環(huán)境監(jiān)測儀本系統(tǒng)可配置1套環(huán)境監(jiān)測儀，如圖4-5，用來監(jiān)測現(xiàn)場的環(huán)境情況：圖4-5 環(huán)境監(jiān)測儀該裝置由風速傳感器、風向傳感器、日照輻射表、測溫探頭、控制盒及支架組成，適用于氣象、軍事、船空、海港、環(huán)保、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等部門測量水平風參量及太陽輻射能量的測量?？蓽y量環(huán)境溫度、風速、風向和輻射強度等參量，其rs485

32、通訊接口可接入并網(wǎng)監(jiān)控裝置的監(jiān)測系統(tǒng)，實時記錄環(huán)境數(shù)據(jù)。4.8系統(tǒng)防雷接地裝置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。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、防雷的關鍵，在進行配電室基礎建設和太陽電池方陣基礎建設的同時，選擇附近土層較厚、潮濕的地點，挖12米深地線坑，采用40扁鋼，添加降阻劑并引出地線，引出線采用10mm2銅芯電纜，接地電阻應小于4歐姆。(2) 直流側防雷措施：陣列與屋頂?shù)姆览紫到y(tǒng)相連，電池支架之間應焊接保證良好的接地，太陽能電池陣列連接電纜接入光伏陣列防雷

33、匯流箱，匯流箱內含高壓防雷器保護裝置，電池陣列匯流后再接入逆變器，經(jīng)過多級防雷裝置可有效地避免雷擊導致設備的損壞。(3) 交流側防雷措施：逆變器的交流輸出經(jīng)市電低壓配電箱（內含防雷保護裝置）接入電網(wǎng)，可有效地避免雷擊和電網(wǎng)浪涌導致設備的損壞。(4)所有的機柜要有良好的接地。第五章 系統(tǒng)設備清單光伏電站系統(tǒng)設備清單如表5-1所示。表5-1 光伏電站系統(tǒng)設備配置清單序號名稱型號規(guī)格數(shù)量單價總價1光伏電池組件(及電池支架)250wp(30v)96塊2光伏陣列防雷匯流箱spvcb1臺5光伏并網(wǎng)逆變器spi30k-a1臺5監(jiān)控裝置多機版監(jiān)控軟件spspvnet1套工控機ebox746-efl1臺液晶顯示

34、器22寸1臺6環(huán)境監(jiān)測儀ssyw1臺7rs類型轉換器1個8系統(tǒng)的防雷和接地裝置1套以現(xiàn)場情況另定9土建及配電等基礎設施1套以現(xiàn)場情況另定10系統(tǒng)連接電纜線及防護材料1套以現(xiàn)場情況另定11系統(tǒng)線纜、橋架敷設以現(xiàn)場情況另定12設備總價貳拾五萬貳仟捌佰元整第六章 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)施工建設6.1施工前期準備施工準備工作時保證順利施工、全面完成各項技術指標的重要前提，是一項有計劃、有步驟、有階段性的工作不僅在施工前，而且貫穿于施工全過程。6.1.1 技術準備1.前期準備工作（1） 熟悉、會審圖紙。圖紙是工程師的語言。開工前，施工人員首先應熟悉施工圖紙：了解設計內容及設計意圖、明確工程所采用的設備和材料、明確

35、圖紙所提出的施工要求、分項工程和主體工程以及其他安裝工程的交叉配合，以便及早采取措施，不與其他工程發(fā)生位置沖突。（2）復核圖紙內容和材料，根據(jù)現(xiàn)場情況（照片，測量數(shù)據(jù)），進行施工的輔料的準備。（3）對主要設備和輔材進行復核；加深對圖紙的消化和理解。如發(fā)現(xiàn)不符合的地方，及時向設計提出；并提出合理化的建議。（4）如有不十分清楚的地方，及時向設計部門進行請教，做到心中無疑問。（5）根據(jù)復核后的材料清單，提出采購申請。2.施工準備工作（1）進場初期，進行施工圖深化設計以及施工圖設計，如預埋階段、安裝前期等，解決好圖紙及現(xiàn)場存在的問題。（2）繪制太陽能組件、橋架、接線箱、逆變器等比較復雜點的綜合布置，合

36、理布置，布置時必須集合建、裝飾以及其他專業(yè)的布置情況，避免到安裝施工時管道碰撞、交叉而影響施工質量及觀感。（3）熟悉現(xiàn)場，規(guī)劃總平面布置，編制施工組織設計或施工方案。送交監(jiān)理、甲方審核，確認方案的可行性。（4）根據(jù)施工組織設計、施工進度計劃編制材料用料量、材料計劃，以確保材料滿足施工進度要求。（5）熟悉與工程有關的其他技術資料，如施工及驗收規(guī)范、技術規(guī)程、質量檢驗評定標準以及制造廠提供的資料，即安裝使用說明書、產(chǎn)品合格證、試驗記錄數(shù)據(jù)等。（6）編制施工方案。在全面熟悉施工圖紙的基礎上，依據(jù)圖紙并根據(jù)施工現(xiàn)場情況、技術力量及技術裝備情況，綜合作出合理的施工方案。6.2 施工安裝過程 光伏電站總體

37、施工工序如下：1、土建施工2、設備安裝3、支架安裝4、組件安裝5、匯流箱安裝6、逆變器安裝7、其他8、布線工程9、防雷接地施工6.2.1 土建施工（1）必須按施工圖設計要求的位置設置光伏陣列的基礎。（2）光伏陣列安裝前，鋼筋混凝土基礎頂面的預埋件，應按設計的防腐級別涂防腐涂料，并妥善保護，與支架槽鋼可靠連接。（3）支架基礎強度滿足抗惡劣環(huán)境要求；基礎不會發(fā)生沉降和變形；基礎的水平和垂直度滿足設計要求。6.2.2 設備安裝1、支架安裝（1）光伏組件支架及其材料應符合設計要求，能滿足抗惡劣環(huán)境要求，即抗風、防銹、耐腐蝕等。（2）光伏組件支架應按設計要求安裝在基礎上，位置準確，安裝公差滿足設計要求，

38、與基礎固定牢靠。（3）支架應與接地系統(tǒng)可靠連接。（4）支架按設計圖紙進行安裝，要求組件安裝表面的平整度，安裝孔位、孔徑應與組件要求一致。（5）支架底座固定在膨脹螺栓上或者預埋的螺栓上（6）將前支撐和后支撐固定在支架底座上。（7）將橫梁及斜支撐固定在前后支撐上。（8）參照圖紙，將縱梁固定于橫梁上。（9）將斜拉桿固定于后支撐上。（10）將接線箱固定在支架上，將所有螺栓緊固。2、組件安裝根據(jù)施工圖紙，集合施工現(xiàn)場，確定安裝順序，太陽能電池組件屬于貴重物品，要求安裝時輕取輕放，放置一塊固定一塊，防止組件被摔壞。安裝時嚴格控制好組件與組件的空隙，做到橫平豎直。 （1）在現(xiàn)場安裝使用前，確認光伏組件外形完

39、好無損，若發(fā)現(xiàn)有明顯變形、損傷,應及時更換。（2）在組件安裝或接線時，推薦用不透明材料將組件覆蓋；組件安裝前，請不要拆卸組件接線盒；當組件置于光線照射下，不要觸摸接線端子，當組件電壓大于dc30v時，請注意適當防護，使用絕緣工具。（3）光伏組件的排列連接按技術圖紙要求，應固定可靠，外觀應整齊，光伏組件之間的連接件，便于拆卸和更換。（4）光伏組件之間的連接方式，符合設計規(guī)定。（5）將組件一個一個的松松地固定在支架縱梁上。（6）參照圖紙，保持整體組件安裝水平。（7）將所有組件緊固。（8）根據(jù)電氣圖紙進行組串連接。為了保證組串連接的可靠，在進行作業(yè)時需認真照操作規(guī)范進行。3、匯流箱安裝各組串的正負極

40、導線最終會在直流匯流箱內進行接線匯流，該箱內的電氣設備具有開斷、防雷、匯流等功能。（1）基本安裝要求：戶外安裝，防水等級為ip65，但盡量不要放置在潮濕的地方；輸入路數(shù)不超過匯流箱允許的輸入路數(shù)；環(huán)境溫度應滿足產(chǎn)品規(guī)格要求。（2）在電氣連接前，用萬用表確認光伏陣列的正負極。光伏陣列的正極連到匯流箱直流輸入的“dc+”，光伏陣列的負極連到匯流箱直流輸入的“dc-”，并標明對應的編號。（3）光伏組件至匯流箱的配線性能及保護方法，必須滿足電氣設備技術基準的規(guī)定。4、逆變器安裝（1）基本安裝要求：根據(jù)逆變器室內/室外的安裝形式，應安裝在清潔的環(huán)境中，并且應通風良好，并保證環(huán)境溫度、濕度和海拔高度滿足產(chǎn)

41、品規(guī)格要求。如有必要，應安裝室內排氣扇，以避免室溫增高。在塵埃較多的環(huán)境中，應加裝空氣過濾網(wǎng)。（2）安裝與維護前必須保證交直流側均不帶電。為了不導致逆變器損壞，任何直流輸入電壓不超過直流輸入電壓限值。（3）按照設計圖紙和逆變器電氣連接的要求，進行電氣連接，并標明對應的編號。在電氣連接前，用萬用表確認光伏陣列的正負極。（4）并網(wǎng)逆變器在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中處于關鍵位置，它能將太陽能直流側的電能轉化為交流電后直接將電能并入電網(wǎng)。(5)于由并網(wǎng)逆變器一般都比較重，所以安裝過程中一定要確保設備安裝的可靠。(6)在進行接線時，要確保并網(wǎng)點的開關及直流側匯流箱中的直流斷斷路器均處于斷開狀態(tài)。(7)接線操作需嚴格

42、照型號逆變器的說明書來進行。5、其他(1)環(huán)境測量裝置該裝置一般集成了光照強度測量儀、風向儀、風速儀、環(huán)境溫度測量儀等設備?？蔀椴⒕W(wǎng)項目的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供環(huán)境參數(shù)。6.2.3 布線工程(1)電纜線路施工應符合電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范（gb50168）的規(guī)定，電纜符合國家相應的標準。（2)光伏發(fā)電系統(tǒng)直流部分的施工，應注意正負極性。(3)對穿越樓板、屋面和墻面的電纜，其防水套管與建筑物主體間的縫隙，必須做好防水密封，并做好建筑物表面光潔處理，同時滿足阻燃性和阻熱性。(4)直流柜到逆變器和逆變器到交流配電柜的電纜敷設：直流配電柜、逆變器在同一配電室內，兩者距離要求較近。交流配電柜、逆

43、變器在同一配電室內，兩者距離要求較近。安裝電纜剖頭處必須用膠帶和護套封扎。(5)光伏組件的連接電纜應有足夠的耐候性以保證線纜的使用壽命；連接要保證機械和電性能的完好；組件串聯(lián)必須是同種型號組件，不同型號組件串聯(lián)電壓相同可以并聯(lián)。布線完成后，電壓與極性的確認、短路電流的測量、非接地的檢查。6.2.4 防雷接地施工(1)電氣系統(tǒng)的接地符合電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范（gb50169）的規(guī)定。(2)光伏發(fā)電系統(tǒng)的升壓系統(tǒng)，滿足交流電氣裝置的接地（dl/t621）的規(guī)定。(3)光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)接口設備的防雷和接地，符合光伏（pv）發(fā)電系統(tǒng)過電壓保護導則（sj/t11127）的規(guī)定。(4)對需要接地的光伏發(fā)電系統(tǒng)設備，應保持接地的連續(xù)性和可靠性。接地裝置的接地電阻值必須符合設計要求。當以防雷為目的的進行接地時，其接地電阻應小于10。光伏發(fā)電系統(tǒng)保護接地、工作接地、過壓保護接地使用一個接地裝置，其接地電阻不大于4(5)電站防雷設計可以參與建筑物防雷設計規(guī)范gb50057-1994(2000)。(6)避雷帶（網(wǎng)）及其支持件安裝位置正確。焊接固定的焊縫應飽滿無遺漏，防腐良好；采用螺栓固定的應采取雙螺帽等防松