屋顶分布式光伏发电示范项目可行性研究报告

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1、屋顶分布式光伏发电示范项目实施方案目录一、项目汇总表I二、项目概况12.1 项目概述12.2地理位置12.2.1项目属地12.2.2 项目地理位置22.3 资源情况22.3.1 基本气候环境22.3.2 灾害性天气32.3.3常州1991年以来出现的天气气候极端事件32.3.4 太阳辐射资源52.4 装机容量62.5 总投资71）工程总投资72）项目总投资82.6 预计发电量（自发自用电量）92.6.1 发电量计算方法91）方阵表面全年获得的年平均太阳能辐射总量102）系统装机容量103）综合效率系数102.6.2 项目25年自发自用发电量121）组件衰减122）项目25年发电量122.7 电

2、网接入方案13三、项目主要实施方案133.1可利用建筑面积情况133.2示范区域内用电负荷情况153.3 电网接入情况163.3.1 示范区电力系统概况161）江苏电网概况162）常州电网概况173.3.2 接入系统方式191）系统接入方案202）系统接入后对原先电网影响分析223.4 发电计量系统配置方案。243.4.1 数据监控系统配置方案241）数据监控系统架构图242）监控内容253）数据综合管理和处理264）数据上报方案273.4.2 发电计量系统配置方案281）计量方案292）计量仪表29四、实施周期及进度计划31五、技术经济分析325.1 技术可行性分析325.1.1光伏方阵及结

3、构321）太阳能组件322) 方阵安装倾角及间距333）方阵安装结构355.1.2建筑荷载分析391）钢结构彩钢瓦屋面荷载验算402）钢筋砼屋面荷载验算415.1.2系统主要设备411）逆变器412）项目规划与逆变器的匹配433）直流防雷汇流箱444）直流防雷配电柜445.1.3 系统主电路455.1.4光伏电场监控系统465.1.5 系统主要设备材料清单475.1.6 防雷接地系统485.2财务评价495.2.1 主要经济指标495.2.2 资金筹措525.2.3 成本估算535.2.4 考虑财政补贴后发电成本对比分析545.3 项目施工组织设计555.3.1 施工组织构想555.3.2 施

4、工环境影响分析571）施工期的环境影响及防治措施572）噪声573）扬尘和废气影响574）施工期废、污水排放的影响585）运行期的环境影响586）对生态景观影响587）对社会经济的影响585.3.3 施工消防措施581）机电消防设计原则592）消防总体设计方案593）工程施工场地规划605.3.4劳动安全与工业卫生611）可能产生的职业危害以及造成危害的因素612）施工期劳动安全和工业卫生措施613）运行期劳动安全与工业卫生措施614）光伏电场安全与卫生机构及专项设施配置625）光伏电场安全生产监督制度626）消防、防止电气误操作、防高空坠落等管理制度637）工业卫生与劳动保护管理规定648）

5、事故调查处理与事故统计制度649）其它劳动安全、工业卫生管理制度645.4 项目实施意义65六、保障措施676.1 项目投资公司介绍676.2 *市*区政府项目管理监督676.3 项目资金落实情况676.4 项目组织监管方案676.5 项目合同能源管理服务合同及方案68附件1 企业营业执照69附件2 常州新北区项目意见文件70附件3 项目资金证明文件71附件4 项目合同能源管理服务合同73附件5 项目屋顶使用协议78附件6 电力局电网接入意见79附件7 荷载计算书80附件8 光伏电站成本费用表82一、项目汇总表金太阳示范项目汇总表项目类型项目编号项目名称项目业主项目业主联系人及联系方式项目业主

6、总资产（万元）项目装机规模（kW）项目所在地区 市 县（区）项目建设地址项目投资（万元）总投资自筹贷款集中应用示范项目1200001000013774.46774.401.12分散建设的用户侧发电项目1智能电网和微电网示范项目1独立光伏发电项目1金太阳示范项目汇总表（续）项目类型项目编号项目所依托建筑用电价格（元/千瓦时）项目所在地区资源条件项目年发电量（千瓦时）项目所依托建筑年用电量（千瓦时）项目实施起止时间（年/月-年/月）项目业主联系方式太阳辐照量（MJ/m2a）年日照小时联系人联系电话集中应用示范项目1峰价：1.445平价：0.8824966.5201910501457约2.3亿201

7、2/2-2012/111.11.22分散建设的用户侧发电项目1智能电网和微电网示范项目1独立光伏发电项目1二、项目概况2.1 项目概述l 项目名称：*l 项目建设管理模式：项目采用合同能源管理方式建设l 建设规模：建设10MWp容量的并网型太阳能光伏发电系统，包括太阳能光伏发电系统及相应的配套并网设施。l 建设地点及建设容量：常州新北区*厂房机械有限公司厂区22个厂房顶共115252建设10MWp光伏电站。l 建设单位：*2.2地理位置2.2.1项目属地项目建设地常州，常州处于美丽富饶的长江金三角地区，与上海、南京两大都市等距相望，与苏州、无锡联袂成片，构成了苏锡常都市圈。处于北纬3109-3

8、204、东经11908-12012；现辖金坛、溧阳2个县级市和武进、新北、天宁、钟楼、戚墅堰5个行政区。常州有着十分优越的区位条件和便捷的水陆空交通条件，市区北临长江，南濒太湖，沪宁铁路、沪宁高速公路、312国道、京杭大运河穿境而过。全市水网纵横交织，连江通海。常州港作为国家一类开放口岸，年货物吞吐量超过百万吨。民航常州站有通达北京、广州、大连、厦门、深圳、海口、西安等国内20多个大中城市的航线。常州是“中国城市综合实力50强”和“中国城市投资环境40优”城市之一，并被确定为国家第一批可持续发展和全国环模试点城市。经过全市上下的不懈努力，常州市被命名为国家卫生城市，并通过环保模范城市国家级验收

9、。金坛、溧阳同时被命名为国家卫生城市。生态环境进一步改善，荣获“中国人居环境范例奖”。2.2.2 项目地理位置项目地处常州新北区*厂房机械有限公司厂区。常州新北区位于常州市城北，北濒长江，南至沪宁铁路。现辖6个乡镇，3个街道，总面积约439.16平方公里，常住人口约48万人。规划布局上分成三大区域：一是高新技术产业开发区，位于沪宁铁路和沪宁高速公路之间，面积约32平方公里，由高新科技园区、新区工业园、商贸生活区、行政中心区、旅游休闲区等园区组成，是正在建设中的现代化新城区。二是港口工业区，濒临长江黄金水道，面积约37平方公里。该区重点发展重化工和原材料工业。三是综合经济区，位于高新技术产业开发

10、区和港口工业区之间，面积约47平方公里，近期重点发展乡镇工业和现代农业，也是未来新北区城市建设的预留用地。常州新北区区位优越，交通便捷。东靠上海，西邻南京，与苏州、无锡、镇江连袂成片。京沪铁路、沪宁高速公路、312国道、101省道、常澄路等形成四通八达的对外交通网。距远洋运输港口张家港和常州民航机场分别仅48公里和26公里。京杭大运河傍区而过，澡港河贯穿全区，位于新北区的长江常州港已开通国际远洋运输航线。2.3 资源情况2.3.1 基本气候环境常州地处北亚热北带向北温南带过渡的气候区域，季风影响显著，属湿润季风气候。气候特征是：四季分明；雨热同步；光照充足；气象灾害常有发生。四季分明：历年年平

11、均气温为15.6，全市春、秋短，冬、夏长，其中冬季时间最长，夏季次之，春季再次之，秋季最短。气候季节差异十分明显，冬季寒冷，夏季炎热，春、秋温和。雨热同步：由于季风影响显著，降水与气温相应同步升降。冬季气温低时降水量少；春季气温回升，降水逐渐增多；夏季气温最高，梅雨、暴雨、台风降水等生成的降水量也最多；秋季气温下降，降水量也显著减少。历年年平均降水量为1086.0毫米。光照充足，全年日照总时数为2019小时，与我国同纬度的其他市日照记录比较，要充足得多。2.3.2 灾害性天气气象灾害常有发生：全市一年四季均可出现气象灾害。有些是随季节变化出现，如暴雨多出现在春末至秋初；有些是同一季节可同时出现

12、几种灾害，如台风与暴雨；寒潮与霜冻等。我市盛夏多伏旱；春、秋季多涝渍连阴雨；夏、秋多台风等。2.3.3常州1991年以来出现的天气气候极端事件与全球天气气候极端事件频繁出现同步，常州1991年以来也出现了许多天气气候的极端事件。1991年无论是年降水量还是春季降水量、夏季降水量和梅雨量都破了有记录以来的同期极多值，6月、7月还各出现了一次连续三天暴雨的记录，该年12月份又出现了零下11.2的最低气温，这是有记录以来12月份最低气温的极低值记录，这一年的异常情况人们至今尚记忆犹新。1993年4月降水量仅16.0毫米，是历史同期的极少值。1994年令人难以忘怀的是盛夏炎热高温，35的高温日数达35

13、天，成了有记录以来的高温日数最多年。这年还出现3项历年同期新的极值记录，即2月最低气温零下0.7，为同期极高，5月平均气温23.1，为同期极高，7月降水量17.7毫米，为同期极少。1995年的秋季出现了四项极端事件，即秋季降水量、9月降水量、11月降水量均为常年同期极少值，9月最高气温38.2，为常年同期极高值。1997年春季平均气温16.5，是历年同期的极高值。1998年是长江流域大水之年，我们常州汛期降水量虽为正常，但1月降水量出现了历史同期极多值，年平均气温、4月平均气温、秋季和10、11月的平均气温、12月最低气温也都成了历史同期的极高值。1999年给人们印象最深的是多雨冷夏，夏季雨日

14、、6月降水量都创了新高，夏季和7月平均气温之低、高温日数之少都成了历史上新的极值记录，但这一年冬季平均气温却创了历史同期的极高值记录。2001年春季降水量和3月降水量之少，均破了历史上同期的极值记录，但到8月又出现了相反的情况，该月降水量成了历年同期的极多值记录，特别是受8号台风“桃芝”的影响，7月31日8时到8月1日8时24小时降水量破了历史上一日最大降水量的记录。而2002年以来，时间尚不到三个月，但已有三项气温实况破了历年同期的极高值记录，这就是1月平均气温、1月最低气温和2月平均气温。注：以上数据来自江苏省气象局常州气候概况。本项目实施方案在设计过程中已经考虑到各极端气候对电站设计的影

15、响。2.3.4 太阳辐射资源太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。我国属太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时，根据中国气象局风能太阳能评估中心推荐的国内太阳能资源地区分类办法，共分5类，其中： 一类地区全年日照时数为32003300小时，年辐射量在67008370MJ/m2。相当于225285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。二类地区 全年日照时数为30003200小时，辐射量在58606700MJ/m2，相当于200225kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内

16、蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。此区为我国太阳能资源较丰富区。 三类地区 全年日照时数为22003000小时，辐射量在50205860 MJ/m2，相当于170200kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部和安徽北部等地。 四类地区 全年日照时数为14002200小时，辐射量在41905020 MJ/m2。相当于140170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、 浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。 五类地区 全年日

17、照时数约10001400小时，辐射量在33504190MJ/m2。相当于115140kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳能资源最少的地区。 一、二、三类地区，年日照时数大于2000h，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的23以上，具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。常州市气象基本情况如表2-1所示。 表2-1 常州气象基本情况月份气温（C）相对湿度（%）日均水平辐射度（kWh/m2/d）风速（m/s）热度日（C-d）冷度日（C-d）13.976.502.694.2433125.475.303

18、.144.2353639.175.503.333.927730414.776.204.253.7114142519.278.704.783.320287622.983.404.583.40393726.186.205.053.50513825.686.504.713.40494922.182.603.993.50368101777.903.43.5492201111.676.702.813.81897612676.502.6843639年均15.379.303.783.7179825392.4 装机容量项目初步设计总的安装太阳能组件数量为40000块，总容量为10MWp。项目各厂房设计装机容量

19、见表2-2。表2-2 项目各厂房设计装机容量表厂区名称厂房数厂房名称设计安装组件数量装机容量（W）*有限公司1二分厂40001,000,000 2技术质量大楼（新）36090,000 3办公楼（两部分）460115,000 4中小件分厂40001,000,000 5大件分厂40001,000,000 6厂房145001,125,000 7厂房22800700,000 8厂房31500375,000 9连铸加工车间1600400,000 10大型装配厂房2800700,000 11轴承座加工中心机械加工特区1500375,000 12连珠设备装配车间3000750,000 13空压机房42010

20、5,000 14制造事业部铸钢车间900225,000 15中小件分厂堆焊和辊装配1300325,000 16制造事业部18045,000 17制管工具事业部机加工车间1400350,000 18制管工具事业部铸铁车间2000500,000 19热处理厂11200300,000 20热处理厂21000250,000 21厂房4600150,000 22机电仓库480120,000 总计40000100000002.5 总投资1）工程总投资本工程为6kV并网型太阳能光伏发电，拟选用晶体硅太阳能组件，组件总的安装容量为10MWp。组件布置方式为与屋顶紧密集合，产生建筑节能的效果。太阳能光伏发电系统

21、由光伏组件、屋顶支架及基础、直流汇流箱、直流汇流柜、并网逆变器、交流汇流柜、升压并网系统、监控系统组成。项目工程投资概算表如表2-3表2-3工程建设投资概算表项目工程或费用名称设备购置费安装工程费建筑工程费其他费用合计(万元)(万元)(万元)(万元)(万元)一太阳能光伏发电系统设备及安装工程7531.7 365.6 7897.3 1.1高效多晶硅太阳能光伏组件10MWp)6800.0 267.3 7067.3 1.2光伏组件安装支架731.7 98.3 830.0 二电气设备及安装工程2569.1 1028.2 3597.3 2.1发电场电气设备及安装工程1142.4 759.3 1901.8

22、 2.2升压站电气设备及安装工程849.8 86.5 936.3 2.3通信和控制设备及安装工程300.0 66.0 366.0 2.4其他设备及安装工程276.9 116.4 393.3 三建筑工程1455.4 1455.4 3.1发电设备基础工程1084.4 1084.4 3.2变配电工程101.4 101.4 3.3辅助工程25.1 25.1 3.4其他244.6 244.6 四其他费用824.4 824.4 4.1建设管理费546.3 546.3 4.2勘察设计费263.4 263.4 4.3其他14.6 14.6 一至四部分合计10100.8 1393.8 1455.4 824.4

23、13774.4 太阳能发电场工程总投资13774.4 单位千瓦投资(元/kWp)13.8 2）项目总投资财务评价主要依据国家计委颁发的建设项目经济评价方法与参数（第三版）。财务评价采用建设期1 年，生产期25 年（不含建设期）进行计算。项目固定资产的余值按总投资4%计。主要经济指标表见表2-4。表2-4项目25年主要经济指标表项目单位数量主要经济指标装机容量W1000000025年年平均发电量kWh10501457工程总投资万元13774.4项目25年总投资万元17901项目单位容量投资元W17.9单位电能投资元kWh0.682经营期平均单位发电成本元kWh0.682(补贴前)元kWh0.41

24、5(补贴后)2.6 预计发电量（自发自用电量）2.6.1 发电量计算方法根据太阳辐射资源分析所确定的光伏电场多年平均年辐射总量，结合初步选择的太阳能电池的类型和布置方案，进行光伏电场年发电量估算。根据光伏电场场址周围的地形图，经对光伏电场周围环境、地面遮光障碍物情况进行考察，建立的本工程太阳能光伏发电场上网电量的计算模型，并确定最终的上网电量。本上网电量的估算值的取值计量点为并网接入点。光伏发电站年平均上网电量Ep计算如下：kWh 其中：HA倾斜面日平均太阳能辐射量Paz 光伏系统安装容量，容量为峰值功率，kWp；K综合效率系数，受多种因素影响。包括：光伏组件安装倾角、方位角、太阳能发电系统年

25、利用率、电池组件转换效率、周围障碍物遮光、逆变损失以及光伏电场线损、升压损失等。1）方阵表面全年获得的年平均太阳能辐射总量应用专业软件（RETScreen）计算可以得到水平面及建筑不同朝向上的光伏阵列太阳能辐射量。具体数据见表2-5：表2-5常州市不同朝向面各月的太阳辐射量（kWh/m2）月份水平面日平均太阳辐射25倾角日平均太阳辐射一月2.813.80二月3.354.03三月3.613.93四月4.504.56五月5.044.83六月4.754.46七月4.834.58八月4.614.56九月4.024.26十月3.363.90十一月2.963.90十二月2.723.84年平均数3.884.

26、222）系统装机容量项目中不同安装倾角及安装容量如表2-6所示：表2-6项目不同倾角安装容量水平安装容量单位：kW25倾角安装容量单位：kW91758253）综合效率系数系统整体效率K的计算公式为：K=1234光伏阵列效率1光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括：组件匹配损失。组件串联因为电流不一致产生的效率降低，根据电池板出厂的标称偏差值，约有0.2%的损失；太阳辐射损失。包括组件表面尘埃遮挡及不可利用的低、弱太阳辐射损失，根据相关文献，采用相对保守的数值，取值4%；直流线路损失。经估算得直流部分的线缆平均损耗约为1.1%；温度效率temp1=99.8%98%98.9%=96.7%光伏电池

27、组件的功率随温度的上升，功率呈下降的趋势。本项目所用TSM250 PC05A的峰值功率系数为-0.41%/，NOCT（标准运行条件下的电池温度）为46。电池板工作温度可以由以下计算公式：其中： NOCT=46C，Kt晴朗指数0.71，Tc 为电池板温度，Ta为环境温度。， 为多晶硅的温度功率衰减因子，电池板为-0.41%/。考虑各月根据辐照量计算加权平均值，得到temp加权平均值为92.7%。由上述各项损失合计得：1 = 96.7% 92.7% = 89.6%逆变器的转换效率2 该效率为逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，依据选用的阳光电源逆变器的技术参数，欧洲效率取 96.2%（含隔离

28、变压器）。交流传输效率3各厂房点逆变器输出至交流汇流配电柜传输线损，最大传输距离约200米，单点最大装机容量为500kW，经估算得交流部分的线缆平均损耗约为2.6%，。升压效率4通过项目变压器效率约为：98%则光伏系统总效率为：=1234 =89.6%96.2%97.4%98%=82.27%2.6.2 项目25年自发自用发电量1）组件衰减多晶硅太阳能电池组件，符合GB/T9535（IEC61215）标准，其光电转换率为15.3%，使用寿命不低于25年。组件10年内输出功率至少为额定功率的90%，25年内输出功率至少为额定功率的80%。表2-5天合组件25年功率衰减数据年份1st 2nd3rd

29、4th 5th 6th 7th 8th 9th 10th 功率保证率97.50%96.80%96.10%95.40%94.70%94.00%93.30%92.60%91.90%91.20%年份11th 12th 13th 14th 15th 16th 17th 18th 19th 20th 功率保证率90.50%89.80%89.10%88.40%87.70%87.00%86.30%85.60%84.90%84.20%年份21st 22nd 23rd 24th 25th 功率保证率83.50%82.80%82.10%81.40%80.70%2）项目25年发电量由于本项目装机容量远小于企业自身耗

30、电量，产生电力全部为自发自用。25年预测发电量见表2-6：表2-6项目25年发电量数据（单位：kWh）第1年第2年第3年第4年第5年1158861611400851113187041123655711154410第6年第7年第8年第9年第10年1107226310990115109079681082582110743674第11年第12年第13年第14年第15年1066152710579380104972331041508510332938第16年第17年第18年第19年第20年102507911016864410086497100043509922202第21年第22年第23年第24年第25

31、年9840055975790896757619593614951146725年总发电量平均值262536425105014572.7 电网接入方案本项目位于*机械有限公司厂区，区域各屋顶集中装机容量为10MWp，最大发电功率为10MWp，根据国家电网公司光伏电站接入电网技术规定（Q/GDW 617-2011）和江苏省电力公司光伏电站接入系统导则等相关光伏电站接入电网网技术规定，该项目已经属于中大型光伏并网电站，应接入10kV35kV电压等级电网。根据工程建设规模、供电可靠性要求以及其所发电力电量主要供当地电网消纳平衡等综合因素分析，对该项目考虑采用逆变器输出汇集到一点，经一次升压到6kV后，拟

32、定用专线方式接入厂区6kV母线，各就近屋顶分区域接入厂区6kV母线，接入容量以2500kVA为一个单位，本项目共需4台0.4kV/6kV 2500kVA变压器。最终接入系统方案以接入系统审查意见为准。三、项目主要实施方案3.1可利用建筑面积情况*机械有限公司厂区总平面图如图3-1所示，园区可利用厂房22栋，各厂房屋顶建筑类型如表3-1所示。图3-2、3-3为园区平屋顶和彩钢瓦两种典型屋顶取样照。图3-1*有限公司厂区平面图表3-1*机械有限公司厂区可利用屋顶及面积厂区名称厂房数厂房名称屋顶面积建筑类型安装点*有限公司1二分厂13320单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶2技术质量大楼（新）7218多层

33、建筑，属既有建筑平屋顶3办公楼（两部分）1232多层建筑，属既有建筑平屋顶4中小件分厂11340单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶5大件分厂13320单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶6厂111520单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶7厂25040单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶8厂32880单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶9连铸加工车间2880单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶10大型装配厂房6480单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶11轴承座加工中心机械加工特区5040单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶12连珠设备装配车间8640单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶13空压机房428单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶14制造事业部铸钢车间2836

34、多层建筑，属既有建筑平屋顶15中小件分厂堆焊和辊装配3456单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶16制造事业部1734多层建筑，属既有建筑平屋顶17制管工具事业部机加工车间4284多层建筑，属既有建筑平屋顶18制管工具事业部铸铁车间1836单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶19热处理厂13786单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶20热处理厂21530单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶21厂43366单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶22机电仓库3086单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶总计115252图3-2平屋顶 图3-3 彩钢瓦顶3.2示范区域内用电负荷情况根据园区提供的最近一年园区各用电单位各时段平均负荷数据，统计整理后如表

35、，其全年用电负荷分布曲线图如图3-5。从图可以看出整个园区用电负荷较平稳属于典型重工业高耗能情况，8：00-20:00都处于用电高峰期，而此时间段正是电网用电的高峰时段。如果光伏电站建立，将缓解该区域的用电负荷状况，缓解电网高峰用电压力。表3-2*厂区分时段用电负荷统计表月份08:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00一月23788 24669 24242 24839 24583 24896 25095 24498 24498 24526 25038 24441 23901 二月15292 15858 155

36、84 15968 15804 16005 16132 15749 15749 15767 16096 15712 15365 三月19176 19886 19542 20023 19817 20069 20230 19748 19748 19771 20184 19703 19267 四月23545 24417 23995 24586 24332 24642 24839 24248 24248 24276 24783 24192 23657 五月23059 23913 23500 24079 23831 24134 24327 23748 23748 23776 24272 23693 231

37、70 六月25972 26934 26469 27120 26841 27182 27399 26748 26748 26779 27337 26686 26096 七月26458 27437 26963 27627 27343 27690 27912 27248 27248 27279 27848 27185 26584 八月26943 27941 27458 28134 27844 28198 28424 27748 27748 27780 28359 27683 27072 九月22817 23662 23253 23825 23580 23880 24071 23498 23498 2

38、3525 24016 23444 22926 十月21118 21900 21521 22051 21824 22101 22278 21748 21748 21773 22228 21698 21218 十一月20389 21144 20779 21291 21071 21339 21510 20998 20998 21023 21461 20950 20487 十二月21603 22403 22016 22558 22326 22610 22790 22248 22248 22274 22739 22197 21706 平均22513 23347 22944 23508 23266 235

39、62 23750 23186 23186 23213 23697 23132 22621 图3-5*厂区全年分时段统计负荷曲线图3.3 电网接入情况3.3.1 示范区电力系统概况1）江苏电网概况江苏电网是华东电网的重要组成部分，到2006年底，江苏电网总装机容量53040MW（含望亭电厂，不含阳城电厂），其中统调电厂89座，机组285台，装机容量共47600MW。至2006年底，江苏电网拥有：500 kV变电所（含开闭所）22座，变压器35台（组），主变压器总容量27250MVA；500kV 线路81条，总长度7412km（含省际联络线和阳城送出专线）；220kV变电所（含开闭所）258座，变

40、压器469台，主变压器总容量65700MVA；220kV线路682条，总长度13520km。目前220kV电网仍是江苏省的主要电网，原有的8条与相邻省、市联络的220kV线路已全部断开。由此可见，近年来江苏省电力电量一直呈现出快速增长的趋势。但是，现状江苏电网存在一些不足，主要包括：电力供求不平衡，能源供应协调压力加大，500kV主网潮流分布不均衡，部分地区高峰时段电力供应严重不足，断路容量增长过快。2）常州电网概况常州电网处于苏南电网中部，占据枢纽地位，是江苏电网的重要组成部分。常州电网的供电范围包括常州市区（含原武进市）及所辖金坛、溧阳二市。常州市电网受进电源（见图3-7）主要构成是：常州

41、市范围内华电戚墅堰发电有限公司和镇江谏壁发电有限公司的7条220kV线路、三峡电站到武进的2条500 kV线路、扬州江都变的2条500 kV线路、宜兴东善桥2条500 kV线路等。图3-7 常州输送电网概况2006年常州市全社会最高供电负荷为3557MW，全社会用电量为212.68亿kWh，分别比上年增长14.38%、16.44%。统调用电量（供电量）为196.57亿kWh，统调最大负荷为3350MW，分别比上年增长16.24%、15.68%。2007年全市全社会最大负荷约3885MW，统调最大负荷约3728MW。到2006年底常州市装机总容量3307.6MW，其中常州电厂1200MW、戚墅堰

42、电厂440MW、戚厂燃机780MW，沙河抽水蓄能100MW、地方及自备小机787.6MW（统调448.6MW，非统调339MW）。市区（含武进）有地方及自备小机721.6MW（统调448.6MW，非统调273MW）。2006年常州电网的最高运行电压为500kV，拥有500kV变电站2座，主变4台，总容量3500MVA，500kV线路直流1条、交流17条，线路总长度约327km。常州电网目前仍以220kV电网为主干电网，有220kV变电站23座，主变41台，总容量6540MVA（另有220kV用户变电站2座，容量330MVA），220kV线路63条，长度约936km（含用户线路）。常州电网的特点

43、如下： 华东、江苏电网北电南送、西电东送的交汇点，500kV系统短路水平较高，电网接线密集； 电网发供不能自我平衡，所缺电力主要从500kV变电站和镇江谏壁电厂受进； 常武220kV电网高度密集，短路电流水平接近50kA，500kV晋陵变电站投运后常武220kV电网武南、武北分片运行，有效控制了短路电流。“十二五”期间，江苏省电力公司与常州市政府将根据常州经济社会和城乡发展规划目标，共同为加快常州电网发展努力。重点推进500千伏溧阳输变电工程的建设和500千伏常州南输变电工程的前期工作；加快推进220千伏常化、新龙、丫河、金坛洮湖、溧阳东郊等一批重点输变电工程，加强常州市北部新城、科教城、新北

44、工业园、武进高新区等重点发展区域电网的规划建设，形成以坚强500千伏电网为核心，220千伏电网灵活可靠、分区运行的目标网架，城乡电网供应能力显著增强。通过“十二五”的建设，新增35千伏及以上变电容量1769万千伏安，线路1528公里。常州电网已基本形成了“网架结构合理、供电安全可靠、运行经济灵活、电能质量合格、降损节能增效、技术可靠先进”的坚强电网。本项目中光伏电站所发电量全部送入江苏省常州电网。3.3.2接入系统方式1）系统接入方案太阳能光伏发电系统由光伏组件、直流监测配电箱、并网逆变器、计量装置及上网配电系统组成。太阳能通过光伏组件转化为直流电力，通过并网逆变器，将直流电能转化为与电网同频

45、率、同相位的正弦波电流。项目建设点为新北区*厂房机械有限公司厂区，两个区域各分散用户自身耗电很大，采用中压就近并网，新增输电线路的投资较小，接入系统条件较好，电力输送损耗较小，太阳能光伏发电就近消化。本项目位于常州新北区*厂房机械有限公司厂区，区域各屋顶集中装机容量为 10MWp，最大发电功率为10MWp，根据国家电网公司光伏电站接入电网技术规定（Q/GDW 617-2011）和江苏省电力公司光伏电站接入系统导则等相关光伏电站接入电网网技术规定，该项目已经属于中大型光伏并网电站，应接入10kV35kV电压等级电网。以各区域厂房屋顶装机容量为基准，每个厂房为一个发电子系统，每个发电子系统以太阳能

46、电池组件-直流汇流箱-逆变器发电模块构成，各发电子系统汇流后成一路接入0.4kV光伏专用升压变压器母线侧，以一路6kV电缆接入厂区6kV配电室。光伏组件阵列、直流汇流箱就地布置在屋面，逆变器布置在每个子系统附近的地面上，升压变压器位于厂区变电站附件。图3-8 光伏发电主系统电路结构图常州*厂房机械有限公司厂区为110kV总变电所，厂区由110kV永宝线和35kV宝轧线供电，总容量为29000kVA，光伏电站为新建工程，拟定采用专线方式接入动力产业园变电所6kV进线侧，容量10000kVA，光伏电站容量为动力产业园区线路最大输送容量的34.5%，由于*厂房属于高耗能重工企业，企业用电符合始终处于

47、高位（见3.2区域用电负荷统计），因此光伏电站接入可以被厂区完全消耗掉。厂区采用6kV三段母线供电方式，1#主变为110kV/6kV 16000kVA供电，2#主变为35kV/6kV 5000kVA供电，3#主变为110kV/6kV 8000kVA光伏电站采用各就近屋顶分区域接入厂区6kV母线，接入容量以2500kVA为一个单位，则本项目共需4台0.4kV/6kV 2500kVA变压器。无功自动补偿成套装置应具备分相补偿，自动过零投切功能，分相补偿容量不小于总补偿容量的40%。容性无功容量可以补偿光伏电站满发时站内汇集系统、主变压器的全部无功和光伏电站送出线路的一半感性无功之和；感性无功容量能

48、够补偿光伏电站送出线路的一半充电无功功率。在总变电所计量柜上新装一主一付两只计量表，构成双向计量。2）系统接入后对原先电网影响分析由于太阳能光伏发电系统的一些特点，发电装置接入电网时对系统电网有一定的不利影响。本项目中发电装置的总装机容量在系统中所占比例较小，并网过程中对系统电网的影响及主要解决方案如以下几个方面： 电压波动太阳能光伏发电的实际输出功率随光照强度的变化而变化，白天光照强度最强时，发电装置输出功率最大，夜晚几乎无光照以后，输出功率基本为零。因此，除设备故障因素以外，发电装置输出功率随日照、天气、季节、温度等自然因素而变化，输出功率极不稳定。我们应考虑最严重情况下，系统最大输出功率

49、时突然切机对系统接入点电压造成的影响。根据相关规定，光伏系统和电网接口处的电压允许偏差应符合GB12325的规定，光伏发电接入系统时，应采取必要措施，使投切时系统电压波动满足国家有关标准，并以+5%-5%进行校核。本系统总的发电功率占电网供电量的比例较小，因此不会对电网造成影响的可能性不大。 高次谐波太阳能光伏发电系统通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，再通过并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，再经一次升压后并入电网，在将直流电能经逆变转换为交流电能的过程中，会产生高次谐波。本项目中光伏发电系统采用集中并网型逆变器。光伏发电的每台并网型逆变器逆变后谐波总畸变率完全满足

50、国家标准电能质量-公用电网谐波（GB/T14549-93）的规定。本系统选择使用的逆变器的总电流波形畸变率，在额定功率时4%，完全符合要求。 无功平衡一般情况下太阳能光伏发电逆变后的功率因数在0.99以上，基本上为纯有功输出，针对国网新标准的要求，本次工程采用集中并网逆变器，具有一定的提供无功功率的能力，有功功率可在+0.98-0.98范围内连续可调。 系统自动化运行本系统为智能化系统，全自动运行，并且设计有较为全面的自身和负载保护功能，因此，系统的运行管理较为简单，无需专业人员值班，只需有人值守，定时巡视。逆变器：全智能化，LCD液晶点阵模块显示或触摸屏显示，可在海拔5000米以下使用。系统

51、保护功能：输入接反保护、输入欠压保护、输出过载保护、输出短路保护、过热保护。本项目系统为6kV接入公用电网，同时配置低周低压解列装置，装置安装于光伏并网线路的系统侧同时系统设计具有高可靠性、高效率。系统核心设备的智能化设计、高可靠性、全面的保护功能，实现系统的全自动运行，让系统的运行、管理、维护工作变得非常简单。 系统继电保护系统逆变器具有设计有较好的保护功能，包括孤岛效应保护、过载保护等，出现孤岛故障时与系统侧备用电源自动切入装置、自动重合闸相互配合。由于系统不提供短路电流保护，因此仅在系统侧配置自动空气开关相应的保护。 线路保护对于*厂房机械有限公司厂区通过T接方式接入6kV园区公用电网，

52、在光伏电站侧和系统电源侧配置电流速断和过流保护。具体接入系统方案以电网公司并网接入方案的评审意见为准。3.4 发电计量系统配置方案。3.4.1 数据监控系统配置方案数据监控系统是指通过安装数据计量和采集装置，同时对采集到的生产数据进行加工处理，并由专业的软件进行展示和监控、分析，而且采用远程数据传输手段，将数据实时、在线上传给国网电科院数据中心，数据中心是接收示范项目上传的监控数据，并进行汇总、分析和展示等。1）数据监控系统架构图光伏电站数据监控系统由数据采集单元、内网、服务器、操作站等组成。数据采集单元采集逆变器、环境监测仪、多功能仪表和电能质量监测仪的数据。数据通过企业内部划分网段的网络与

53、服务器进行通信，数据保存在服务器中。通过操作站可以对监控数据进行远程监控和分析。图3-9监控系统结构图2）监控内容l 环境监测仪上传温度、风速、光照强度，以及监测仪的运行状态，包括设备启动、运行、停止、故障、报警等状态。另外。由组件传感器上传所有光伏组件的组件温度。l 汇流箱上传太阳能光伏组件当前的电流，电压，功率，以及汇流箱的当前运行状态，包括工作、异常、维修、耗能数据。l 逆变器上传当前逆变器的直流侧电流电压功率，交流侧电流电压功率，总功率以及设备启动、运行、停止、故障、报警、机内温度、时钟等状态。l 电能质量检测仪上传频率、电压、电流，总的有功、无功功率、功率因素，电压偏差、频率偏差、三

54、相电压不平衡度，谐波包括电压、电流的总谐波畸变率、各次谐波含有率、幅值、相位、有功、无功等数据。l 多功能仪表盘上传数据包括储能电站数据：生产运行参数（交直流充放电压电流、交直流充放功率、频率、充放电电量、充放电功率，充放电时间、存储电量参数）以及设备启动、运行、停止、故障、报警、机内温度、时钟等状态数据。防止误操作系统数据：电气设备的运行参数、保护状态，设备启动、运行、停止、故障、报警、保护动作情况等状态。继电保护数据：断路器、重合闸装置等电气设备的运行参数、继电保护状态，设备启动、运行、停止、故障、报警、继电保护动作情况等状态。3）数据综合管理和处理l 将采集到的实时生产数据（发电量，报警

55、，环境数据、故障等）在监控系统中采用多种方式（图形、Dashboard、报表等）来进行展示。l 在采集得到的数据基础上对发电量，电能质量、故障信息进行统计，提供日、月、年报表。l 对采集到的数据进行加工和处理，进行发电量，电能质量，环境等各种因素综合分析。l 结合历史数据，提供发电量、故障多种(贝叶斯、决策树、神经网络)预测模型。l 对光伏生产设备进行管理。录入和查询生产设备的数量、运行参数、以及故障、维修情况。l 对于生产故障的报警信息，自动以邮件或者短信方式发送到相关管理人员。对系统用户进行权限分配和管理，自上而下的对系统进行管理和操作。4）数据上报方案数据被采集后需要采用远程数据传输手段

56、，将数据实时、在线上传给国网电科院数据中心，数据中心是接收示范项目上传的监控数据，并进行汇总、分析和展示等。上送数据上送的数据主要包括气象环境监测数据、光伏电站并网点运行数据、光伏逆变器运行数据、汇流箱数据等。l 光伏电站气象环境监测数据：太阳总辐射、直接辐射、散射辐射、环境温度、环境湿度、电池板温度、风速、风向、气压。l 光伏逆变器运行数据：逆变器直流侧电压、电流、功率，逆变器交流侧电压、电流、功率、功率因数。l 并网点运行数据：并网点开关状态、并网点三相交流电压、电流、功率、功率因数、并网点上网电量。l 直流汇流箱运行数据：各组串/各端口直流输入电流、直流输出电流、直流母线电压。 数据格式l 通信接口和协议数据远程传输使用