楓林勁酒二期3366kW并網(wǎng)光伏電站技術(shù)方案

勁牌楓林酒廠二期336.6KWp并網(wǎng)光伏發(fā)電工程技術(shù)方案湖北東貝新能源2021.10.08目錄第一章 總論 11.1.概述 11.2.編制原那么及依據(jù) 31.3.工程建設(shè)地單位簡介 31.4.工程建設(shè)單位簡介 51.5.陽新縣太陽能資源 5第二章 光伏發(fā)電工程系統(tǒng)方案設(shè)計 72.1.系統(tǒng)組成 72.2.光伏組件方陣設(shè)計 72.2.1.光伏組件選型 72.2.2.光伏組件陣列安裝方式 112.2.3.光伏方陣傾斜面太陽能輻射量計算 122.2.4.光伏組件組串設(shè)計 132.3.一期工程光伏組件布置設(shè)計 142.4.光伏系統(tǒng)電氣設(shè)計 152.5.光伏防雷匯流箱設(shè)計 152.6.交直流配電柜設(shè)計 162.6.1.直流配電柜設(shè)計 162.6.2.交流配電柜設(shè)計 182.7.并網(wǎng)逆變器選型 202.8.監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 242.8.1.監(jiān)控系統(tǒng)組成 242.8.2.本地監(jiān)控系統(tǒng)原理 24環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng) 262.9.系統(tǒng)電氣原理圖 29第三章 工程發(fā)電量預(yù)測 303.1.系統(tǒng)效率計算 303.2.第一年發(fā)電量計算 303.3.光伏電站全壽命上網(wǎng)電量計算 31第四章 結(jié)論 33總論1.1.概述太陽能作為一種可持續(xù)利用的清潔能源，有著巨大的開發(fā)應(yīng)用潛力。從現(xiàn)代科技的開展來看，太陽能開發(fā)利用技術(shù)的進步有可能決定著人類未來的生活方式。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的開發(fā)始于上世紀(jì)50年代。隨著全球能源形勢趨緊，太陽能光伏發(fā)電作為一種可持續(xù)的能源替代方式，于近年得到迅速開展，并在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。目前，光伏電站已從小規(guī)模〔100kWp以下〕、中規(guī)?！?00kWp～1MWp〕向大規(guī)?！?MWp～10MWp〕和超大規(guī)模〔10MWp以上〕開展，并網(wǎng)光伏示范電站是光伏發(fā)電邁向規(guī)模應(yīng)用的必然結(jié)果。我國?太陽能發(fā)電開展“十二五〞規(guī)劃?中明確指出“到2021年底，太陽能發(fā)電裝機容量到達(dá)2100萬千瓦以上，年發(fā)電量到達(dá)250億千瓦時。重點在中東部地區(qū)建設(shè)與建筑結(jié)合的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，建成分布式光伏發(fā)電總裝機容量1000萬千瓦。在青海、新疆、甘肅、內(nèi)蒙古等太陽能資源和未利用土地資源豐富地區(qū)，以增加當(dāng)?shù)仉娏┙o為目的，建成并網(wǎng)光伏電站總裝機容量1000萬千瓦。到2021年太陽能發(fā)電總裝機容量到達(dá)5000萬千瓦，使我國太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)到達(dá)國際先進水平。2021年10月26日，國家電網(wǎng)公司發(fā)布?關(guān)于做好分布式發(fā)電并網(wǎng)效勞工作的意見(暫行)?(以下簡稱?意見?)。根據(jù)?意見?，從2021年11月1日起，以10千伏及以下電壓等級接入電網(wǎng)，且單個并網(wǎng)點總裝機容量不超過6兆瓦的分布式光伏發(fā)電工程將可享受全程免費的并網(wǎng)效勞，并可以自行選擇全部上網(wǎng)、全部自用或自發(fā)自用余量上網(wǎng)。而此前，光伏發(fā)電“并網(wǎng)難〞一直是新能源開發(fā)的瓶頸環(huán)節(jié)。此次?意見?的出臺將大大的促進分布式光伏發(fā)電工程在國內(nèi)的推廣與普及。除了免費入網(wǎng)政策，2021年以來，有關(guān)光伏行業(yè)和分布式光伏發(fā)電的鼓勵政策不斷出臺。去年7月份，國家能源局發(fā)布?太陽能發(fā)電開展“十二五〞規(guī)劃?，提出大力推廣分布式太陽能光伏發(fā)電等多項政策。去年9月份，國家能源局發(fā)布?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?，擬大力建設(shè)新能源示范工程。同時出臺了?促進我國光伏產(chǎn)業(yè)開展的指導(dǎo)意見?、?分布式光伏發(fā)電示范區(qū)實施方法和電價補貼標(biāo)準(zhǔn)?等相關(guān)政策。2021年2月27日，國家電網(wǎng)公司發(fā)布?關(guān)于做好分布式電源并網(wǎng)效勞工作的意見?，這是繼支持分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)后，國家電網(wǎng)公司將支持范圍擴大至風(fēng)電、天然氣等所有類型分布式電源。此政策2021年3月1日起正式實施。2021年8月26日，國家發(fā)改委發(fā)布?國家開展改革委關(guān)于發(fā)揮價格杠桿作用促進光伏產(chǎn)業(yè)健康開展的通知?〔發(fā)改價格[2021]1638號文件〕，對分布式光伏電站工程及大型光伏電站工程的補貼標(biāo)準(zhǔn)進行了明確，“對分布式光伏發(fā)電實行按照全電量補貼的政策，電價補貼標(biāo)準(zhǔn)為每千瓦時0.42元〔含稅，下同〕，通過可再生能源開展基金予以支付，由電網(wǎng)企業(yè)轉(zhuǎn)付；其中，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)自用有余上網(wǎng)的電量，由電網(wǎng)企業(yè)按照當(dāng)?shù)厝济簷C組標(biāo)桿上網(wǎng)電價收購。〞并明確了光伏電站補貼期限原那么上為20年。依據(jù)?黃石市關(guān)于支持光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)開展的意見?文件，“每年12月末，由各縣〔市〕區(qū)發(fā)改部門向市發(fā)改委申報下一年度國家和地方資金補貼的工程規(guī)模，未納入年度建設(shè)規(guī)模的工程不得享受國家和地方資金補貼。建設(shè)分布式光伏發(fā)電電價，黃石市在國家每度電補貼0.42元的根底上，再補貼0.1元；建設(shè)光伏發(fā)電站發(fā)電電價，按照國家有關(guān)規(guī)定，在物價主管部門批復(fù)的上網(wǎng)電價的根底上，再補貼0.1元，補貼時間為10年。〞正是在這一大的政策背景下，勁牌公司積極支持國家可持續(xù)開展戰(zhàn)略和節(jié)能減排政策，以低碳開展為核心，改變現(xiàn)有能源使用模式，推行清潔能源，率先在本公司安裝光伏電站工程。湖北東貝新能源特就本工程編制本技術(shù)方案。1.2.編制原那么及依據(jù)1.2.1.編制原那么〔1〕.認(rèn)真貫徹國家能源相關(guān)的方針和政策，符合國家的有關(guān)法規(guī)、 標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。〔2〕.對電站進行合理布局，做到平安、經(jīng)濟、可靠?！?〕.充分表達(dá)社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的和諧統(tǒng)一。1.2.2.編制依據(jù)?光伏發(fā)電工程可行性研究報告編制方法〔試行〕〔GD003-2021〕?國家開展改革委辦公廳關(guān)于開展大型并網(wǎng)光伏示范電站建設(shè) 有關(guān)要求的通知?〔發(fā)改辦能源[2007]2898號〕太陽能光伏發(fā)電及各專業(yè)相關(guān)的設(shè)計規(guī)程規(guī)定太陽能電站有關(guān)設(shè)計規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)?光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求?〔GB/T19939-2005〕?光伏〔PV〕系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性?〔GB/T20046-2006〕?光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定?〔GB/Z19964-2005〕?太陽光伏能源系統(tǒng)術(shù)語?〔GB_T_2297-1989〕?太陽能光伏電源系統(tǒng)安裝過程施工及驗收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?〔CECS85-96〕?光伏〔PV〕發(fā)電系統(tǒng)國電保護-導(dǎo)那么?〔SJ-249-11127〕?太陽光伏電源系統(tǒng)安裝工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?〔CECS84-96〕1.3.工程建設(shè)地單位簡介勁牌公司始創(chuàng)于1953年，歷經(jīng)六十年開展，現(xiàn)已成為一家以保健酒、健康白酒和生物醫(yī)藥為核心業(yè)務(wù)的專業(yè)健康食品企業(yè)。擁有國內(nèi)領(lǐng)先的中藥數(shù)字提取車間，國內(nèi)最大、最先進的350畝保健酒工業(yè)園和930畝小曲原酒生態(tài)園，以及遍布全國地道產(chǎn)區(qū)的9000余畝中藥材種植基地，年產(chǎn)保健酒的綜合能力達(dá)16萬噸。公司一直保持了健康、穩(wěn)定、持續(xù)的開展速度，2021年銷售額突破56億元人民幣，上交稅金突破14億元人民幣。勁牌將中藥現(xiàn)代化技術(shù)引入產(chǎn)品生產(chǎn)，率先建成了中藥數(shù)字化制造平臺。勁牌聯(lián)合北京大學(xué)、武漢大學(xué)、華中科技大學(xué)、中國藥科大學(xué)、香港浸會大學(xué)等科研院校，在中藥工程技術(shù)和質(zhì)量控制、中藥藥理分析、工業(yè)微生物檢測等領(lǐng)域開展了多項富有建設(shè)性的科研攻關(guān)工作。勁牌研發(fā)中心擁有完善的技術(shù)分析實驗室和眾多具有國際水準(zhǔn)的儀器設(shè)備，擁有專職技術(shù)研發(fā)人員100余名，其中高級工程師10人(教授級3人)、博士5人、國家級評酒委員5人、省級評酒委員11人。2006年3月，勁牌研發(fā)中心被列為“博士后產(chǎn)業(yè)基地〞。2021年5月，勁牌檢測中心通過國家實驗室認(rèn)可，成為中國保健酒行業(yè)唯一擁有國家認(rèn)可實驗室的企業(yè)。2021年11月，勁牌研發(fā)中心通過省級“保健酒工程技術(shù)研究中心〞鑒定，成為國家首家保健酒技術(shù)研究中心。勁牌堅持“按做藥的標(biāo)準(zhǔn)做酒〞。自2001年以來，先后建成了原酒制造基地、原料直供基地以及保健酒生產(chǎn)基地。原酒基地選址在植被茂盛、水質(zhì)優(yōu)良的幕阜深山之中，潔靜的天然環(huán)境保證了原酒的品質(zhì)；原料基地以GAP為指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格實施原料藥材的適時采購與運輸；保健酒生產(chǎn)基地通過了國家保健食品GMP認(rèn)證、食品平安管理體系(HACCP)認(rèn)證，擁有10萬級潔凈度的無菌灌裝室，實現(xiàn)了產(chǎn)品自動化無菌灌裝。2002年，國家稅務(wù)總局和中華全國工商聯(lián)合會授予勁牌為“誠信納稅企業(yè)〞；2003年，國家工商行政管理總局評定勁牌為“全國守合同重信用企業(yè)〞；2003年12月，“勁牌〞商標(biāo)被認(rèn)定為中國著名商標(biāo)。2005年10月，勁牌公司被全國文明委評為“全國文明單位〞；2021年5月，勁牌公司榮獲“全國五一勞動獎狀〞。展望未來，到2021年，勁牌將開展為營業(yè)額超過120億元、主營產(chǎn)品“勁酒〞成為中國保健酒第一品牌的一流健康食品企業(yè)。1.4.工程建設(shè)單位簡介本示范工程以湖北東貝新能源為工程建設(shè)單位。東貝集團始于1966年，屬于國家大二型企業(yè)，擁有超過30億的資產(chǎn)市值。東貝集團擁有員工1萬余人，年GDP超過70億元，是黃石市十強企業(yè)，湖北省50強企業(yè)。其主要產(chǎn)品壓縮機連續(xù)8年保持行業(yè)第一、全球第二。集團旗下的東貝電器股份為B股上市公司，其產(chǎn)品獲國家科技進步二等獎。旗下湖北東貝新能源〔以下簡稱新能源公司〕是從事太陽能逆變器、太陽能戶用電源、太陽能燈、壓縮機變頻器等產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售與效勞的高新技術(shù)企業(yè)。新能源公司2003年涉足新能源領(lǐng)域，公司占地面積150畝，建有標(biāo)準(zhǔn)化廠房20000多平方米；公司擁有4條現(xiàn)代化的生產(chǎn)線，并建有高標(biāo)準(zhǔn)的性能測試室和產(chǎn)品體驗中心。公司現(xiàn)有員工近500人，其中，研究生14人，大專以上學(xué)歷183人，中高級技術(shù)人員60余人。公司位于湖北省黃石市著名的國家AAAA級風(fēng)景區(qū)、佛教勝地東方山南麓106國道旁，距黃石中心城區(qū)20公里，水陸交通便利。公司按ISO9001標(biāo)準(zhǔn)要求建立了文件化的質(zhì)量管理體系并通過第三方認(rèn)證；先后自主研發(fā)了7大系列69款不同規(guī)格的離網(wǎng)和并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品，根本覆蓋了市面上常用規(guī)格的逆變器產(chǎn)品；7大系列50多種規(guī)格的太陽能燈具產(chǎn)品〔包括太陽能路燈、殺蟲燈、草坪燈、庭院燈、樓道燈等〕；公司一直致力于光伏發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)集成應(yīng)用，提供一站式EPC總包效勞，已在黃石及周邊地區(qū)多個企業(yè)建設(shè)了分布式光伏電站，積累了豐富的經(jīng)驗。公司研發(fā)的產(chǎn)品獲得各種專利11項；局部產(chǎn)品還通過了國內(nèi)“3C〞認(rèn)證、“CQC金太陽〞認(rèn)證和歐盟“CE〞認(rèn)證、澳洲“SAA〞認(rèn)證。產(chǎn)品質(zhì)量和性能處行業(yè)領(lǐng)先水平。1.5.陽新縣太陽能資源陽新縣位于長江中游南岸，幕阜山脈北麓，湖北省東南部?？h境東北與蘄春縣、武穴市隔江相望，東南緊鄰江西省瑞昌市，西南接通山縣和江西省武寧縣，西北連咸寧市、大冶市，處東經(jīng)115°；北緯30°。陽新縣屬北亞熱帶氣候區(qū)，年均氣溫16.8℃，極端最高氣溫41.4℃〔1966年8月10日〕，極端最低氣溫—14.9℃〔1969年2月1日〕，無霜期263天。年均日照時數(shù)1897.1時，日照率44%。年均降雨量1389.6mm。經(jīng)查閱美國NASA氣象局資料，湖北省黃石市陽新縣近22年水平面太陽輻射量資料如下表所示：表1湖北省黃石市陽新縣水平面月平均太陽輻射量〔30°N、115°E〕月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年平均水平面月平均輻射量22年平均值(kWH/m2/day)2.542.833.183.994.474.544.874.754.123.212.912.573.66光伏發(fā)電工程系統(tǒng)方案設(shè)計本示范工程建設(shè)地單位為勁牌公司，工程建設(shè)單位及EPC總包單位為湖北東貝新能源，工程地址位于勁牌公司陽新楓林基地聯(lián)合包裝車間廠房屋頂?？衫妹娣e9867m2左右。本工程裝機總?cè)萘繛?36.6kw。工程整體遵循“分布發(fā)電、集中并網(wǎng)、單點并網(wǎng)〞的原那么，工程擬并入到聯(lián)合包裝車間1F配電室內(nèi)1250KVa變壓器低壓側(cè)。本工程安裝建筑屋面為聯(lián)合包裝車間屋頂，其中彩鋼瓦屋面裝機容量為300.9KW，混泥土屋面裝機容量為35.7KW。2.1.系統(tǒng)組成光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要組成如下：〔1〕光伏電池組件及其支架；〔2〕光伏陣列防雷匯流箱；〔3〕交直流防雷配電柜；〔4〕光伏并網(wǎng)逆變器〔帶工頻隔離變壓器〕；〔5〕系統(tǒng)的通訊監(jiān)控裝置；〔6〕系統(tǒng)的防雷及接地裝置；〔7〕土建、配電房等根底設(shè)施；〔8〕系統(tǒng)的連接電纜及防護材料。2.2.光伏組件方陣設(shè)計2.2.1.光伏組件選型光伏發(fā)電系統(tǒng)通過將大量的同規(guī)格、同特性的太陽能電池組件，經(jīng)過串聯(lián)成一串以到達(dá)逆變器額定輸入電壓，再將這樣的假設(shè)干串電池板并聯(lián)到達(dá)系統(tǒng)預(yù)定的額定功率。從而實現(xiàn)整個光伏電站系統(tǒng)的發(fā)電功能。太陽能電池分類太陽能電池種類繁多，形式各樣，按基體材料分類主要有以下幾種：硅太陽電池、化合物半導(dǎo)體太陽電池、有機半導(dǎo)體太陽電池、薄膜太陽電池等。太陽能電池技術(shù)性能比擬受目前國內(nèi)太陽能電池市場的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和技術(shù)開展情況影響，市場上主流太陽電池根本為晶體類電池和薄膜類電池?！瞐〕晶體硅太陽電池單晶硅電池是開展最早，工藝技術(shù)也最為成熟的太陽電池，也是大規(guī)模生產(chǎn)的硅基太陽電池中，效率最高的電池，目前規(guī)模化生產(chǎn)的商用電池效率在14%-20%，曾經(jīng)長期占領(lǐng)最大市場份額；和單晶硅電池相比，多晶硅電池雖然效率有所降低，但是生產(chǎn)本錢也較單晶硅太陽電池低，具有節(jié)約能源，節(jié)省原料的特點，易到達(dá)工藝本錢和效率平衡，目前已成為產(chǎn)量和市場占有率最高的太陽電池?！瞓〕薄膜類太陽電池薄膜類太陽電池由沉積在玻璃、不銹鋼、塑料、陶瓷襯底或者薄膜上的幾微米或者幾十微米厚的半導(dǎo)體膜構(gòu)成。在薄膜類電池中，非晶薄膜所占市場份額最大。主要特點如下：用材少，制造工藝簡單，可連續(xù)大面積自動化批量生產(chǎn)；制造過程消耗電力少，能量歸還時間段；基板種類可選擇；弱光效應(yīng)好，溫度系數(shù)低，發(fā)電量多。緊緊圍繞提高光電轉(zhuǎn)換效率和降低生產(chǎn)本錢兩大目標(biāo)，世界各國均在進行各種新型太陽電池的研究開發(fā)工作。目前，晶硅類高效太陽電池和各類薄膜太陽電池是全球新型太陽電池研究開發(fā)的兩大熱點和難點。已經(jīng)進行商業(yè)化應(yīng)用的單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池、非晶硅薄膜太陽電池、碲化鎘薄膜太陽電池、銅銦鎵硒薄膜太陽電池主要特性如表2所示。表2主要商用太陽電池特性表電池種類晶硅類薄膜類單晶硅多晶硅非晶硅碲化鎘銅銦鎵硒商用效率14%-20%13%-15%5%-9%5%-8%5%-8%實驗室效率24%20.30%12.8%16.4%19.5%使用壽命25年25年25年25年25年組件層厚度厚層厚層薄層薄層薄層規(guī)模生產(chǎn)已形成已形成已形成已形成已證明可行環(huán)境問題中性中性中性有〔使用鎘〕除使用鎘外為中性能量歸還時間2-3年2-3年1-2年1-2年1-2年主要原材料中中豐富鎘和碲化物都是稀有金屬銦是昂貴的稀有金屬生產(chǎn)本錢高較高較高相對較低相對較低主要優(yōu)點效率高效率較高弱光效應(yīng)好弱光效應(yīng)好弱光效應(yīng)好技術(shù)成熟技術(shù)成熟本錢較高本錢相對較低本錢相對較低根據(jù)上表可知，晶硅類太陽能電池由于制造技術(shù)成熟、成品性能穩(wěn)定、使用壽命長、光電轉(zhuǎn)化效率相對較高的特點，被廣泛應(yīng)用于大型并網(wǎng)光伏電站工程。本工程考慮到多晶硅電池板技術(shù)開展較快，國內(nèi)外尚有較大規(guī)模應(yīng)用的實例，開展前景看好，根據(jù)本工程規(guī)模、場地條件及太陽輻射條件，經(jīng)綜合分析，本工程擬全部采用多晶硅電池組件。綜上所述，本工程暫選用多晶硅太陽能電池組件。工程選擇國際一線品牌多晶硅光伏組件，規(guī)格為255Wp。其主要技術(shù)參數(shù)如下表所示：表3255W多晶硅光伏組件技術(shù)參數(shù)表規(guī)格型號DBP-255-P開路電壓Voc(V)38.0短路電流Isc(A)8.92最大功率點電壓Vmp(V)30.8最大功率點電流Imp(A)8.28峰值功率Pm(Wp)255短路電流溫度系數(shù)(ISC)0.06%/°c開路電壓溫度系數(shù)(VDC)-0.31%/°c峰值功率溫度系數(shù)(PMAX)-0.41%/°c工作溫度范圍-40to+85℃最大系統(tǒng)電壓1000VDC額定工作電流溫度NOCT48℃±2℃連接器MC4接線600mm，TUV1x4.0mm2電池片多晶硅電池156×156mm電池片數(shù)量及排列方式60(6×10)尺寸(mm)1650×992×40重量(kg)18.5組件效率〔%〕15.27%適用范圍光伏電站參考實物圖片其主要技術(shù)特點如下所示：光伏組件在正常條件下絕緣電阻不低于200MΩ；光伏組件受光面有較好的自潔能力；外表抗腐蝕、抗磨損能力滿足相應(yīng)的國標(biāo)要求；組件使用壽命不低于25年；光伏組件強度測試，按照IEC61215光伏組件的測試標(biāo)準(zhǔn)10.17節(jié)中鋼球墜落實驗的測試要求，可以承受直徑，質(zhì)量7.53克±5%的冰雹以23m/s速度撞擊。撞擊后無嚴(yán)重外觀缺陷；光伏組件防護等級到達(dá)IP65；連接盒采用滿足IEC標(biāo)準(zhǔn)的電氣連接，采用工業(yè)防水耐溫快速接插，防紫外線阻燃電纜；組件的封層中沒有氣泡，組件的封層中的脫層在某一片電池與組件邊緣沒有形成一個通路，氣泡或脫層的幾何尺寸和個數(shù)符合相應(yīng)的產(chǎn)品詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；組件在外加直流電壓1150V時，保持1分鐘，無擊穿、閃絡(luò)現(xiàn)象〔IEC6121510.3.4〕；采用EVA、玻璃等層壓封裝的組件，EVA的交聯(lián)度大于65%，EVA與玻璃的剝離強度大于30N/cm2。EVA與組件背板剝離強度大于15N/cm2。2.2.2.光伏組件陣列安裝方式太陽電池方陣的發(fā)電量與陽光入射強度有關(guān)，當(dāng)光線與太陽電池方陣平面垂直時發(fā)電量最大，隨著入射角的改變，發(fā)電量會明顯下降。目前國內(nèi)外為了提高系統(tǒng)的發(fā)電量，會使用跟蹤裝置，將太陽能最大程度的轉(zhuǎn)化為電能。太陽跟蹤裝置主要有兩種，一種是單軸跟蹤，即東西方向轉(zhuǎn)動跟蹤太陽；另一種為雙軸跟蹤，即既有東西向跟蹤，同時太陽板傾角也隨季節(jié)的不同而改變。一般來說，采用自動跟蹤裝置可提高發(fā)電量20%-40%左右。固定傾角模式與跟蹤模式有，初期投資低，免維護等優(yōu)點。由于自動跟蹤的投資較高，目前國內(nèi)使用較多的還是最正確傾角下的固定傾角模式。本工程的安裝為與原建筑屋面結(jié)合的方式，考慮到原屋面的承重問題和廠房屋面的綜合利用率，本工程混泥土屋面將采用固定傾角支架形式，傾斜角度為24°，彩鋼瓦屋面使用根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)鋪設(shè)鋪，具體支架形式詳見設(shè)計圖紙。2.2.3.光伏方陣傾斜面太陽能輻射量計算水平面太陽總輻射量等于水平面的直接輻射量與散射輻射量之和。而傾斜安裝的光伏組件外表上所接收到的輻射量包括傾斜面的直接輻射量、散射輻射量及反射輻射量。從氣象站得到的太陽輻射量的資料，一般均為水平面上的太陽能輻射量，需要換算成光伏方陣傾斜面的輻射量才能進行發(fā)電量的計算。對于某一傾角固定安裝的光伏陣列，所接受的太陽輻射量與傾角有關(guān)，一般先將水平面太陽總輻射量分解為直接輻射量和散射輻射量，再采用Klein的天空各向同性模型，可以計算得出傾斜面的直接輻射量、散射輻射量和反射輻射量。式中傾斜面上的月平均太陽總輻射量；水平面上的月平均太陽直射輻射量；傾斜面與水平面上的日太陽直射輻射量之比的月平均值；對于北半球朝向赤道的傾斜面上，式中為工程所在地緯度；為方陣傾角；為赤緯角；為各月代表日的日落時角；通過計算得出，光伏組件方陣在陽新縣的最正確傾角為24°，在方位角為0°傾角為24°時，傾斜面的輻照量為3.83kWH/m2/day，為各傾角下最大值。故本項工程在彩鋼瓦屋面時，組件按照最正確傾角模式鋪設(shè)。2.2.4.光伏組件組串設(shè)計根據(jù)本工程安裝在勁牌公司陽新楓林基地聯(lián)合包裝車間廠房屋頂。光伏組件串聯(lián)組數(shù)確實定主要依據(jù)其工作電壓、開路電壓、當(dāng)?shù)販囟群退矔r輻射強度對開路電壓、工作電壓的影響來分析：本工程所選100kw逆變器輸入電壓MPPT工作范圍為420V-820V；直流電壓工作范圍420V-900V。255Wp多晶硅電池組件開路電壓38.0V，最正確工作電壓30.8V，開路電壓溫度系數(shù)-0.31%/K。電池組件計算參數(shù)組件及線路損耗、塵埃遮擋等電壓損失4%。陽新縣歷史最低環(huán)境溫度為：t=-14.9℃陽新縣歷史最高環(huán)境溫度為：t`=41.4℃〔2〕電池組件組合計算計算公式：N≤Vmpptmax/{Vpm*[1+〔t-25〕*Kv]}N≥Vmpptmin/{Vpm*[1+〔t`-25〕*Kv]}式中：Vmpptmax逆變器MPPT電壓最大值；Vmpptmin逆變器MPPT電壓最小值；Voc電池組件開路電壓；Vpm電池組件最正確工作電壓。經(jīng)計算：得出串聯(lián)光伏電池數(shù)量N為：15≤N≤23。根據(jù)運行經(jīng)驗、工作環(huán)境以及現(xiàn)場安裝等因素。故將光伏組件串聯(lián)方式定為20塊一串。2.3.一期工程光伏組件布置設(shè)計混泥土屋面的電池板鋪設(shè)，按照可利用面積先將混泥土根底布置在屋面上。然后根據(jù)最正確傾角將支架及組件安裝到位。注意單排陣列見的間隔，防止女兒墻及前排陣列對組件的遮擋，防止設(shè)備等設(shè)施對組件的遮擋。彩鋼瓦屋面的電池板鋪設(shè)，沿著彩鋼瓦平面鋪設(shè)。聯(lián)合包裝車間組件布置設(shè)計聯(lián)合包裝車間屋頂面積共計11602余平方米，其中可鋪設(shè)組件的混泥土屋面約3156m2，可鋪設(shè)組件的彩鋼瓦屋面約8446m2。根據(jù)現(xiàn)場查閱圖紙和勘察現(xiàn)場，本建筑局部彩鋼瓦不符合鋪設(shè)要求?；炷嗤廖蓓斢芯植吭O(shè)備遮擋，減少局部可鋪設(shè)面積；局部結(jié)構(gòu)狹窄，女兒墻較高，不適合鋪設(shè)光伏組件。故組件僅鋪設(shè)在網(wǎng)架屋面和局部混泥土屋面。根據(jù)原設(shè)計屋面圖紙，去掉遮擋面積和設(shè)備占用面積鋪設(shè)光伏組件可得，聯(lián)合包裝車間裝機為336.6kw，現(xiàn)336.6kw裝機組件布置圖如下列圖1所示：圖1聯(lián)合包裝車間屋面光伏組件布置圖2.4.光伏系統(tǒng)電氣設(shè)計本工程設(shè)計裝機容量為336.6KW，1個并網(wǎng)點并網(wǎng)。屬于0.4KVA中型低壓并網(wǎng)系統(tǒng)，從便于逆變器選型及系統(tǒng)集成的角度上考慮，我們將選擇3臺100KW三相并網(wǎng)逆變器。系統(tǒng)光伏方陣采取20串66并的組串方式，配備4臺11進1出防雷匯流箱、1臺8進1出防雷匯流箱、2臺7進1出防雷匯流箱，1臺7進3出300kw直流柜，3臺100kw光伏并網(wǎng)逆變器，1臺3進1出300kw交流柜。預(yù)計共安裝255Wp多晶硅光伏組件1320塊，陣列所發(fā)直流電通過防雷匯流箱進行一次匯流接入直流配電柜內(nèi)，經(jīng)直流配電柜保護模塊二次匯流后輸送至100kw光伏并網(wǎng)逆變器，逆變器將光伏直流電逆變輸出為380V/50Hz的交流電，交流電輸出至交流配電柜母排，最終并入業(yè)主變壓器低壓側(cè)。2.5.光伏防雷匯流箱設(shè)計為了減少光伏組件與并網(wǎng)逆變器之間連接線，方便維護，提高可靠性，一般需要在光伏組件與并網(wǎng)逆變器之間增加直流匯流裝置。用戶可以根據(jù)逆變器的MPPT電壓輸入范圍，把一定數(shù)量和規(guī)格相同的光伏組件串聯(lián)組成一個光伏組件串列，再將假設(shè)干個串列接入到光伏防雷匯流箱進行匯流，通過防雷器與斷路器后輸出，方便了后級逆變器的接入，減少了直流電纜，降低了直流線路損耗，提高了系統(tǒng)效率，同時也保證了系統(tǒng)的平安，大大縮短了系統(tǒng)安裝時間。本工程共用4臺11路和1臺8路和2臺7路光伏防雷匯流箱。其主要技術(shù)參數(shù)如下表所示：表411路光伏防雷匯流箱技術(shù)參數(shù)表規(guī)格型號DL-11/1-12A-Z〔11路〕最大可接入輸入路數(shù)(路)11輸入陣列正負(fù)極連線線徑(mm2)4輸出正負(fù)極線徑/接地線線徑(mm2)50/16熔斷器額定電流(A)12〔每路〕輸出連線數(shù)目1路正極，1路負(fù)極，1路接地防護等級IP65箱體材料冷軋鋼板工作溫度范圍(℃)-40～+75最大電壓(V)DC1000尺寸〔寬×高×深〕(mm)600×450×200重量(kg)25通訊方式RS485安裝方式背板貼掛式參考實物圖片其主要技術(shù)特點如下所示：防水、防灰、防銹、防曬，防護等級到達(dá)IP65，滿足室外安裝技術(shù)要求；使用光伏專用高壓防雷器、防雷器選用知名品牌，正極對地、負(fù)極對地、正負(fù)極之間均防雷，額定電流≥15kA，最大電流≥40kA，保護電壓2.65kV以內(nèi)，響應(yīng)時間25ns以內(nèi)；使用能夠承受直流1000V的直流斷路器；直流輸出母線端配有可分?jǐn)嗟闹绷鲾嗦菲?，斷路器選用知名品牌；匯流箱具有對各組串光伏組件進行電流檢測和告警功能，提供RS485通訊接口，與監(jiān)控裝置通訊，進行電流監(jiān)測和故障告警功能。2.6.交直流配電柜設(shè)計2.6.1.直流配電柜設(shè)計下列圖2為直流配電柜的電氣原理圖，光伏組件通過光伏防雷匯流箱匯流之后輸入到直流配電柜的直流正極和負(fù)極輸入端，各路直流輸入通過直流配電柜的正極母排和負(fù)極母排集中匯流，然后通過直流專用斷路器輸出到直流輸出端。為了更好的做到人性化設(shè)計，我們在直流母線的正極和負(fù)極上加裝直流專用防雷器、直流電壓表和直流電流表，更好的保護后端的并網(wǎng)逆變器和直觀監(jiān)視直流狀態(tài)。光伏防雷匯流箱三相并網(wǎng)逆變器〔DSG-100K-LG〕光伏防雷匯流箱三相并網(wǎng)逆變器〔DSG-100K-LG〕圖2直流配電柜電氣原理圖本示范工程總裝機容量為336.6MW，共用1臺300kw直流配電柜。300kw直流配電柜主要技術(shù)參數(shù)如下表所示：表5300kw直流配電柜參數(shù)表規(guī)格型號DZ-7/3-300規(guī)格(kW)300輸入輸入?yún)R流箱數(shù)(臺)7輸出輸出路數(shù)(路)3工作環(huán)境工作溫度范圍(℃)-40～+75相對濕度0～95%〔無凝結(jié)〕防護等級IP20最大電壓(V)DC1000箱體材料冷軋鋼板尺寸〔寬×高×深〕(mm)600×1800×600重量(kg)250通訊方式RS485安裝方式立式參考實物圖片其主要技術(shù)特點如下所示：直流柜柜面裝有直流電壓表儀表，可實時、直觀的顯示系統(tǒng)直流側(cè)電壓；柜內(nèi)設(shè)有斷路器，便于維護人員運行操作及檢查；直流母線輸出側(cè)配置光伏專用直流防雷器，具備雷擊防護告警功能，標(biāo)稱放電電流大于40kA〕；防護等級到達(dá)IP20，滿足室內(nèi)使用需求；直流柜柜體結(jié)構(gòu)密封、防塵、防潮，柜架和外殼應(yīng)有足夠的強度和剛度，應(yīng)能承受所安裝元件及短路時所產(chǎn)生的動、熱穩(wěn)定，同時不因運輸?shù)惹闆r而影響設(shè)備的性能，還應(yīng)便于運行維護。2.6.2.交流配電柜設(shè)計交流配電柜主要用于對前端并網(wǎng)逆變器輸出的支路進行匯流。根據(jù)對應(yīng)逆變器的容量，將一定數(shù)量的并網(wǎng)逆變器輸出進行并聯(lián)，交流配電柜輸出給對應(yīng)的升壓裝置輸入側(cè)，柜體面板設(shè)有對應(yīng)的表計裝置。防雷配電柜內(nèi)部含有計量裝置、交流斷路器、防雷模塊等等。其電氣原理如下列圖所示：并網(wǎng)逆變器〔DSG-100K-LG〕并網(wǎng)逆變器〔DSG-100K-LG〕圖3交流配電柜電氣原理圖本示范工程總裝機容量為336.6KW，共用1臺300kw交流配電柜。并網(wǎng)逆變器交流輸出接入到交流配電柜，經(jīng)交流斷路器接入變壓器的0.4kV側(cè)。交流配電柜柜面裝有交流電壓表、交流電流表和交流電能表，可以直觀地顯示電網(wǎng)側(cè)電壓、發(fā)電電流和發(fā)電量。300kw交流配電柜主要技術(shù)參數(shù)如下表6所示：表6300kw交流配電柜技術(shù)參數(shù)表規(guī)格型號DJ-300K-3Q1規(guī)格(kW)300輸入輸入并網(wǎng)逆變器數(shù)(臺)3輸出輸出路數(shù)(路)1路工作環(huán)境工作溫度范圍(℃)-40～+75相對濕度0～95%〔無凝結(jié)〕防護等級IP20箱體材料冷軋鋼板尺寸〔寬×高×深〕(mm)600×1800×600重量(kg)260通訊方式RS485安裝方式立式參考實物圖片其主要技術(shù)特點如下所示：交流柜柜面裝有交流電壓表、交流電流表和交流電能表等儀表，可直觀的顯示系統(tǒng)交流側(cè)各項參數(shù)；柜內(nèi)設(shè)有斷路器，便于維護人員運行操作及檢查；交流母線輸出側(cè)配置光伏專用交流防雷器，具備雷擊防護告警功能，標(biāo)稱放電電流大于40kA〕；防護等級到達(dá)IP20，滿足室內(nèi)使用需求；交流柜柜體結(jié)構(gòu)密封、防塵、防潮，柜架和外殼應(yīng)有足夠的強度和剛度，應(yīng)能承受所安裝元件及短路時所產(chǎn)生的動、熱穩(wěn)定，同時不因運輸?shù)惹闆r而影響設(shè)備的性能，還應(yīng)便于運行維護。2.7.并網(wǎng)逆變器選型作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的關(guān)鍵設(shè)備之一，其選型對于發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和可靠性具有重要作用。結(jié)合?國家電網(wǎng)公司光伏發(fā)電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定?和其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，在本工程中逆變器的選型主要有以下幾個關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)：并網(wǎng)逆變器直流寬電壓輸入：由于光伏組件組串的輸出電壓隨日照強度、環(huán)境溫度及天氣條件影響，其變化范圍比擬大。此時就要求并網(wǎng)逆變器能夠在較寬的直流輸入電壓范圍內(nèi)正常工作，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；并網(wǎng)逆變器效率：大功率并網(wǎng)逆變器在滿載時，效率必須在95%以上。中小功率的并網(wǎng)逆變器在滿載時，效率必須在90%以上。即使在并網(wǎng)逆變器額定功率10%的情況下，也要保證90%〔大功率逆變器〕以上的轉(zhuǎn)換效率；并網(wǎng)逆變器輸出波形：由于光伏組件方陣所產(chǎn)生的直流電需經(jīng)逆變后向公共電網(wǎng)并網(wǎng)供電，此時就要求并網(wǎng)逆變器的輸出電壓波形、幅值及相位等與公共電網(wǎng)保持一致，以實現(xiàn)向電網(wǎng)無擾動平滑供電。所選并網(wǎng)逆變器應(yīng)輸出波形良好，波形畸變以及頻率波動要低于國家限度值；最大功率點跟蹤：并網(wǎng)逆變器的輸入終端電阻應(yīng)自適應(yīng)于光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際運行特性。保證光伏發(fā)電系統(tǒng)運行在最大功率點上；可靠性和可恢復(fù)性：并網(wǎng)逆變器應(yīng)具有一定的抗干擾能力、環(huán)境適應(yīng)能力、瞬時過載能力及各種保護功能，如：過電壓情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)正常運行；過負(fù)荷情況下，并網(wǎng)逆變器需自動向光伏組件特性曲線中的開路電壓方向調(diào)整運行點，限定輸入功率在給定范圍內(nèi)；故障情況下，并網(wǎng)逆變器必須自動從主網(wǎng)解列；監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集：并網(wǎng)逆變器應(yīng)有多種通訊接口進行數(shù)據(jù)采集并發(fā)送到監(jiān)控終端，其監(jiān)控軟件還應(yīng)有模擬輸入端口與外部傳感器相連，用以測量日照強度、溫度等數(shù)據(jù)，便于整個電站數(shù)據(jù)處理分析。并網(wǎng)逆變器主要技術(shù)指標(biāo)還有：額定輸出功率、功率因數(shù)、額定輸出電壓、頻率、總諧波畸變率等。根據(jù)前述選型原那么，結(jié)合陽新縣的實際氣候、海拔等特性，經(jīng)分析，本工程擬選用湖北東貝新能源生產(chǎn)的100kw光伏并網(wǎng)逆變器，其中100kw主要參數(shù)件下表7。表7100kW并網(wǎng)逆變器技術(shù)參數(shù)表規(guī)格型號DSG-100K-LG隔離方式變壓器隔離額定輸出功率(kW)100kW最大輸入功率(kW)110kW最大開路電壓(V)900VMPPT范圍(V)420V～820V最大輸入電流(A)152A額定輸出電壓(V)380V/400V最大電網(wǎng)電流(A)143A額定電網(wǎng)頻率(HZ)50HZ最大逆變效率96%顯示方式LCD觸摸屏總諧波電流＜3%〔滿載〕功率因數(shù)＞0.99〔額定功率時〕MPPT效率99%通訊接口RS485夜間自耗電(W)＜30W防護等級IP20(室內(nèi))孤島防護方式兼有主動和被動檢測模式冷卻方式強制風(fēng)冷工作溫度范圍(℃)-20℃～+50℃工作濕度范圍0～95%〔無冷凝〕尺寸〔寬×高×深〕(mm)810×950×1900mm重量(kg)1100kg允許海撥高度(m)≤1000m參考圖片其主要技術(shù)特點如下所示：輸入電壓的范圍大，保證了接入的光伏方陣有了更多的組合方式；優(yōu)化的電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高系統(tǒng)散熱效率，增強系統(tǒng)穩(wěn)定性。增強的防護功能，相比教于普通逆變器，增加了直流接地故障保護；無功功率可調(diào)，功率因數(shù)范圍超前0.99至滯后0.99；高轉(zhuǎn)換效率，最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)96%以上，MPPT效率高達(dá)99%；模塊化設(shè)計，方便安裝與維護；精確的輸出電能計量；多語種觸摸屏監(jiān)控界面；適應(yīng)嚴(yán)酷的電網(wǎng)環(huán)境；適應(yīng)高海拔應(yīng)用≤1000米〔超過1000米需降額使用〕；可通過RS485進行通訊；逆變器的控制保護功能：a、直流輸入欠壓保護：光伏輸入直流電壓到達(dá)規(guī)定的最低電壓時，逆變器自動關(guān)機并發(fā)出報警信號；b、直流輸入過壓保護：當(dāng)光伏輸入直流電壓超過設(shè)定的最高值時，逆變器自動關(guān)機并發(fā)出報警信號；c、交流輸出過壓保護：當(dāng)輸出電壓到達(dá)110%額定電壓時，逆變器自動關(guān)機并發(fā)出報警信號；d、交流輸出過電流保護：當(dāng)輸出電流超過120%額定電流30秒或超過150%額定電流3秒時，逆變器自動關(guān)機并發(fā)出報警信號；e、輸出短路保護：當(dāng)負(fù)載側(cè)發(fā)生短路時，逆變器自動關(guān)機并發(fā)出報警信號；f、具有防雷保護和防過電壓保護措施；g、具備防孤島功能，并在啟動防孤島保護后，具備延時判斷恢復(fù)功能。2.8.監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計2.8.1.監(jiān)控系統(tǒng)組成本示范工程監(jiān)控系統(tǒng)主要由光伏本地監(jiān)控系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)組件。光伏本地監(jiān)控系統(tǒng)主要由光伏防雷匯流箱監(jiān)控模塊、直流電壓表、交流計量儀表〔含交流電壓表、交流電流表、交流電能表〕、電腦、液晶顯示器、單機版監(jiān)控軟件和通信線纜等組成。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要由環(huán)境監(jiān)測儀、環(huán)境監(jiān)測軟件、電源線纜和通信線纜等組成。2.8.2.本地監(jiān)控系統(tǒng)原理本示范工程光伏本地監(jiān)控系統(tǒng)的作用主要是通過電力儀表和光伏本地監(jiān)控軟件，對電站的實時運行狀態(tài)進行掌控，歷史運行數(shù)據(jù)進行記錄，從而更好的掌控電站，排除已存在或潛在的故障，使電站能夠持續(xù)、正常的運行。本工程光伏防雷匯流箱配置了監(jiān)控模塊，可實時監(jiān)控每并聯(lián)支路電流值、方陣電壓值，并將這些監(jiān)測量數(shù)據(jù)通過RS485傳輸?shù)脚潆姺侩娔X上。光伏本地監(jiān)控軟件對這些數(shù)據(jù)進行讀取、實時顯示與紀(jì)錄。本工程直流配電柜柜面裝了指針式直流電流表，可實時顯示直流端電壓。并網(wǎng)逆變器的運行狀況一方面可通過并網(wǎng)逆變器上方內(nèi)置液晶面板顯示來查詢。并網(wǎng)逆變器最上端的3個LED燈〔并網(wǎng)燈、脫網(wǎng)燈和故障燈〕能實時顯示逆變器的工作狀態(tài)。通過并網(wǎng)逆變器的LCD面板能查看逆變器的運行信息〔實時數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、輸出功率曲線和發(fā)電量柱狀圖〕和故障記錄。并網(wǎng)逆變器運行狀況另一方面可通過光伏本地監(jiān)控軟件來實現(xiàn)。主要監(jiān)測數(shù)據(jù)包括〔但不限于〕：A、直流電壓；B、直流電流；C、直流功率；D、交流電壓；E、交流電流；F、逆變器機內(nèi)溫度；G、時鐘；H、頻率；I、功率因數(shù)；J、當(dāng)前發(fā)電功率；K、日發(fā)電量；L、累計發(fā)電量；M、累計CO2減排量；N、每天發(fā)電功率曲線圖；監(jiān)控所有并網(wǎng)逆變器的運行狀態(tài)，采用聲光報警方式提示設(shè)備出現(xiàn)故障，可查看故障原因及故障時間，監(jiān)控的故障信息至少因包括以下內(nèi)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、通訊失敗。本工程交流配電柜柜面裝了指針式交流電流表，指針式交流電壓表和數(shù)字式交流電能表，可實時顯示電站交流側(cè)各項參數(shù)。2.8.3環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)本示范工程環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要是用來監(jiān)測光伏組件方陣周圍環(huán)境信息的。環(huán)境監(jiān)測儀通過內(nèi)置的風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、濕度傳感器、日照輻射表和測溫探頭能實時測量光伏組件方陣所在地的風(fēng)速、風(fēng)向、環(huán)境濕度、水平面輻射量和環(huán)境溫度等參數(shù)。這些監(jiān)測量數(shù)據(jù)通過RS485傳輸?shù)脚潆姺侩娔X上。環(huán)境監(jiān)控軟件對這些數(shù)據(jù)進行讀取、實時顯示與紀(jì)錄。圖3環(huán)境監(jiān)測儀〔圖片僅供參考，以實物為準(zhǔn)〕其主要技術(shù)參數(shù)如下表所示：表8環(huán)境監(jiān)測儀參數(shù)表風(fēng)速、風(fēng)向傳感器工程風(fēng)速風(fēng)向起動風(fēng)速≤0.5m/s≤0.5m/s測量范圍0～75m/s0～360°精確度±(0.3+0.03V)m/s±3°分辯率0.1m/s2.8125°距離常數(shù)≤3m≤1.5m阻尼比≥0.4輸出信號形式脈沖〔頻率〕七位格雷碼〔或電位器〕工作電壓DC5VDC5V工作電流5