光伏發(fā)電光伏接入系統(tǒng)

薛家島電動(dòng)汽車(chē)智能充換儲(chǔ)放一體化示范電站

北莊集中充電站

光伏發(fā)電光伏接入系統(tǒng)

初設(shè)方案TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章概述 1\o"CurrentDocument"建設(shè)目的和意義 1\o"CurrentDocument"工程建設(shè)概況 2\o"CurrentDocument"第三章工程技術(shù)方案 3\o"CurrentDocument"系統(tǒng)組成 3\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)依據(jù) 3\o"CurrentDocument"光伏組件的選型和光伏陣列的設(shè)計(jì) 4\o"CurrentDocument"光伏組件 4\o"CurrentDocument"組件支架 5\o"CurrentDocument"光伏陣列的設(shè)計(jì) 5\o"CurrentDocument"光伏控制系統(tǒng)方案 5\o"CurrentDocument"光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng) 7\o"CurrentDocument"防雷及接地 9\o"CurrentDocument"系統(tǒng)建設(shè)及施工 10\o"CurrentDocument"工依據(jù) 10施工概述 11施工順序 12\o"CurrentDocument"施工準(zhǔn)備 13\o"CurrentDocument"施工措施 14\o"CurrentDocument"附錄1：附錄2：北莊集中充電站非晶薄膜組件光伏系統(tǒng)配置 16#第一章概述1.1建設(shè)目的和意義薛家島電動(dòng)汽車(chē)智能充換儲(chǔ)放一體化示范電站位于青島市連接青島城區(qū)與黃島區(qū)的膠州灣海底隧道黃島側(cè)出口，按照“換電為主、插充為輔，集中充電、統(tǒng)一配送”要求及變電站與集中充電站一體化建設(shè)模式建設(shè)。由位于薛家島公交樞紐站內(nèi)的公交車(chē)充換電站以及相鄰的北莊集中充電站、長(zhǎng)江路電池配送站和北莊35kV變電站組成。本示范站既可滿(mǎn)足電動(dòng)公交車(chē)的換電功能，又可滿(mǎn)足電動(dòng)乘用車(chē)的集中充電、換電功能，配送點(diǎn)的建設(shè)有效的延伸了乘用車(chē)的換電服務(wù)半徑，完全符合國(guó)網(wǎng)關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)充換電站建設(shè)的方針，為我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充換電站事業(yè)的發(fā)展提供了很好的示范和借鑒作用。在本示范站的基礎(chǔ)上建設(shè)光伏新能源的接入，通過(guò)光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能為動(dòng)力電池充電，實(shí)現(xiàn)清潔能源的利用；同時(shí)將電動(dòng)汽車(chē)充換電系統(tǒng)與光伏發(fā)電系統(tǒng)、電力儲(chǔ)能系統(tǒng)、常規(guī)變電系統(tǒng)的功能有機(jī)結(jié)合，可構(gòu)成新型的電動(dòng)汽車(chē)充換儲(chǔ)放一體化電站，能夠調(diào)控區(qū)域電網(wǎng)的電壓、潮流和諧波畸變，還可通過(guò)吸收和回饋電能實(shí)現(xiàn)負(fù)荷搬移、平抑間歇性電源的功率波動(dòng)，形成與電網(wǎng)的友好互動(dòng)，減小充放儲(chǔ)電站對(duì)電網(wǎng)的負(fù)面影響，改善電網(wǎng)電能質(zhì)量，提高穩(wěn)定性；光伏電池發(fā)電直接給動(dòng)力電池充電，采用公共直流母線設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。16161.2工程建設(shè)概況該光伏發(fā)電系統(tǒng)采用“集中安裝建設(shè)，就近就地上網(wǎng)”技術(shù)方案。即：北莊集中充電站利用屋頂建設(shè)98kWp光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏電池發(fā)電直接給動(dòng)力電池充電，采用公共直流母線設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。該方案不僅使系統(tǒng)建設(shè)具有很好的選擇靈活性，而且大大提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。光伏電池光伏電池光伏控制柜三相PWM整流器分箱充電機(jī)柜光伏電池光伏電池光伏控制柜三相PWM整流器分箱充電機(jī)柜圖1-1光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖1616第三章工程技術(shù)方案3.1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）光伏控制柜柜；（4）分箱充電機(jī)柜；（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、配電房等基礎(chǔ)設(shè)施；（8）系統(tǒng)的連接電纜及防護(hù)材料。3.2設(shè)計(jì)依據(jù)令《并網(wǎng)光伏發(fā)電專(zhuān)用逆變器技術(shù)要求和試驗(yàn)方法》2009令GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》令GB50217-94《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》令GB/T19939-2005《光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求》令UL1741:1999《獨(dú)立電力系統(tǒng)用逆變器、變換器、控制器》令I(lǐng)EEE1547:2003《分布式電源與電力系統(tǒng)進(jìn)行互連的標(biāo)準(zhǔn)》令I(lǐng)EEE1547.1:2005《分布式電源與電力系統(tǒng)的接口設(shè)備的測(cè)試程序》令I(lǐng)EC62116《光伏并網(wǎng)系統(tǒng)用逆變器防孤島測(cè)試方法》令JGL/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》令GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》令GB50217-94《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》令GB/Z19964光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定令GB12325電能質(zhì)量供電電壓允許偏差令GB/T14549電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波令GB12326電能質(zhì)量電壓波動(dòng)與閃變令GB/T15543電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度3.3光伏組件的選型和光伏陣列的設(shè)計(jì)光伏組件1）光伏組件選擇由于非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池具有較高的光吸收系數(shù).特別是在0.3-0.75um的可見(jiàn)光波段,它的吸收系數(shù)比單晶硅要高出一個(gè)數(shù)量級(jí).因而它比單晶硅對(duì)太陽(yáng)能輻射的吸收率要高40倍左右,用很薄的非晶硅膜（約1um厚）就能吸收90%有用的太陽(yáng)能.生產(chǎn)本低，便于大規(guī)模生產(chǎn)，本方案推薦采用非晶薄膜組件。表3-2非晶硅薄膜組件技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)參數(shù)指標(biāo)1峰值功率150Wp2額定電壓69.7V3額定電流2.16A4重量32.4kg5外形尺寸1400*1100*8.3mm組件支架青島緯度35.97度，年平均日照在2500小時(shí)以上，屬于太陽(yáng)能資源富足區(qū)域，適合太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)品的使用。通過(guò)軟件模擬，非晶硅薄膜組件具有較好的弱光性能，組件的傾角主要考慮工程施工的方便，傾角選擇為15°。光伏陣列的設(shè)計(jì)1）光伏電池組件陣列間距設(shè)計(jì)為了避免陣列之間遮陰，光伏電池組件陣列間距應(yīng)不小于D:0.707tan+0.4338= 0.7070.4338tan式中為當(dāng)?shù)氐乩砭暥龋ㄔ诒卑肭驗(yàn)檎习肭驗(yàn)樨?fù)），H為陣列前排最高點(diǎn)與后排組件最低位置的高度差）。1）光伏電池組件陣列安裝設(shè)計(jì)薛家島標(biāo)準(zhǔn)充換電站利用附樓屋頂建設(shè)150Wp薄膜組件504塊，共75kWp光伏發(fā)電系統(tǒng)，3.4光伏控制系統(tǒng)方案系統(tǒng)方案本方案采用公共直流母線設(shè)計(jì)，分箱充電機(jī)為動(dòng)力電池充電，由于薛家島公交換電站分箱充電機(jī)直流母線為500V,故本方案采用500丫直流母線帶工頻變壓器隔離三相PWM整流器提供500V直流輸出，可四象限運(yùn)行，具備低電能質(zhì)量污染的特點(diǎn)，非隔離型降壓斬波電路將光伏電池電能轉(zhuǎn)移到500V公共直流母線，并實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤工作原理：分箱充電機(jī)主要由光伏發(fā)電系統(tǒng)提供電能，整流器提供輔助電能。在光電池?zé)o電能輸出的情況下，由整流器可提供分箱充電機(jī)充電功率降壓斬波電路始終維持光電池的最大功率輸出，將盡可能多的電能轉(zhuǎn)移到公共直流母線，從而降低交流進(jìn)線功率輸入，超過(guò)充電功率的部分將回饋到交流電網(wǎng)當(dāng)充電機(jī)充電功率低于光伏發(fā)電功率時(shí)，光伏監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出更換電池提示，可人工控制堆垛機(jī)取走充滿(mǎn)電的電池，放入待充電電池光伏控制柜方案＞主要功能：光伏控制柜為多端口變流器設(shè)備，主要包括并網(wǎng)變流器和2臺(tái)DC/DC變換器組成，DC/DC變換器用于接入光伏電池，實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤功能，將光伏發(fā)電功率盡可能多的轉(zhuǎn)移到直流母線，為后級(jí)直流負(fù)荷供電；并網(wǎng)變流器用于給后級(jí)直流負(fù)荷提供輔助供電，也可將多余的光伏發(fā)電電能回饋到交流電網(wǎng)。＞主要參數(shù):交流并網(wǎng)電壓：AC380V±15%,50Hz±0.5Hz交流側(cè)額定電流：75A光伏輸入電壓：DC510V~900V光伏輸入額定電流：80A光伏接口數(shù)：2路? 直流輸出電壓：DC400V±5%DC500V±5%直流輸出額定電流：150A后臺(tái)通訊接口：以太網(wǎng)、CAN、485尺寸：800mm(L)*600mm(D)*2260mm(H)重量：800kg3.7光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)采用高性能服務(wù)器作為系統(tǒng)的監(jiān)控主機(jī)，可以每天24小時(shí)不間斷對(duì)所有的并網(wǎng)逆變器進(jìn)行運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)可連續(xù)記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)。對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息、報(bào)警信息進(jìn)行全面的監(jiān)視，并對(duì)光伏發(fā)電進(jìn)行多方面的統(tǒng)計(jì)和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏發(fā)電的全方面掌控。光伏發(fā)電監(jiān)控至少可以顯示下列信息：令可實(shí)時(shí)顯示光伏的當(dāng)前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計(jì)總發(fā)電量、累計(jì)CO2總減排量以及每天發(fā)電功率曲線圖。令可查看每臺(tái)光伏逆變器的運(yùn)行參數(shù)，主要包括：人、直流電壓；8、直流電流；匚直流功率；D、交流電壓；E、交流電流；F、逆變器機(jī)內(nèi)溫度；G、時(shí)鐘；H、頻率；I、功率因數(shù)；J、當(dāng)前發(fā)電功率；（日發(fā)電量；L、累計(jì)發(fā)電量；M、累計(jì)CO2減排量；N、每天發(fā)電功率曲線圖監(jiān)控所有逆變器的運(yùn)行狀態(tài)，采用聲光報(bào)警方式提示設(shè)備出現(xiàn)故障，可查看故障原因及故障時(shí)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(guò)高；B、電網(wǎng)電壓過(guò)低；C、電網(wǎng)頻率過(guò)高；D、電網(wǎng)頻率過(guò)低；日直流電壓過(guò)高；^直流電壓過(guò)低；G、逆變器過(guò)載；H、逆變器過(guò)熱；I、逆變器短路；J、散熱器過(guò)熱；K、逆變器孤島；L、DSP故障；乂、通訊失??；可實(shí)時(shí)對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析：令能集成環(huán)境監(jiān)測(cè)功能，主要包括日照強(qiáng)度、風(fēng)速、風(fēng)向、室外溫度、室內(nèi)溫度和電池板溫度等參量。令要求最短每隔5分鐘存儲(chǔ)一次光伏重要運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括環(huán)境數(shù)據(jù)。故障數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)存儲(chǔ)3.8防雷及接地太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的雷電入侵路徑，除光伏組件外，還有配電線路、接地線以及它們的組合。為了保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和光伏發(fā)電及電力設(shè)施的安全，并網(wǎng)光伏電站必須有良好的避雷、防雷及接地保護(hù)裝置。防雷擊的主要措施是安裝避雷針，本項(xiàng)目戶(hù)外設(shè)備安裝位置在整個(gè)環(huán)境中不是最高建筑物，所以設(shè)計(jì)為：把所有鋼結(jié)構(gòu)與整個(gè)建筑的防雷網(wǎng)相連，以達(dá)防雷的目的。本項(xiàng)目采取以下防雷電措施：在光伏系統(tǒng)直流輸入處和交流輸出處設(shè)計(jì)了防雷裝置，并接地以確保設(shè)備的安全，避雷元件分散安裝在接線箱內(nèi)，也安裝在配電柜內(nèi)。防雷接線箱安裝在光伏組件附近，必須滿(mǎn)足室外安裝的要求，防護(hù)等級(jí)為IP65。整個(gè)系統(tǒng)采用三級(jí)防雷措施：設(shè)備級(jí)：組件的鋁合金邊框以及金屬支架通過(guò)接地扁鋼與屋頂防雷扁鋼帶可靠焊接；直流側(cè)級(jí)：直流匯線處采用直流防雷模塊，最終與防雷帶連接；交流側(cè)級(jí)：在交流柜內(nèi)采用交流防雷模塊，與電氣防雷帶連接。對(duì)于系統(tǒng)防雷和安全用電來(lái)說(shuō)，可靠的接地是至關(guān)重要的。本設(shè)計(jì)中，支架、光伏組件邊框以及連接件均是金屬制品，每個(gè)子方陣自然形成等電位體，所有子方陣之間都要進(jìn)行等電位連接，并于接地網(wǎng)就近可靠連接，各連接點(diǎn)的接地電阻應(yīng)小于10歐姆。機(jī)房?jī)?nèi)的交流配電柜、直流配電柜的外殼及各逆變器的接地端子和機(jī)房?jī)?nèi)的接地體進(jìn)行牢固的電氣連接，各連接點(diǎn)接地電阻應(yīng)小于4歐姆。3.9系統(tǒng)建設(shè)及施工3.9.施工依據(jù)表3-3施工依據(jù)表CECS85-96《太陽(yáng)光伏電源系統(tǒng)安裝工程施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》CECS84-96《太陽(yáng)光伏電源系統(tǒng)安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50217-2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50168-92《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50169-92《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50254-96《電氣裝置安裝工程低壓電器施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》JBJ80-91《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》JBJ81-91《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》GBJ9-87《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》3.9.2施工概述1）、主體工程施工主體工程為光伏陣列基礎(chǔ)施工。施工需架設(shè)模板、綁扎鋼筋并澆筑混凝土，混凝土在施工中經(jīng)常測(cè)量，以保證整體陣列的水平、間距精度。施工結(jié)束后混凝土表面必須立即遮蓋并灑水養(yǎng)護(hù)，防止表面出現(xiàn)開(kāi)裂。一般情況盡量避免冬季施工。施工過(guò)程中，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到28天齡期以上方可進(jìn)行安裝。2）、本工程主要施工范圍1、施工準(zhǔn)備：陣列基礎(chǔ)完成，進(jìn)場(chǎng)道路通暢，安裝支架運(yùn)至相應(yīng)的陣列基礎(chǔ)位置，太陽(yáng)能光伏組件運(yùn)至相應(yīng)的基礎(chǔ)位置。2、陣列支架安裝：支架分為基礎(chǔ)底梁、立柱、加強(qiáng)支撐、斜立柱。支架按照安裝圖

紙要求，采用鍍鋅螺栓連接。安裝完成整體調(diào)整支架水平后緊固螺栓。3、太陽(yáng)能電池組件安裝：細(xì)心打開(kāi)組件包裝，禁止單片組件疊摞，輕拿輕放防止表面劃傷，用螺栓緊固至支架上后調(diào)整水平，擰緊螺栓。4、安裝光伏控制柜:檢查光伏控制柜各開(kāi)關(guān)初始位置是否正確,斷開(kāi)直流輸入開(kāi)關(guān)和交流輸出開(kāi)關(guān);將光伏控制柜直流輸入電纜接至控制器負(fù)載輸出3.8.3系統(tǒng)布線:場(chǎng)地布線;戶(hù)內(nèi)布線。3.8.3防雷接地系統(tǒng)的安裝。系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行調(diào)試等。施工順序安裝現(xiàn)場(chǎng)踏勘-基礎(chǔ)土建施工－太陽(yáng)電池支架制作安裝－太陽(yáng)電池陣列安裝調(diào)試—電氣儀表設(shè)備安裝調(diào)試－并網(wǎng)運(yùn)行調(diào)試－試運(yùn)行—竣工驗(yàn)收。如下圖所示：

圖3-8光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)流程圖施工準(zhǔn)備1、技術(shù)準(zhǔn)備技術(shù)準(zhǔn)備是決定施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素，它主要進(jìn)行以下幾方面的工作：（1）先對(duì)實(shí)地進(jìn)行勘測(cè)和調(diào)查，獲得當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)數(shù)據(jù)并對(duì)資料進(jìn)行分析匯總，做出切合實(shí)際的工程設(shè)計(jì)。（2）準(zhǔn)備好施工中所需規(guī)范，作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，施工圖冊(cè)有關(guān)資料及施工所需各種記錄表格。（3）組織施工隊(duì)熟悉圖紙和規(guī)范，做好圖紙初審記錄。（4）技術(shù)人員對(duì)圖紙進(jìn)行會(huì)審，并將會(huì)審中問(wèn)題做好記錄。（5）會(huì)同建設(shè)單位和設(shè)計(jì)部門(mén)對(duì)圖紙進(jìn)行技術(shù)交流，將發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題提交設(shè)計(jì)部門(mén)和建設(shè)方，并由設(shè)計(jì)部門(mén)和建設(shè)方做出解決方案（書(shū)面）并做好記錄。（6）確定和編制切實(shí)可行的施工方案和技術(shù)措施，編制施工進(jìn)度表。2、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備（1）物資的存放與物業(yè)管理部門(mén)溝通,在附近準(zhǔn)備一座臨時(shí)倉(cāng)庫(kù)：主要貯存并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的逆變器、太陽(yáng)電池、太陽(yáng)電池支架、線纜及其它輔助性的材料。（2）主要設(shè)備及工程材料準(zhǔn)備施工前由質(zhì)量員對(duì)太陽(yáng)能電池組件、方陣支架、并網(wǎng)逆變器等設(shè)備進(jìn)行檢查驗(yàn)收，確保所有設(shè)備質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，準(zhǔn)備好各種工程用具、施工所需的各種主要原材料和輔助性材料。施工措施（1）施工質(zhì)量管理1、施工質(zhì)量符合規(guī)范要求。2、嚴(yán)格按許繼公司制定的工程質(zhì)量管理制度實(shí)行自檢，互檢和復(fù)檢，具有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和簽證