巴西5MW光伏并網(wǎng)電站系統(tǒng)設(shè)計方案

湖南紅太陽能源科技湖南紅太陽能源科技長沙市大河西先導(dǎo)區(qū)招商效勞中心50.88KW太陽能光電建筑應(yīng)用示范工程初步技術(shù)方案2023年二月目錄\l“_TOC_250023“第一章工程綜合說明 1\l“_TOC_250022“工程任務(wù)與規(guī)模 1\l“_TOC_250021“總體方案設(shè)計 1\l“_TOC_250020“電站技術(shù)設(shè)計 1\l“_TOC_250019“電站總體布置 1\l“_TOC_250018“電氣設(shè)計 1\l“_TOC_250017“防風(fēng)沙設(shè)計及電池組件清洗設(shè)計 1\l“_TOC_250016“工程消防設(shè)計 2\l“_TOC_250015“環(huán)境保護(hù)與水土保持設(shè)計 2\l“_TOC_250014“其次章總體方案設(shè)計 2\l“_TOC_250013“太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類及構(gòu)成 2\l“_TOC_250012“太陽能電池組件選擇 2\l“_TOC_250011“逆變器的選擇 3\l“_TOC_250010“系統(tǒng)設(shè)計方案 6\l“_TOC_250009“太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)效率分析 6\l“_TOC_250008“第三章電站技術(shù)設(shè)計 7\l“_TOC_250007“并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計 7\l“_TOC_250006“太陽能電池陣列設(shè)計 7\l“_TOC_250005“太陽能電池組件組合計算 7\l“_TOC_250004“太陽能電池方陣設(shè)計 8太陽能電池方陣匯流箱設(shè)計 8\l“_TOC_250003“太陽能電池方陣逆變器室設(shè)計 8\l“_TOC_250002“電氣設(shè)計 8\l“_TOC_250001“電氣一次 8\l“_TOC_250000“電氣二次 9第四章工程設(shè)計概算 13~1~ 5MWp 5MWp太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) ~~1~工程任務(wù)與規(guī)模業(yè)的良好進(jìn)展，湖南紅太陽能源科技特打算在長沙市河西先導(dǎo)區(qū)招商中心修建一座光電建筑一體化光伏發(fā)電站。本太陽能光伏電站建成后并入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)，工程總裝機(jī)容量50.88kWp?？傮w方案設(shè)計本工程電池組件選用180Wp單晶硅電池組件與55Wp薄膜電池組件，電池組件均固定20°〕(此最正確傾角綜合考慮長沙地區(qū)的具體氣象資料)在固定式支架上，單晶硅太陽能電池組件數(shù)量共計180塊，薄膜電池組件數(shù)量共計336塊，裝機(jī)總?cè)萘繛?0.88Wp。本工程選用合肥陽光電源生產(chǎn)的30kW與20kW逆變器各一臺。50.88kWp太陽能電池陣列由一個單晶硅組件方陣與一個薄膜組件方陣組成。每個太陽能電池方陣由太陽能電池組、匯流設(shè)備、逆變設(shè)備及升壓設(shè)備構(gòu)成。匯流箱；經(jīng)匯流箱匯流后承受電纜引至逆變器室，承受380V電壓等級接入電網(wǎng)。電站技術(shù)設(shè)計電站總體布置要包括電池方陣和逆變器室，。治理區(qū)主要為監(jiān)控室等辦公設(shè)施。電氣設(shè)計50.88kWp，推舉承受分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)方案。光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)的方案為：承受380V電壓等級接入電網(wǎng)電站承受以計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為根底的監(jiān)控方式。計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能滿足全站安全運(yùn)不設(shè)常規(guī)監(jiān)控掌握臺。防風(fēng)沙設(shè)計及電池組件清洗設(shè)計物四周加大綠化，灌、喬、固沙草結(jié)合，到達(dá)減弱風(fēng)速，阻擋風(fēng)沙的效果。設(shè)備支架的抗風(fēng)力量依據(jù)32m/s風(fēng)速下不受損壞設(shè)計。應(yīng)常常對電池板進(jìn)展清洗，保一次；在夏季、秋季清洗承受移動式噴水清洗，每三個月清洗一次。工程消防設(shè)計本工程消防設(shè)計貫徹“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的設(shè)計原則，針對工程的具體狀況，樂觀承受先進(jìn)的防火技術(shù)，做到保障安全，使用便利，經(jīng)濟(jì)合理。電站場區(qū)內(nèi)、外交通道凈寬4m，都能兼作消防車道，各主要建筑物均有通向外部的安全通道。電站配置砂箱、滅火器等消防器材。環(huán)境保護(hù)與水土保持設(shè)計排放任何有害氣體。的濃度。保示范宣傳作用，具有明顯的社會效益和環(huán)境效益。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類及構(gòu)成“不行調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)”和含有蓄電池組的“可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)”。本工程太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為不行調(diào)度式并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能通過太陽〔DC-AC〕轉(zhuǎn)換成三相溝通電，再通過升壓變壓器轉(zhuǎn)換成符合公共電網(wǎng)要求的溝通電，并直接接入公共電網(wǎng)，供公共電網(wǎng)用電設(shè)備使用和遠(yuǎn)程調(diào)配?！步M件〕、逆變器及變配電系統(tǒng)三大局部組成。太陽能電池組件選擇太陽能電池組件的選擇應(yīng)在技術(shù)成熟度高、運(yùn)行牢靠的前提下，結(jié)合電站四周的自然環(huán)境、施工條件、交通運(yùn)輸?shù)臓顩r，選用行業(yè)內(nèi)的主導(dǎo)太陽能電池組件類型。依據(jù)電站所指標(biāo)最正確的太陽能電池組件。能電池組件，型號為CS48-180D-24。主要參數(shù)如下表：序號項序號項目內(nèi)容55.15.25.35.45.55.6678910111213141516171819的輻照度、25℃的電池溫度下的峰值參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)功率溫度范圍承受冰雹接線盒類型接線盒防護(hù)等級組件的填充因子框架構(gòu)造邊框和電池距離180W36.4V5.20A5.55A45.0V最大系統(tǒng)電壓1000V(0.050±0.010)%/℃-(70±10)mV/℃(0.065±0.015)%/℃-(80±10)mV/℃-40℃-+85℃+3%密封防水IP650.74陽極氧化鋁合金12.5mm1型式單晶硅光伏電池組件2型號CS48-180D-243尺寸構(gòu)造1580×808×35mm4使用粘合膠體類型中性密封硅膠逆變器的選擇逆變器的技術(shù)指標(biāo)對于逆變器的選型，應(yīng)留意以下幾個方面的指標(biāo)比較：及各種保護(hù)功能，如：故障狀況下，逆變器必需自動從主網(wǎng)解列。90％或95％以上。中小功率的逆變器在滿載時，效率必需在85％或90％以上。在50W/m2的日照強(qiáng)度下，即可向電網(wǎng)供電，即使在逆變器額定功率10％的狀況下，也要保證90％〔大功率逆變器〕以上的轉(zhuǎn)換效率。逆變器輸出波形：為使光伏陣列所產(chǎn)生的直流電源逆變后向公共電網(wǎng)并網(wǎng)供電，電。輸出電流波形良好，波形畸變以及頻率波動低于門檻值。光伏電池的端電壓隨負(fù)載和日照強(qiáng)度的變化范圍比較大。就要求逆變器在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)正常工作，并保證溝通輸出電壓穩(wěn)定。整率；負(fù)載調(diào)整率；諧波因數(shù)；總諧波畸變率；畸變因數(shù)；峰值指數(shù)等。逆變器的選型則設(shè)備數(shù)量較多，會增加投資后期的維護(hù)工作量；在投資一樣的條件下，應(yīng)盡量選用容量較大的逆變設(shè)備，可在肯定程度上降低投資，并提高系統(tǒng)牢靠性。光伏并網(wǎng)逆變器〔下稱逆變器〕是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心設(shè)備，必需承受高品質(zhì)性能輸出符合電網(wǎng)要求的電能。因此，本工程選用陽光電源的容量為30kW與20kW的逆變器各一臺。本站所選逆變器根本參數(shù)如下：表二：并網(wǎng)逆變器參數(shù)表〔SG20KTL〕直流側(cè)參數(shù)DC最大直流電壓最大直流功率最帶輸入電流

1000Vdc380~800Vdc22kWp~~5~5MWp5MWp太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)最大輸入路數(shù)2溝通側(cè)參數(shù)額定輸出功率20kW額定電網(wǎng)電壓400Vac允許電網(wǎng)電壓310~450Vac額定電網(wǎng)頻率50Hz/60Hz允許電網(wǎng)頻率47~51.5Hz/57~61.5Hz總電流波形畸變率<3%〔額定功率〕功率因數(shù)≥0.9額定功率〕系統(tǒng)最大效率98.1%歐洲效率97.6%防護(hù)等級IP20〔室內(nèi)〕夜間自耗電<100W允許環(huán)境溫度-25~+55℃冷卻方式風(fēng)冷允許相對濕度0~95%，無冷凝允許最高海拔6000米顯示與通訊顯示觸摸屏標(biāo)準(zhǔn)通訊方式RS485可選通訊方式以太網(wǎng)/GPRS機(jī)械參數(shù)外形尺寸648×695×232mm重量60kg表三.并網(wǎng)逆變器參數(shù)表〔SG30K3〕DC最大直流電壓最大直流功率溝通側(cè)參數(shù)450Vdc220~380Vdc33kWp150A1~~6~5MWp太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)額定輸出功率總電流波形畸變率

30kW400Vac310~450Vac50Hz/60Hz47~51.5Hz/57~61.5Hz<3%〔額定功率〕系統(tǒng)

≥0.998.1%97.6%

額定功率〕防護(hù)等級夜間自耗電冷卻方式顯示與通訊顯示機(jī)械參數(shù)重量

室內(nèi)〕<100W-25~+55℃風(fēng)冷0~95%，無冷凝6000米LCDRS485以太網(wǎng)/GPRS820×1964×646mm582kg系統(tǒng)設(shè)計方案本工程電池組件選用180Wp單晶硅電池組件與55Wp薄膜組件，電池組件均固定安裝〔承受最正確傾角為20°〕在固定式支架上，但金貴太陽能電池組件數(shù)量共計180塊，薄膜太50.88kWp。本工程選用陽光電源生產(chǎn)的20kW與30kW逆變器各一臺。。匯流箱；經(jīng)匯流箱匯流后承受電纜引至逆變器室，以380V溝通接入電網(wǎng)。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)效率分析太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)效率包括：太陽能電池老化效率、交、直流低壓系統(tǒng)損耗及其他 5MWp 5MWp太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) ~~10~設(shè)備老化效率、逆變器效率、變壓器及電網(wǎng)損耗效率。η1：太陽能電池由于老化等因素的影響，使光伏系統(tǒng)運(yùn)行期發(fā)電效率逐年衰減。本工程中電池老化系數(shù)逐年按衰減0.90％計；老化，使系統(tǒng)效率降低，本工程損耗及老化綜合效率取80％。并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計2個方陣，分別為單晶硅方陣與薄膜方陣。兩個方陣的組件分別經(jīng)過各自的匯流箱后接入30kW與20kW逆變器，轉(zhuǎn)化為380V溝通后接入電網(wǎng)。太陽能電池陣列設(shè)計太陽能電池組件組合計算50.88kWP，太陽能電池組件選型為180Wp單晶硅電池與55Wp薄膜電池，逆變器容量選用20kW與30kW各一臺。電池組件計算參數(shù)4％。冬季最低環(huán)境溫度為：-15℃，夏季最高環(huán)境溫度為：40℃。計算公式：N≤Vdcmax/Voc×96％ 〔1〕N＞Vdcmin/Vmp×96％ 〔2〕式中：Vdcmax——逆變器確定最大輸入電壓；Vdcmin——逆變器確定最小輸入電壓；Voc——電池組件開路電壓；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：14≤N≤17，依據(jù)逆變器最正確輸入電壓以及電池板工作環(huán)境等因素進(jìn)展修正后，最終確定太陽能電池組件的串聯(lián)組數(shù)為16〔串〕。依據(jù)電池組件的串聯(lián)得出太陽能電池組件的并聯(lián)組數(shù)為110。太陽能電池方陣設(shè)計電池方陣運(yùn)行方式承受固定安裝運(yùn)行方式?！?〕電池方陣的最正確傾角即光伏系統(tǒng)全年發(fā)電量最大時的傾角。計算傾斜面上的太陽輻射量，通常承受Klein計算方法。結(jié)合長沙當(dāng)?shù)鼐暥扰c氣象條件，傾角選取為20°?！?〕電池方陣的組成與布置16塊組件串接方式有多種，但是為了接線簡潔，降低施工簡單程度，確定串接方式4個組串并1路。太陽能電池方陣匯流箱設(shè)計匯流箱具有以下特點：同時可接入11路輸入，可以通過斷路器進(jìn)展限流保護(hù)，并能分?jǐn)嗾莆?，斷路器的耐壓值不大于DC1000V；每回路均可承受DC1000V電壓；配有光伏專用高壓防雷器，正負(fù)極都具備防雷功能。太陽能電池方陣逆變器室設(shè)計成380V溝通電后送入電網(wǎng)。逆變器室內(nèi)設(shè)有直流配電柜、逆變器。在現(xiàn)場或中控室監(jiān)視每個匯流箱回路工作狀況。逆變器柜是將直流柜輸入的直流電轉(zhuǎn)換成溝通電。電氣設(shè)計電氣一次接入系統(tǒng)方式380V一級電壓，接入地方電網(wǎng)，出線一回。本工程最終接入系統(tǒng)方案應(yīng)以通過當(dāng)?shù)仉娏Σ块T審查確定的結(jié)果為準(zhǔn)。電氣主接線依據(jù)太陽能電池陣列設(shè)計，本站共有一個單晶硅電池方陣與一個薄膜電池方陣。單晶硅方陣與30kW逆變器相連，薄膜方陣與20kW逆變器相連。主要電氣設(shè)備選擇過電壓保護(hù)直擊雷保護(hù)缺少當(dāng)?shù)貧夂蛸Y料，無雷暴日參數(shù)。避雷針設(shè)置暫未計算；太陽能電池組件支架均與場區(qū)接地網(wǎng)連接。在變電所的35kV出線側(cè)、35kV母線、升壓變壓器35kV側(cè)分別裝設(shè)一組無間隙金屬氧化物避雷器對雷電侵入波和其他過電壓進(jìn)展保護(hù)。進(jìn)出廠區(qū)的埋地電纜必需帶金屬屏蔽層；低壓系統(tǒng)經(jīng)絕緣協(xié)作逐級加避雷器或其他保護(hù)設(shè)備；建筑物內(nèi)的弱電穿管承受金屬管。接地本工程接地的種類包括：防雷接地；工作接地；保護(hù)接地；電站形成一個接地網(wǎng)，接地電阻不大于4Ω。接地網(wǎng)承受40×4鍍鋅扁鋼與光伏電池板404照明系統(tǒng)照明系統(tǒng)電源從所用電箱式變電站0.4kV母線引來。照明系統(tǒng)電壓為380/220V。主要部位照明配置如下：逆變器室、中控室及辦公室承受格柵熒光燈。宿舍、走廊及樓梯間承受節(jié)能吸頂燈。在辦公樓頂及場地周邊設(shè)投光燈。辦公室、宿舍設(shè)電采暖插座。電氣二次電站的調(diào)度治理與運(yùn)行方式信息與下行信息交換。光伏電站按“無人值班”〔少人值守〕的原則進(jìn)展設(shè)計。電站承受以計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為能。監(jiān)控室僅設(shè)置計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的值班員掌握臺，不設(shè)常規(guī)監(jiān)控掌握臺。電站的自動掌握計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)理為根本原則。電站掌握級為電站實時監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)整個電站的掌握、治理和對外部系統(tǒng)的通信等。計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能據(jù)作為歷史數(shù)據(jù)予以整理、記錄、歸檔，按調(diào)度要求傳送必要的實時數(shù)據(jù)。并能完成越限報警、事故挨次記錄、事故追憶等任務(wù)。系統(tǒng)可通過CRT、鍵盤等人機(jī)接口設(shè)備實現(xiàn)人機(jī)對話。器及隔離開關(guān)的分合閘操作、廠用系統(tǒng)的掌握與操作。④數(shù)據(jù)通信功能：能實現(xiàn)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與調(diào)度中心的數(shù)據(jù)通信。自診斷和離線自診斷。⑥系統(tǒng)軟件具有良好的可修改性，能很簡潔地增減或轉(zhuǎn)變軟件功能及便利升級。路器動作時間次數(shù)等的定時打印與呼喚打印。步。計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成：選用兩臺工控計算機(jī)做為站級掌握設(shè)備，其中一臺為主機(jī)/操作員工作站，另外一臺作為通信工作站，每臺工控機(jī)的人機(jī)聯(lián)系設(shè)備選用標(biāo)準(zhǔn)鍵盤、鼠標(biāo)各一個，高區(qū)分率大屏幕監(jiān)視器一臺，另外配置打印機(jī)兩臺、語音報警音響等。光伏發(fā)電設(shè)備的掌握作。繼電保護(hù)與自動裝置保護(hù)裝置的選型站自動化水平的要求，本電站承受微機(jī)型繼電保護(hù)裝置。保護(hù)配置方案并網(wǎng)逆變器保護(hù)、孤島保護(hù)、短路保護(hù)等功能。二次接線測量系統(tǒng)由于配置了計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，全部電氣測量將全部進(jìn)入計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，依據(jù)設(shè)備度等級為0.2s級，且電流、電壓線圈專用。信號系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)。全站全部故障信