分布式太陽能光伏發電項目可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 寬/高/深（mm）820/1984/646重量（kg）643 光伏陣列設計及布置方案 光伏方陣容量 以教學樓D座為例進行設計，D座樓頂并網發電系統將采用分布式并網的設計方案，單臺并網逆變器裝機容量為100KW， 交流電網實現并網發電。下面以單機100KW光伏組件匯入并網逆變器為例，進行并網電站的設計。本項目的電池組件可選用英利公司自產的功率245Wp 的多晶硅太陽電池組件，開路電壓約為 。根據SG100k3并網逆變器的 MPPT 工作電壓范圍（450V～820V）， 每個電池串列按照 20 塊電池組件串聯進行設計，100kW 的并網單元需配置 20 個電池串列，逆變器裝機容量為100KW，需太陽能電池板共400塊。為了減少光伏電池組件到逆變器之間的連接線，以及方便維護操作，建議直流側采用分段連接，逐級匯流的方式連接，即通過光伏陣列防雷匯流箱（簡稱“匯流箱”）將光伏陣列進行匯流。此系統還要配置直流防雷配電柜，該配電柜包含了直流防雷配電單元。其中：直流防雷配電單元是將匯流箱進行配電匯流接入SG100k3逆變器；經三相計量表后接入電網。另外，系統應配置 1 套監控裝置，可采用 RS485 或 Ethernet（以太網）的通訊方式，實時監測并網發電系統的運行參數和工作狀態。100KW光伏并網發電示意圖如圖61所示。圖64 并網發電示意圖本項目光伏組件鋪設在工程學院的各個樓頂的屋面上。： 44 沈陽工程學院分布式光伏電站項目匯總表名稱樓頂面積（m2）裝機容量(kW)國際交流中心1368大學生活動中心3786行政樓2667教學樓A座2636教學樓B座1105教學樓C座3038教學樓D座2966實訓A座2556實訓B座2265實訓C座2660實訓D座2642實訓E座2887實訓F座2568圖書館2238科技園1452綜合服務中心1080宿舍樓*1112419獨身公寓1092外教公寓1600教工食堂1698學生1食堂900學生2食堂485學校醫院691學校浴池605學校變電所320學校物業辦公室612總計58336 光伏子方陣設計 光伏子方陣容量 考慮到房屋的實際情況每個光伏方陣容量、匯流箱、直流匯流屏及逆變器等因素，經技術經濟比較后確定光伏子方陣的容量為 100kW 和50kW。 光伏組件布置方式 根據選定的光伏組件和逆變器形式與參數，結合逐時太陽能輻射量與風速、氣溫等數據，確定晶硅光伏組件組串數為：20，匯流形式為：12進1出。 光伏組件支架設計 本項目光伏組件直接安裝在支架上。 匯流箱布置方案 匯流箱安裝在支架或鋼構上，具有防水、防灰、防銹、防曬，防雷功能，防護等級IP65 及以上，能夠滿足室外安裝使用要求；安裝維護簡單、方便、使用壽命長。直流匯流箱為12路輸入1路輸出，帶防雷模塊。柜體可采用的不銹鋼板，不銹鋼板的厚度≥；框架和外殼具有足夠的剛度和強度，除滿足內部元器件的安裝要求外，還能承受設備內外電路短路時的電動力和熱效應，不會因設備搬運、吊裝、運輸過程由于受潮、冷凍、撞擊等因數而變形和損壞。柜體的全部金屬結構件都經過特殊防腐處理，以具備防腐、美觀的性能；通過抗震試驗、內部燃弧試驗；柜體采用封閉式結構，柜門開啟靈活、方便；元件特別是易損件安裝便于維護拆裝，各元件板應有防塵裝置；柜體設備要考慮通風、散熱；設備應有保護接地。匯流箱進線配置光伏組件串電流檢測模塊，模塊電源自供；功耗小于 15W；串行通訊接口1 個，RS485 方式；采樣處理12路光伏電池板電流（0～12A），%。 可根據監控顯示模塊對每路電流進行測量和監控，可遠程記錄和顯示運行狀況，無須到現場。 年上網電量估算 光伏發電系統效率分析 并網光伏系統的效率是指:系統實際輸送上網的交流發電量與組件標稱容量在沒任何能量損失的情況下理論上的能量之比。標稱容量 1kWp 的組件，在接受到 1kW/ m2太陽輻射能時理論發電量應為 1kWh。 根據太陽輻射資源分析所確定的光伏電站多年平均年輻射總量，結合初步選擇的太陽能電池的類型和布置方案，進行光伏電站年發電量估算。光伏系統總效率暫按75%計算。 年上網電量估算 多晶硅組件在光照及常規大氣環境中使用會有衰減，光伏組件的光電轉換效率衰減速率為第2年不超過 2％，10年不超過10％，25年衰減不超過20%。( kWh/)，( kWh/)計算。全年發電量約等于：＝=光伏電站占地面積大，直流側電壓低，電流大，導線有一定的損耗，本工程此處損耗值取2%。大量的太陽能電池板之間存在一定的特性差異，不一致性損失系數取3%；考慮太陽能電池板表面即使清理仍存在一定的積灰，遮擋損失系數取5%；光伏并網逆變器的效率（無隔離變壓器，歐洲效率）約為98%～%，%。考慮到光伏電廠很少工作在滿負荷狀態，絕大多數時間都工作在較低水平，且晚上不發電時還存在空載損耗，故本工程逆變器效率按98%計算，升壓變壓器效率按98%考慮（兩級升壓，損耗需考慮兩次）；早晚不可利用太陽能輻射損失系數3%，光伏電池的溫度影響系數按2%考慮，其它不可預見因素損失系數2%。系統效率為：98%97%95%98%98%98%97%98%98%=%全年上網電量約等于：%＝=：247。=組件使用10年輸出功率下降不得超過使用前的10%：組件使用20年輸出功率下降不得超過使用前的20%：組件使用壽命不得低于25年。在計算發電量時，需要主要考慮以下損失：交、直流線路損失3%；光伏組件表面塵土遮蓋損失8%10%；逆變器損失5%10%；環境溫度造成的發電量損失2%；折合以上各折減系數，光伏系統總效率為75％。根據太陽輻射能量、系統組件總功率、系統總效率等數據,。預測發電量＝系統容量光伏組件表面輻射量系統總效率。按以上公式計算，將水平面的太陽輻射折算到單軸跟蹤系統的光伏陣列平面上進行仿真計算， 沈陽工程學院校園內可鋪設太陽能電池方陣的建筑樓頂總面積為58336平方米，，, ，考慮系統25年輸出衰減20%。7 電氣 電氣一次 設計依據 SJ/T111271997 《光伏（PV）發電系統過電壓保護—導則》 GB/T 199392005 《光伏系統并網技術要求》 GB/Z 199642005 《光伏發電站接入電力系統的技術規定》 GB/T 200462006 《光伏系統電網接口特性》（IEC 61727：2004） GB 123262000 《電能質量電壓波動和閃變》 GB123252003 《電能質量電力系統供電電壓允許偏差》 GB／T145491993 《電能質量公用電網諧波》 GB500572000 《建筑物防雷設計標準》 DL/T 4482000 《電能計量裝置技術管理規程》 GB502172007 《電力工程電纜設計規范》 DL/T4042007 《 ～ 》 GB/T 155431995 《電能質量 三相電壓允許不平衡度》 GB/T159451995 《電能質量 電力系統頻率允許偏差》 GB 42082008 外殼防護等級（IP 代碼） GB/ 低壓電器外殼防護等級 DL/T 50442004 電力工程直流系統設計技術規程 接入電網方案 接入特點與方式：※ 就近低壓并網，降低損耗，提高效率；※ 局部故障檢修時不影響整個系統的運行；※ 用電高峰時提供大量電力，有助于城市電網調峰；※ 便于電網的投切和調度；※ 方便運行維護；國家電網在《分布式電源接入電網技術規定》中指出：“分布式電源總容量原則上不宜超過上一級變壓器供電區域內最大負荷的25%”。①采用低壓接入模式的DGPV，建議其容量小于所接入中壓配電變壓器最大負荷40%。以配電變壓器的容量為400kVA計，若其負載率為50%，則建議采用低壓接入模式的DGPV容量小于80kVA。②采用中壓分散接入模式的DGPV，建議其容量要小于所接入中壓饋線最大負荷的40%。以YJY223300為例，若采用單環網接線。③采用專線接入模式的DGPV，建議其容量要小于所接入主變壓器最大負荷的25%。其中，，()～10MVA的DGPV只能采用35kV專線接入更高等級的變電站中低壓側母線。本系統采用的三相并網逆變器直接并入三相低壓交流電網（AC380V，50Hz），使用獨立的N線和接地線，適應的電網參數如表所示： 電網參數表序號項目內容1配電系統模式TNS母線（獨立的N線和PE線）2系統電壓AC380/220V3額定頻率50Hz4系統接地方式中性點直接接地并網系統接入三相400V或單相230V低壓配電網，通過交流配電線路給當地負荷供電，由于分布式電源容量不超過上一級變壓器供電區域內最大負荷的25%，所有光伏發電自發自用。 直流防雷配電柜 光伏陣列匯流箱通過電纜接入到直流防雷配電柜， 按照100KW并網逆變發電單元進行設計，需要配置1臺直流防雷配電柜PMDD100K（100KW），主要是將匯流箱輸出的直流電纜接入后，經直流斷路器和防反二極管匯流、防雷，再分別接入1臺SG100k3并網逆變器，方便操作和維護。圖71 直流防雷配電柜系工作原理圖直流防雷配電柜的性能特點如下：1）每臺直流防雷配電柜按照100KW配電單元設計，與100KW并網逆變器匹配；2）每臺直流防雷配電柜可接入15臺匯流箱；3）直流輸入回路都配有可分斷的直流斷路器和防反二極管，防反二極管的目的是防止匯流箱之間出現環流現象，斷路器選用ABB品牌；4）直流輸出回路配置光伏專用防雷器，選用菲尼克斯品牌；5）直流輸出回路配置1000V直流電壓顯示表；。 防雷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。用戶可根據整個系統情況合理設計交流防雷配電、接地裝置及防雷措施。系統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，在進行太陽電池方陣基礎建設的同時，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，在光伏板周圍敷設一以水平接地體為主，垂直接地體為輔，聯合構成的閉合回路的接地裝置，供工作接地和保護接地之用。該接地采用方孔接地網，埋深在電池支架基礎的下方，接地電阻按《交流電氣裝置的接地》DL/T 621 1997中的規定進行選擇應不大于4Ω。接地網壽命按30年計算。接地裝置符合《高壓輸變電設備的絕緣配合》《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》中的規定。（2）直流側防雷措施：電池支架應保證良好的接地，光伏電池陣列連接電纜接入光伏陣列防雷匯流箱，匯流箱內已含高壓防雷器保護裝置，電池陣列