小店三中50kw光伏發電項項目可行性建議書

小店三中50KW光伏發電項項目可行性建議書 前 言3 1 概述和項目背景4 11 概述4 12 國際現狀6 13 山西區域狀況介紹9 14 在山西建設太陽能光伏電站的意義10 2 站址選擇和氣象條件11 21 基本情況11 22 太陽能資源13 3 建設規模和總體方案13 4 光伏電站框圖和設備選型14 41 光伏組件及其陣列設計14 42 固定光伏組件模塊15 43 各子系統組件安裝方式16 44 太陽電池方陣間距計算16 45 光伏電站系統構成總結19 5 電氣設計20 51 電氣一次部分20 52 電氣二次部分29 53 通信部分31 6 采暖通風設計32 61 設計原則32 62 采暖32 63 通風與空調32 7 消防部分33 71 設計原則33 72 消防措施33 8 環境保護34 81 產業政策及規劃符合性34 82 施工期環境影響分析及污染防治對策34 83 運行期的環境影響35 84 場址合理性37 9 節約能源37 91 節電措施37 10 社會和環境效益評價38 101 社會及經濟效益38 102 環境效益38 11 施工組織設計39 111 施工條件39 112 電池板安裝41 113 施工總平面規劃布置41 114 施工總體布置的原則41 115 地方建筑材料42 116 雨季施工42 117 項目實施綜合控制輪廓進度43 附件一名詞解釋44 前 言 太陽能作為一種可永續利用的清潔能源有著巨大的開發應用潛力人類賴以生存的自然資源幾乎全部轉換自太陽能人類利用太陽能的歷史更是可以追溯到人類起源時代太陽能是人類得以生存發展的最基礎的能源形式從現代科技的發展來看太陽能開發利用技術的進步有可能決定著人類未來的生活方式太陽能光伏發電技術的開發始于上世紀50年代隨著全球能源形勢趨緊太陽能光伏發電作為一種可持續的能源替代方式于近年得到迅速的發展并在世界范圍內得到廣泛應用 大型并網光伏電站是光伏發電邁向電力規模應用的必然結果國際能源機構IEA特別將超大規模光伏發電VLS-PV列為其第8項任務Task8主要研究追蹤超大規模光伏發電的技術和信息并在此領域開展國際間的交流和合作光伏電站正在從小規模100kW以下中規模100kW～1MW向大規模1MW～20MW和超大規模20MW以上發展我國可再生能源中長期發展規劃已于2007年8月31日正式發布溫總理的政府工作報告中提到要支持和推進新能源節能環保等技術研發和產業化為我們發展可再生能源產業指明了前進方向為了響應國家可再生能源發展規劃探索大型并網光伏電站的技術特就在山西太原市小店區建設并網光伏發電工程提交此可行性研究報告 上海鋒皇能源科技有限公司 1 概述和項目背景 11 概述 111 項目簡況 1項目名稱小店三中50KW 光伏發電項目 2建設單位上海鋒皇能源科技有限公司 3投資主體山西賓利鋼結構有限公司 4建設規模及發電主設備50 KW單晶硅太陽能光伏組件 5選址山西太原市小店區 112 工程建設單位 上海鋒皇能源科技有限公司是專門從事太陽能光伏發電發熱系統的研發生產銷售的股份制高科技民營企業上海鋒皇能源科技有限公司成立于2004年公司總部在中國上海市公司始終堅持誠信務實開拓創新的宗旨奉行以人為本的經營理念注重人才培養 公司堅持實施一業為主多業發展的經營戰略在鞏固和發展原有產品和市場的同時與時俱進銳意進取不斷開拓新的發展領域逐步走上一條貿易實業投資為一體境內外互動的多元化發展道路從而使公司的綜合競爭能力大幅提升 目前公司擁有3家獨資子公司上海鋒皇商貿有限公司上海巨陽新能源有限公司上海鋒皇電氣有限公司公司主要從事太陽能光電太陽能光熱岸用變頻電源UPS不間斷電源蓄電池逆變器等能源產品的研發生產銷售并擁有節能產品多種結構并存的第三產業開發體系同時我公司也是多種國外知名品牌的中國區總代理 上海鋒皇能源科技有限公司充分利用現代管理技術和信息技術為用戶提供優質可靠的服務7年來公司實現了從從小到大從弱到強從國內到海外的跨越建立了覆蓋全國10多個地區的營銷網絡我們本著誠信務實開拓創新的宗旨與客戶建立了長期廣泛的經營合作關系及戰略伙伴關系公司年銷售銷售收入5億人民幣我公司將堅持以最好的品質最優惠的價格最好的服務態度滿足客戶的一貫宗旨愿真誠與國內外客商合作盡其所能提供客商需要的優質產品和服務并與之建立起長期的友好合作關系上海鋒皇能源科技有限公司以服務創新回饋的企業精神以求新求變求快的發展戰略迎接鋒皇的美好未來 公司宗旨誠信務實開拓創新 公司文化勤衡和遠 公司目標在中國新能源行業全面融入全球一體化的歷史機遇中形成 優秀團隊持續完善不斷向上游拓展創造財富回報社會 公司核心理念思維創新持續開拓超越自我管理創新高效低耗追求卓越文化創新團結和諧滿懷激情技術創新科學務實彰顯品牌 公司在技術突破的基礎上強化企業內部管理已順利通過ISO90012000質量管理體系認證ISO140012004環境管理體系認證 CE國際質量管理體系認證 具有太陽能光伏設計應用經驗 從事太陽能光伏發電產品的系統設計產品研制與工程實施已有十年歷史在太陽能光伏發電產品方面有著豐富的設計研發經驗 綜上所述上海鋒皇能源科技有限公司可提供從原料加工生產光電光熱系統設計到設備提供與施工安裝全過程服務具備實施太陽能光熱建筑應用示范項目工程的能力 12 國際現狀 世界能源形式緊迫是世界10大焦點問題能源水食物環境貧窮恐怖主義和戰爭疾病教育民主和人口之首全球人口2008年是66億能源需求折合成裝機是16TW到2050年全世界人口至少要達到100－110億按照每人每年GDP增長16GDP單位能耗按照每年減少1％則能源需求裝機將是30－60TW屆時主要靠可再生能源來解決可是世界上潛在水能資源46TW經濟可開采資源只有09TW風能實際可開發資源2TW生物質能3TW只有太陽能是唯一能夠保證人類能源需求的能量來源其潛在資源120000TW實際可開采資源高達600TW由于光伏發電能為人類提供可持續能源并保護我們賴以生存的環境世界各國都在競相發展太陽能光伏發電尤其以德國日本和美國發展最快在過去的10年中世界光伏發電的市場增長迅速連續8年年增長率超過30％2007年當年發貨量達到733MW年增長率達到42圖1-1給出了1990到2007年的世界太陽電池發貨量的增長情況 圖 1-1 世界太陽電池發貨量PVNET2007 數據來源－PVNewsPaulMaycock 光伏組件成本30年來降低了2個多數量級根據So1arbuzzLLC．年度PV工業報告2007年世界光伏系統安裝量為2826MW比2006年增長了62％2006年世界光伏發電累計裝機容量已經超過85GW2007年年底世界光伏系統累計裝機約12GW其中并網光伏發電約10GW占總市場份額的83發電成本50美分度預計2011年世界光伏累計裝機容量將達到15GW發電成本達到15美分kWh以下2020年世界光伏發電累計裝機將達到200GW發電成本降至5美分度以下到2050年太陽能光伏發電將達到世界總發電量的10－20％成為人類的基礎能源之一 光伏發電的應用形式包括邊遠無電農牧區的離網發電系統通信和工業應用太陽能應用產品與建筑結合的并網發電系統以及大型并網電站國際能源機構IEA特別將超大規模光伏發電VLS-PV列為其第8項任務Task8主要研究追蹤超大規模光伏發電的技術和信息并在此領域開展國際間的交流和合作光伏電站正在從小規模100kW以下中規模100kW～1MW向大規模1MW～20MW和超大規模20MW以上發展 在20世紀80年代美國就首先安裝了大型光伏電站發展至今已有數十座大型光伏電站在全世界應運而生德國是世界上發展大型光伏電站最領先的國家迄今已經建成了14座大型光伏并網系統2004年7月份建成5MW并網光伏電站在希臘克里特島計劃建造的太陽能電站規模達到50MW澳大利亞計劃在其沙漠中先期建設一座10MW的高壓并網光伏電站并以此為基礎建設GW級光伏電站葡萄牙最近公布了一項建造世界最大太陽能電站的計劃用四到五年的時間在一個廢棄的鐵礦附近建造116MW的太陽能光伏電站以色列計劃在內蓋夫沙漠建設占地面積達400公頃的太陽能光伏電站該電站在5年內的發電能力將達100MW在10年內整個工程全部完工發電能力將達到500MW預計該電站的發電量將占以色列電力生產量的5 世界光伏產業的技術發展 技術進步是降低光伏發電成本促進光伏產業和市場發展的重要因素幾十年來圍繞著降低成本的各種研究開發項工作取得了顯著成就表現在電池效率不斷提高硅片厚度持續降低產業化技術不斷改進等方面對降低光伏發電成本起到了決定性的作用 1 商業化電池效率不斷提高 先進技術不斷向產業注入使商業化電池技術不斷得到提升目前商業化晶硅電池的效率達到15％～20％ 單晶硅電池16％～20％多晶硅15％～18％ 商業化單結非晶硅電池效率5％～7％雙結非晶硅電池效率6％～8％非晶硅微晶硅的迭層電池效率8％～10％而且穩定性不斷提高電池效率的提高是光伏發電成本下降的重要因素之一 2 產業化規模不斷擴大 生產規模不斷擴大和自動化程度持續提高是太陽電池生產成本降低的重要因素太陽電池單廠生產規模已經從上世紀80年代的15MW年發展到90年代的530MW年2006年25500MW年2007年251000MW年生產規模與成本降低的關系體現在學習曲線率LR LearningCurveRate即生產規模擴大1倍生產成本降低的百分比 上對于太陽電池來說30年統計的結果LR20％ 含技術進步在內 是所有可再生能源發電技術中最大的是現代集約代經濟的最佳體現者之一 13 山西區域狀況介紹 山西Shanxi位于太行山之西黃河以東山西之名因居太行山之西而得名自古被稱為表里山河春秋時期大部分地區為晉國所有所以簡稱晉戰國初期韓趙魏三家分晉因而又稱三晉全省總面積156579平方公里2008年總人口3410萬人現轄太原大同朔州陽泉長治忻州呂梁晉中臨汾運城晉城等11個地級市共 85個縣11個縣級市23個市轄區省會太原省政府駐太原市府東街 太原位于山西省境中央太原盆地的北端于華北地區黃河流域中部西北東三面環山中南部為河谷平原全市整個地形北高南低呈簸箕形地處南北同蒲和石太鐵路線的交匯處海拔最高點為2670米最低點為760米平均海拔約800米地理坐標為東經111°30′～113°09′北緯37°27′～38°25′區域輪廓呈蝙蝠形東西橫距約144公里南北縱約107公里太原市屬溫帶季風性氣候冬無嚴寒夏無酷暑晝夜溫差較大無霜期較長日照充足年平均降雨量456毫米年平均氣溫95一月份最冷平均氣溫 687月份最熱平均氣溫235全年日照時數2808小時14 在山西建設太陽能光伏電站的意義 1有利于節約型社會建設 工程有利于改善小店三中的用能結構有利于提高小店區人民的節能意識有利于推動環境友好型資源節約型社會的建設項目實施后將會成為小店三中師生直接受益的民心工程 2減少能源支出 本試點項目實施后在工程預期25年的運行期內小店三中可減少照明用電支出 3提高學校形象 本試點項目實施后小店三中將成為山西省首個使用光伏發電的中學積極響應國家節能減排的號召在節省開支的基礎上實現低碳教學將會使小店三中成為山西中學中節能減排的帶頭人 4改善生態保護環境的需要 項目開發建設可有效減少常規能源的消耗不產生廢氣和噪音污染有利于保護項目建設地的生態環境營造出山川秀美的環保生態環境 2 站址選擇和氣象條件 21 基本情況 211 站址概況 一位置 山西太原市東經111度30分～113度09分北緯37度分27′～38度25分之間太原市屬溫帶季風性氣候冬無嚴寒夏無酷暑晝夜溫差較大無霜期較長日照充足年平均降雨量456毫米年平均氣溫95一月份最冷平均氣溫 687月份最熱平均氣溫235全年日照時數2808小時 太原市地處大陸內部距東部海岸線較遠其西北部為廣闊的歐亞大陸腹地在全國氣候區劃中屬于暖溫帶大陸性季風氣候類型氣候的形成主要受太陽輻射大氣環流地理環境三個因素的綜合影響太原地區所處的北半球中緯度地理位置和山西高原的地理環境使之能夠接受較強的太陽輻射光能熱量比較豐富在農業光能利用劃分上屬于高照率范疇同時受西風環流的控制及較高的太陽輻射的影響又使其氣候干燥降雨偏少晝夜溫差大表現出較強的大陸性氣候特點冬季受西伯利亞冷空氣的控制夏季受東南海洋濕熱氣團影響隨著季節的推移兩大氣團在太原上空交互進退此消彼長發生著規律性的周期更替形成了冬季干冷漫長夏季濕熱多雨春季升溫急劇秋季降溫迅速春秋兩季短暫多風干濕季節分明的特點太原地區復雜多樣的地貌形態形成了差異明顯的氣候區域既表現出清晰的垂直變化又具有一定的水平差異22 太陽能資源 4 建設規模和總體方案 山西太原有著較為豐富的太陽能資源適宜建設太陽能電站 本項目擬在太原建設50KW獨立光伏電站系統沒有儲能裝置太陽電池將日光轉換成直流電通過逆變器變換成交流電有陽光時光伏系統將所發出的電供負載使用沒有陽光時不發電 5 光伏電站框圖和設備選型 51 光伏組件及其陣列設計 根據項目當地的緯度和不同傾角方陣面全年所接受的日照輻射量分布情況本工程光伏組件采取最佳傾角固定安裝方式 整個50KW光伏發電系統分成兩個不同的子系統即獨立模塊每個模塊根據自身安裝功率選擇相應的逆變器或逆變器組合將光伏組件所輸出直流電逆變為交流電供負載使用光伏電站系統框圖如圖5-1所示 圖5-1 光伏電站系統框圖 511 太陽電池選型 為對比不同材料光伏組件的各項性能指標本50KW獨立光伏發電工程擬采用阿特斯陽光電力有限公司生產的型號為TDB156156-72-p的單晶硅光伏組件 技術參數如表5-1所示 標準測試條件STC為標準條件下AM151000W㎡的輻照度25℃的電池溫度 標準條件下穩定功率Wp＝250W±3開路電壓Voc＝434V短路電流Isc＝822A峰值電壓Vmp 344V峰值電流Lmp 727A溫度系數Pm＝-02％℃邊框鋁合金表面陽極氧化尺寸 寬長厚 195699250mm工作溫度-40～85℃重量23Kg 52 固定光伏組件模塊 由于太陽能電池組件和離網逆變器都是可根據功率電壓電流參數相對靈活組合的設備整個50KW光伏發電項目可采用模塊化設計安裝施工 模塊化的基本結構50KW太陽能電池組件由2個子系統組成采用固定傾角安裝 每個子系統主要由光伏陣列相應功率的逆變器以及各級配電裝置構成這樣設計有如下好處 ●各子系統各自獨立便于實現梯級控制以提高系統的運行效率 ●每個子系統是單獨的模塊由于整個50KW光伏系統是多個模塊組成各模塊該又由不同的逆變器及與之相連的光伏組件方陣組成組成系統的冗余度高不至于由于局部設備發生故障而影響到整個發電模塊或整個電站且局部故障檢修時不影響其他模塊的運行 ●有利于工程分步實施 53 各子系統組件安裝方式 根據本項目所在當地緯度在緯度角附近的朝向正南傾斜面上全年所接受日照輻射總量最多本工程所在地緯度為37度對固定支架安裝本工程擬采用朝向正南方位角0度45度固定傾角安裝 54 太陽電池方陣間距計算 在北半球對應最大日照輻射接收量的平面為朝向正南與水平面夾角度數與當地緯度相當的傾斜平面固定安裝的光伏組件要據此角度傾斜安裝陣列傾角確定后要注意電池板不被陰影遮擋固定方陣安裝好后傾角不再調整或人工季節性調整 子系統陣列設計 根據上述參數并匹配逆變器參數我們選用雙結單晶硅太陽能電池每個太陽能電池5串20并組成 10路作為一組接入一個匯流箱 55 光伏電站系統構成總結 本50KW 獨立光伏發電系統由太陽能電池組件方陣防雷接線箱逆變器蓄電池配電保護系統電力變壓器和系統的通訊監控裝置組成 光伏發電系統主要組成如下 ●50KW單晶硅太陽能電池組件及其支架 ●直流監測配電箱 ●光伏逆變器 ●蓄電池 ●配電裝置交流配電和升壓變壓器 ●系統的計算機監控裝置 ●系統的防雷及接地裝置 ●土建配電房等基礎設施 6 電氣設計 61 電氣一次部分 611 電氣主接線 1光伏電站電氣主接線 本工程裝機容量為50KW擬采用容量為兩個30kW 的逆變器整個發電系統為一個系統系統配置2臺逆變器容量分別按30kVA考慮 系統通過電纜將電能供給負載使用 本工程中光伏電站的總裝機容量在電網系統中所占比例較小電站運行時在電壓偏差頻率諧波和功率因數方面滿足實用要求并符合標準 光伏電站運行時選用的逆變器裝置產生的諧波電流的總諧波畸變率控制在5以內符合《電能質量 公用電網諧波》GB14549-1993和山西相關法規的規定 本工程選配的逆變器裝置輸出功率因數能達到09可以在站內升壓至220V 電壓等級接入電力系統無功補償裝置的設置待接入系統設計確定 2光伏電站站用電 因光伏電站無人值守用電負荷非常少站用電源考慮從附近的380V線路引接 612 主要電氣設備選擇 1升壓變及高低壓配電裝置的選擇 升壓變選擇用免維護的干式變壓器高壓開關柜選用中壓環網柜配負荷開關加高遮斷容量后備式限流熔斷器低壓開關柜選用GCS 低壓抽出式開關柜 2配電變壓器的保護 配電變壓器的保護配置采用具有接通隔斷和接地功能的三工位負荷開關加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合的保護配置既可提供額定負荷電流又可斷開短路電流并具備開合空載變壓器的性能能有效保護配電變壓器 3高遮斷容量后備式限流熔斷器的選擇 由于光伏并網發電系統的造價昂貴在發生線路故障時要求線路切斷時間短以保護設備高遮斷容量后備式限流熔斷器選擇合適的熔斷器及熔絲該類產品具有精確的時間-電流特性有良好的抗老化能力達到熔斷值時能夠快速熔斷要有良好的切斷故障電流能力可有效切斷故障電流等特性 通過選用性能優良的熔斷器能夠大大提高線路在故障時的反應速度降低事故跳閘率更好地保護整個光伏離網發電系統 4中壓防雷保護單元 中壓防雷保護單元選用復合式過電壓保護器該過電壓保護器采用硅橡膠復合外套整體模壓一次成形外形美觀引出線采用硅橡膠高壓電纜除四個線鼻子為裸導體外其他部分被絕緣體封閉可有效限制大氣過電壓及各種真空斷路器引起的操作過電壓對相間和相對地的過電壓均能起到可靠的限制作用該產品可直接安裝在高壓開關柜的底盤或互感器室內安裝時只需將標有接地符號單元的電纜接地外其余分別接ABC 三相即可 5中壓電能計量表 中壓電能計量表是真正反應整個光伏并網發電系統發電量的計量裝置其準確度和穩定性十分重要采用性能優良的高精度電能計量表至關重要為保證發電數據的安全在高壓計量回路同時裝一塊機械式計量表作為IC 式電能表的備用或參考 該電表不僅要有優越的測量技術還要有非常高的抗干擾能力和可靠性同時該電表還可以提供靈活的功能顯示電表數據顯示費率顯示損耗ZV狀態信息警報參數等 此外顯示的內容功能和參數可通過光電通訊口用維護軟件來修改通過光電通訊口還可以處理報警信號讀取電表數據和參數 6監控裝置 采用高性能工業控制PC 機作為系統的監控主機配置光伏并網系統多機版監控軟件采用RS485 通訊方式連續每天24小時不間斷對所有離網逆變器的運行狀態和數據進行監測能實時顯示電站的當前發電總功率日總發電量累計總發電量累計CO2 總減排量以及每天發電功率曲線圖可查看每臺逆變器的運行參數主要包括直流電壓直流電流直流功率交流電壓交流電流逆變器機內溫度時鐘頻率當前發電功率日發電量累計發電量累計CO2 減排量每天發電功率曲線圖等所有逆變器的運行狀態采用聲光報警方式提示設備出現故障可查看故障原因及故障時間監控的故障信息至少包括以下內容電網電壓過高電網電壓過低電網頻率過高電網頻率過低直流電壓過高逆變器過載逆變器過熱逆變器短路散熱器過熱逆變器孤島DSP 故障通訊失敗等 此外監控裝置可每隔5分鐘存儲一次電站所有運行數據可連續存儲20年以上的電站所有的運行數據和所有的故障紀錄監控軟件具有集成環境監測功能主要包括日照強度風速風向室外和室內環境溫度和電池板溫度等參量 7 環境監測儀 本系統配置1套環境監測儀用來監測現場的環境溫度風速風向和輻射強度等參量其RS485通訊接口可接入并網監控裝置的監測系統實時記錄環境數據 8過電壓保護及接地 為了保證本工程光伏并網發電系統安全可靠防止因雷擊浪涌等外在因素導致系統器件的損壞等情況發生系統的防雷接地裝置必不可少 9過電壓保護 本工程光伏離網發電系統的防雷接地裝置按三級防雷建筑物考慮構筑物的防雷主要采用避雷帶進行防雷保護并根據廠地實際情況適當布置避雷針以防直擊雷的危害對于運行設備的投入或退出電力系統的故障等情況而導致系統參數的改變結果形成電氣設備內部過電壓情況采取在開關柜的出線端加裝過電壓保護器措施 10接地 本工程的接地主要包括以下幾個方面 ① 防雷接地 包括避雷帶以及低壓避雷器等 ② 工作接地 包括逆變器的中性點電壓互感器和電流二次側線圈 ③ 保護接地 包括太陽能電池支架控制器逆變器配電柜外殼電纜外 皮穿線金屬管道的外皮 ④ 屏蔽接地 包括電子設備的金屬屏蔽 本工程接地網設計原則為以水平接地體為主輔以垂直接地體的人工復合接地網接地電阻應不大于4Ω接地裝置的電位接觸電位差和跨步電壓差均能滿足要求接地網經常有人的走道處應鋪設礫石瀝青路面下或在地下裝設兩條與接地網相連的帽檐式均壓帶水平接地體采用鍍鋅扁鋼垂直接地體采用鍍鋅鋼管 11照明和檢修網絡 本工程采用照明與動力混合供電的方式正常照明網絡電壓為380220V事故照明采用應急燈 檢修電源設置檢修箱由配電間供電檢修配電箱的容量應根據其檢修范圍內檢修用電焊機臺數和檢修負荷大小確定每個檢修單元的檢修配電箱應連接成檢修網絡 12電纜設施及防火 ① 電纜的選取 本50KW太陽能光伏發電系統電纜的選取主要考慮以下因數電纜的絕緣性能電纜的耐熱阻燃性能電纜的防火防光電纜的敷設方式電纜的大小與規格等綜合以上因數本工程中組件與組件之間的連接電纜選用耐熱防化學物質防潮防暴曬電纜方陣內部和方陣之間的連接電纜選用防潮防暴曬電纜電力電纜選用銅芯交聯聚乙烯電纜和銅芯聚氯乙烯電纜 ② 電纜設施 主要采用橋架及穿管相結合的敷設方式 ③ 電纜防火 為防止電纜著火時火災蔓延造成嚴重的后果本期工程采取以下措施 1 配電室內及由配電室引出的電力電纜控制電纜測量信號電纜均采用阻燃措施 2 在電纜溝分支處和進入建筑物的入口處應設立防火門或防火隔斷 3 在電纜敷設完成后將所有的電纜孔洞所有高低壓開關柜控制屏保護屏動力箱端子箱處要求采用有效阻燃材料進行防火封堵 13逆變器 并網型逆變器選型時除應考慮具有過欠電壓過欠頻率防孤島效應短路保護逆向功率保護等保護功能外同時應考慮其電壓電流總諧波畸變率較小以盡可能減少對電網的干擾整個光伏系統采用的逆變器具有自動檢測功能并能夠隨著太陽能組件接受的功率以最經濟的方式自動識別并投入運行 本工程擬選用的合肥陽光的逆變器輸入直流電壓范圍DC430-800V最大允許輸入電壓900V輸出交流電壓為380V功率因數大于098諧波畸變率小于3THD 13匯流箱 每個逆變器都連接有若干串光伏組件這些光電組件通過匯流箱和直流配電柜連接到逆變器 匯流箱滿足室外安裝的使用要求絕防護等級達到IP54同時可接入6 路以上的太陽電池串列每路電流最大可達10A接入最大光伏串列的開路電壓值可達DC900V熔斷器的耐壓值不小于DC1000V每路光伏串列具有二極管防反保護功能配有光伏專用避雷器正極負極都具備防雷功能采用正負極分別串聯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 匯流箱內置組串電流監測單元具有監測各組串電流的功能并以通訊模式將電流監測信息傳輸至綜合自動化監控裝置匯流箱和直流配電柜還裝設有浪涌保護器具有防雷功能 匯流箱的電氣原理圖如圖6-1 圖6-1 匯流箱電氣原理框圖 14直流防雷配電柜 1 每臺逆變器匹配1 臺直流防雷配電柜 2 每臺直流防雷配電柜應提供10路匯流箱輸入接口 3 每路直流輸入側配有直流斷路器和防反二極管 4 直流輸出回路配置光伏專用防雷器 5 直流母線輸出側配置1000V 直流電壓顯示表 6 直流防雷配電柜配有電流監測模塊實現光伏組串電流的監測功能并提供 RS485 通訊接口與系統的監控裝置進行通訊 7 直流配電柜的電氣原理框圖如下圖所示 8 防護等級IP20室內安裝 9 進出線方式下進下出 62 電氣二次部分 本工程采用一體化的集中控制方式在綜合控制室實現對所有電氣設備的遙測遙控遙信 621 綜合自動化系統 綜合控制室設置綜合自動化系統一套該系統包含計算機監控系統并具有遠程操控功能根據調度運行的要求本電站端采集到的各種實時數據和信息經處理后可傳送至上級調度中心實現少人無人值班計算機監控范圍有光伏電站各子系統內的逆變器升壓變以及站用配電裝置直流系統等 全站設置通訊管理機若干采集系統內的逆變器配電裝置升壓變的運行數據綜合自動化系統通過光纖與各通訊管理機聯系采集分析系統上傳的數據同時實現對系統的遠程控制該綜合自動化系統還采集綜合控制室內各配電裝置電子設備間各設備的運行數據能夠分析打印各種報表 綜合自動化系統將所有重要信息傳送至監控后臺便于監控人員對各逆變器及光伏陣列進行監控和管理在LCD 上顯示運行故障類型電能累加等參數項目公司總部亦可通過該系統實現對光伏電站的遙信遙測 622 綜合保護 光伏電站內主要電氣設備采用微機保護以滿足信息上送元件保護按照中國有關《繼電保護和安全自動裝置技術規程》配置 干式升壓變壓器設置高溫報警和超溫跳閘保護動作后跳高低壓側開關溫控器留有通訊接口以便上傳信息 開關柜上裝設測控保護裝置設過電流保護差動保護零序過電流保護方向保護測控保護裝置以通訊方式將所有信息上傳至綜合自動化系統同時裝設具有四段保護功能的框架斷路器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 逆變器具備極性反接保護短路保護孤島效應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 并網聯絡線按接入系統設計和審批文件要求配置保護 623 站用直流系統 為了給控制信號綜合自動化裝置和繼電保護等提供可靠電源設置220V 直流系統1 套 直流系統采用單母線接線設一組閥控式免維護膠體蓄電池10 小時放電容量100Ah正常時以浮充電方式運行設一組充電器充電器采用高頻開關電源高頻開關電源模塊采用N1 的方式配置作為充電和浮充電電源直流成套設備布置于綜合樓電子設備間 63 通信部分 631 工程概述 本光伏電站工程建設規模50KW設置綜合控制室1 座該綜合室既是電站與學校電網的接入點又是整個光伏電站的管理控制中心 本設計為光伏電站站內通信部分系統通信屬于接入系統設計范圍將在接入系統設計中考慮 632 站內通信 本光伏電站為無人值守站內通信考慮采用公共無線通訊網絡 7 采暖通風設計 71 設計原則 本光伏發電項目工程暖通專業的設計包括光伏電站內各個建筑采暖通風與空氣調節的設計 72 采暖 本工程不采用集中供暖各建筑根據工藝要求設局部采暖措施 73 通風與空調 綜合控制室內電子設備室內設分體式空調機調節室內溫度并設新風換氣機提供新風 8 消防部分 81 設計原則 811 本工程依據保加利亞當地有關消防條例規范本著以預防為主防消結合的消防工作方針并結合本工程的具體情況進行消防部分的設計各工藝專業根據光伏電站工藝系統的特點在設備與器材的選擇和布置上采取防火措施總圖建筑和結構專業根據防火要求進行廠區總平面布置及建構筑物的設計從積極的方面預防火災的發生及其蔓延擴大做到防患于未然 812 重要的建筑物設備采用的主要消防設施如下 A 室內主要設置滅火器并配備其他必要的滅火器材 B 本工程容量小不設水噴霧滅火系統 813 全廠易燃及重要裝置部分設火災監測報警系統 82 消防措施 821 光伏電站不設消防機構但需配備一名兼職消防人員初期火災由站內運行人員自行組織滅火同時通知當地消防隊支援共同撲滅火災 822 本工程消防總體設計采用綜合消防技術措施從防火監測報警控制滅火排煙逃生等各方面入手力爭減少火災發生的可能性一旦發生也能在短時間內予以撲滅使損失減少到最低同時確保火災時人員的安全疏散 823 光伏電站消防控制裝置設在綜合控制室內 824 根據生產重要性和火災危險性程度配置消防設施和器材 9 環境保護 91 產業政策及規劃符合性 本項目的建設符合中國能源產業政策和環境保護政策符合山西可再生能源發展規劃和山西總體發展規劃土地利用規劃符合當地環境保護要求符合清潔生產原則 92 施工期環境影響分析及污染防治對策 921 生態和水土保持 本工程對環境的影響大部分是由于在施工過程中帶來的環境影響本工程利用中學屋頂土建部分只有光伏組件支架基礎配電房部分施工量極少故對環境影響極小施工造成的環境影響將隨著工程的結束而消失 922 噪聲防治 本工程施工內容主要包括支架基礎配電房和升壓站基礎土方開挖和回填基礎承臺澆筑光伏設備運輸和安裝等施工噪聲主要來自于支架建設以及運輸車輛根據預測結果施工噪聲達標衰減距離最大為100m不會對附近居民產生影響 923 塵廢氣 工程在施工中由于土方的開挖和施工車輛的行駛可能在作業面及其附近區域產生粉塵和二次揚塵造成局部區域的空氣污染因此在施工過程中需保持場地清潔并采取經常灑水等措施以減輕工程施工對周圍環境的影響 924 運輸車輛對交通干線附近居民的影響 光伏電站工程運輸量不大因此運輸車輛對交通干線附近居民的影響較小運輸過程應注意對于居民區盡量繞道而行避免或減輕對居民造成的噪聲影響施工車輛的運行應盡量避開噪聲敏感區域和噪聲敏感時段文明行車 925 廢污水 工程施工廢污水主要來自于土建工程施工材料和設備的清洗以及雨水徑流施工廢污水的主要成分是含泥沙廢水不可任其隨地漫流污染周圍環境應對廢水進行收集方法是在現場開挖簡易池子對泥漿水進行沉淀處理處理后尾水全部予以回用可用于施工場地沖洗工區灑水或施工機械沖洗等 93 運行期的環境影響 太陽能光伏發電是利用自然太陽能轉變為電能在生產過程中不直接消耗礦物燃料不產生污染物因此運行期間對環境的影響主要表現為以下幾個方面 931 噪聲影響 太陽能光伏發電運行過程中產生噪聲聲源的只有變壓器本工程變壓器容量小電壓低運行中產生的噪音較小同時變壓器布置在室內室外噪音水平遠低于國家標準逆變器是由電子元器件組成其運行中的噪聲也可以忽略 932 電磁場的影響 該光伏發電項目中逆變器變壓器等電氣設備容量小且室內布置因此可認為基本無電磁場的影響 933 光污染及防治措施 光伏組件內的晶硅板片表面涂覆有防反射涂層同時封裝玻璃表面已經過防反射處理因此太陽能光伏組件對陽光的反射以散射為主其總反射率遠低于玻璃幕欄無眩光故不會產生光污染 光伏電站投入運行后為當地增添一處優美的景點在保證電站安全正常發電的前提下可作為本區一個很好的高科技生態環保主題旅游景點將有助于當地旅游項目的發展 該項目的升壓設備投運后四側圍欄外的電場強度和磁感應強度將遠低于居民區電磁場評價標準限值距圍欄外20m 處產生的無線電干擾強度將符合評價標準升壓站對周邊電磁環境無影響 94 場址合理性 本項目所選場址從日照資源環境敏感性地方規劃等方面均說明選址較合理綜上所述本項目是清潔能源開發利用項目符合國家能源產業發展政策符合當地環境保護要求符合清潔生產原則該工程建設對當地環境的影響較小除工程占地造成土地利用狀況不可逆改變外其他影響經采取報告表中提出的污染治理和生態恢復措施后不會影響區域生物多樣性和區域生態環境本項目具有明顯的節能和污染物減排效果場址選擇合理從環境保護角度上海鋒皇能源科技有限公司50KW 光伏發電項目建設是可行的 10 節約能源 101 節電措施 1合理配置光伏系統直流電壓等級降低線路銅損 2 根據光伏發電系統輸出容量的特性變化合理選擇升壓變壓器容量以減低變壓器損耗 3各電氣設備間盡量采用自然通風減少空調設備使用通風設備應能夠根據室內溫度自動啟停照明燈具采用高效節能燈具以降低站用電率 4逆變器選型時要優先選擇高效率高可靠率的設備 11 社會和環境效益評價 111 社會及經濟效益 在山西建設50KW 光伏電站能夠大力推廣使用太陽能有助于促進山西能源轉型的步伐其社會效益將體現在如下方面 增加就業創造稅收――太陽能產業的發展有利于增加就業機會創造稅收 緩解電力供應的壓力――通過建立光伏電站利用當地豐富的太陽能來發電不消耗燃料不污染環境調節峰電保證電力供給 112 環境效益 光伏發電是一種清潔的能源建成投產后既不消耗燃料資源和水資源同時又不釋放污染物廢料也不產生溫室氣體破壞大氣環境也不會有廢渣的堆放廢水排放等問題有利于保護周圍環境是一種綠色可再生能源 該項目的建設將在節省燃煤減少CO2SO2NOx煙塵灰渣等污染物排放效果上起到積極的示范作用 50KW 光伏發電項目整個25 年經濟壽命期內年平均上網電量約8 萬kWh與相同發電量的火電廠相比按照當前主力發電機組600MW 發電機組平均供電煤耗水平305gkWh排放62 克的硫氧化物 SOx 脫硫前統計數據和21 克的氮氧化物 NOx 脫氮前統計數據計每年可為電網節約標煤約13 噸在其經濟使用壽命25 年使用期內該類光伏發電項目總共節省標煤約325噸 該項目的建設將在節省燃煤減少CO2SOxNOx煙塵灰渣等污染物排放效果上起到積極的示范作用根據預測該項目潛在的節能減排效果為每年減輕排放溫室效應氣體CO2 約68 噸每年減少排放大氣污染氣體SOx 約05 噸NOx約018 噸 此外還可節約用水減少相應的廢水和溫排水等對水環境的污染由此可見光伏電站有明顯的環境效益 12 施工組織設計 121 施工條件 1211 工程條件 12111 光伏電站概況 上海鋒皇能源科技有限公司 50KW光伏發電項目建于山西省太原市地理坐標為東經112’北緯37’在山西省中部 12112 工程的突出特點及場地現有條件 1施工地點集中 2光伏發電組件數量多重量輕可模塊化組裝不同模塊可同時施工安裝 3土建工程為各方陣模塊的電氣控制樓和組件支架的基礎場地施工難度小 4施工檢修通道可以在原有地面情況的基礎上做簡單平整和硬化處理施工對施工檢修通道的要求較低 12113 建筑工程 由于光伏電場施工較為簡單建筑工程主要有電氣控制室線路光伏組件支架基礎及施工檢修道和與道路有關的邊溝護坡等 12114 安裝工程 光伏電場安裝較為簡單包括電氣控制室的設備安裝光伏組件安裝線路安裝等 12115 施工單位應具備的技術條件 本工程安裝工藝簡單但技術要求高設備安裝單位應為專業施工隊伍要求施工隊伍機械裝備施工管理現代化 1212 光伏電場施工臨時用地 所有施工臨時用地皆為材料設備臨時堆放場地及安裝場地可以從永久性用地內提供因此不涉及永久性用地之外的臨時性用地占地面積 122 電池板安裝 電池板組件單件重量在 10～25kg重量較輕安裝較為方便安裝前應先按電池板出廠前標定的性能參數將性能較為接近的電池板成串安裝以保證電池板盡量在最佳工作參數下運行 電池板采用螺栓與支架相連接固定支架采用法蘭連接的方式與鍍鋅型鋼支墩相連接鍍鋅型鋼支墩基礎采用水泥澆筑固定的方式 123 施工總平面規劃布置 施工總平面應本著節約用地文明施工方便運輸保證安全的原則進行合理規劃布置力求適用緊湊經濟 綜合進度按先土建后安裝再調試的順序進行安排隨著建筑工程項目交付安裝其施工場地也同步交給安裝處理好施工準備與開工土建與安裝等方面的關系 124 施工總體布置的原則 根據光伏電站建設投資大工期緊建設地點集中施工場地移動頻繁及質量要求高等諸多特點遵循施工工藝要求和施工規范保證合理工期采用優選法和運籌學施工總布置需按以下基本原則進行 1 以模塊化施工為主將整個50KW工程分成2 個施工模塊各模塊同時施工 2 質量第一安全至上的原則 光伏組件及其支架系統安裝質量要求高為此在全部工程實施的始終都要貫徹執行質量第一安全至上的原則 3 節能環保創新增效的原則 光伏電站的建設本身就是節約一次能源保護環境的一項社會實踐活動在光伏電站的建設中對于具體的工程項目的實施要遵循充分節約能源切實保護環境的原則在整個光伏電站建成運營后更能充分顯示出開發新能源對人類所創造出的經濟效益社會效益和綠色環保效益 4 高效快速易于拆除的原則 光伏電站的全部建構筑物除地下基礎工程采用鋼筋砼外地面以上的承重支撐體系及圍護結構盡量設計成易于加工易于拆裝的標準化構件除能達到快速施工節約能源的目的外還能達到易于拆除易于清理的目的 125 地方建筑材料 施工所需碎石石灰粘土磚砂水泥等地方建筑材料在施工現場周圍地區采購 126 雨季施工 雨季施工重點要做好防雷電防塌防風應做好場地施工排水和防洪設備防雨遮蓋并做好接地工作基礎開挖防止灌水對正在澆筑的混凝土應做好防護防止雨水沖刷影響混凝土質量 127 項目實施綜合控制輪廓進度 階段時間具體內容說明建設前期工作階段年月日年月日 對擬安裝地點和建筑物進行了現場踏勘落實了項目安裝地點編寫了項目建議書和可行性研究報告建設準備階段年月日年月日完成用戶手冊完成設備的選型確定落實設備運輸和存儲確定具體施工方案 建設實施階段年月日年月日 項目批準后進行設備安裝及調試完成用戶安全培訓和設備使用培訓工作 竣工驗收階段年月日年月日 月日-月日為設備試運行階段 月日-月日進行竣工驗收 附件一名詞解釋 1太陽高度角太陽光線與觀測點處水平面的夾角稱為該觀測點的太陽高度角 2太陽方位角太陽方位角即太陽所在的方位指太陽光線在地平面上的投影與當地子午線的夾角可近似地看作是豎立在地面上的直線在陽光下的陰影與正南方的夾角方位角以正南方向為零由南向東向北為負由南向西向北為正如太陽在正東方方位角為負90°在正東北方時方位為負135°在正西方時方位角為90°在正北方時為±180° 3輻射度照射到面元上的輻射通量與該面元面積之比W㎡ 4散射輻射散射太陽輻射量系指在一段規定的時間內除去直接太陽輻射外照射到單位面積上來自天空的輻射能量 5直接輻射直接太陽輻射量系指在一段規定的時間內照射到單位面積上來自天空太陽圓盤及其周圍對照射點所張的半錐角為8°的輻射能量 6總輻射總的太陽輻射量在一段規定時間內根據具體情況而定為每小時每天每周每月每年照射到水平表面的單位面積上的太陽輻射能量 7傾斜面總輻射傾斜面太陽總輻射量在一段規定時間內根據具體情況而定為每小時每天每周每月每年照射到某個傾斜表面的單位面積上的太陽輻射能量 8總輻射度太陽輻射度系指入射于水平表面單位面積上的全部的太陽輻射通量W㎡ 9傾斜面總輻射度傾斜面太陽總輻射度系指入射于傾斜表面單位面積上的全部的太陽輻射通量W㎡ 10直接輻射度系指照射到單位面積上的來自天空太陽圓盤及其周圍對照射點所張的半錐角為8°的輻射通量 11散射輻射度系指去除直接太陽輻射的貢獻外來自整個天空并照射到單位面積上的輻射通量 12組件太陽電池組件系指具有封裝及內部聯結的能單獨提供直流電輸出的最小不可分割的太陽電池組合裝置 13太陽電池組件表明溫度系指太陽電池組件背表面的溫度 14組件效率系指按組件外形尺寸面積計算的轉換效率 15組件實際效率按組件中所有單體電池幾何面積之和計算得到的轉換效率 16板太陽電池板由若干個太陽電池組件按一定方式組裝在一塊板上的組裝件叫板太陽電池板通常作為方陣的一個安裝單元 17方陣太陽電池方陣由若干個太陽電池組件或太陽電池板在機械和電氣上按一定方式組裝在一起并且有固定的支撐結構而構成的直流發電單元地基太陽跟蹤器溫度控制器等類似的部件不包括在方陣中 18子方陣太陽電池子方陣如果一個方陣中有不同的組件或組件的連接方式不同其中結構和連接方式相同部分稱為子方陣 19光伏系統包含所有逆變器單臺或多臺和相關的BOS平衡系統部件以及具有一個公共連接點的太陽電池方陣在內的系統 20額定電壓在規定的工作條件下依據同一類型光伏發電器的特性選擇確定其輸出電壓使這一類光伏發電器的輸出功率都接近最大功率這個電壓叫額定電壓 21額定功率在規定的工作條件下光伏發電器在額定電壓下所規定的輸出功率 22額定電流在規定的工作條件下光伏發電器在額定電壓下所規定的電流 23峰瓦指太陽電池組件方陣在標準測試條件下的額定最大輸出功率 24電網輸電配電的各種裝置和設備變電站電力線路和電纜的組合它把分布在廣闊地域內的發電廠和用戶聯接成一個整體把集中生產的電能配送到眾多個分散的電能用戶 25電網保護裝置監測光伏系統電力并網的技術狀態在指標越限情況下將光伏系統與電網安全解列的裝置 26電網接口在光伏系統與電網配電系統中間的相互聯接泛指發電設備與電網之間的并解列點 27孤島效應電網失壓時光伏系統仍保持對失壓電網中的某一部分線路繼續供電的狀態 28防孤島效應當光伏系統并入電網失壓時 29逆變器將直流電變換為交流電的器件將光伏系統的直流電變換成交流電的設備用于將電功率變換成適合于電網使用的一種或多種形式的電功率的電氣設備 30應急電源系統當電網因故停電時能夠為特定負載繼續供電的電源系統它一般含有逆變器保護開關控制電路儲能裝置如蓄電池和帶有充電控制電路的充電裝置等 31并網方式根據光伏系統是否允許通過供電區的變壓器向高壓電網送電分為可逆流和不可逆流的并網方式必須在規定的時限內將該光伏系統與電網斷開防止出現孤島效應 32電能質量光伏系統向當地交流負載提供電能和向電網發送電能的質量應受控在電壓偏差頻率諧波和功率因數方面應滿足實用要求并符合標準出現偏離標準的越限狀況系統應能檢測到這些偏差并將光伏系統與電網安全斷開除非另有要求應保證在并網光伏系統電網接口處可測量到所有電能質量參數電壓頻率諧波等 33電壓偏差為了使當地交流負載正常工作光伏系統中逆變器的輸出電壓應與電網相匹配正常運行時光伏系統和電網接口處的電壓允許偏差應符合GBT12325 的規定三相電壓的允許偏差為額定電壓的±7％單相電壓的允許偏差為額定電壓的＋7％－10％ 34頻率光伏系統并網時應與電網同步運行電網額定頻率為50Hz光伏系統并網后的頻率允許偏差應符合T15945 的規定即偏差值允許±05Hz 35諧波和波形畸變諧波電壓和電流的允許水平取決于配電系統的特性供電類型所連接的負載設備以及電網的現行規定光伏系統的輸出應有較低的電流畸變以確保對連接到電網的其它設備不造成不利影響總諧波電流應小于逆變器額定輸出的5％ 36功率因數當光伏系統中逆變器的輸出大于額定輸出的50％時平均功率因數應不小于09超前或滯后 37直流分量光伏系統并網運行時逆變器向電網饋送的直流電流分量不應超過其交流額定值的1％逆變電源系統和電網宜通過專用變壓器隔離連接 38防雷和接地光伏系統和并網接口設備的防雷和接地應符合SJT11127 中的規定 39逆向功率保護系統在不可逆流的并網方式下工作當檢測到供電變壓器次級處的逆流為逆變器額定輸出的5％時逆向功率保護應在05s～2s 內將光伏系統與電網斷開 供 貨 商上海鋒皇能源科技有限公司 地 址上海市閔行區春申路3555號 電 話021-641359706413320564134920 傳 真021-641375516413697564133265 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