50光伏发电的建设项目可行性研究报告.doc

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1、云南姚安县太阳能光伏电站工程 规划方案 锋皇能源科技有限公司小店三种50KW光伏项目可行性研究报告前 言31 概述和项目背景41.1 概述41.2 国际现状61.3 山西区域状况介绍91.4 在山西建设太阳能光伏电站的意义102 站址选择和气象条件112.1 基本情况112.2 太阳能资源133 建设规模和总体方案134 光伏电站框图和设备选型144.1 光伏组件及其阵列设计144.2 固定光伏组件模块154.3 各子系统组件安装方式164.4 太阳电池方阵间距计算164.5 光伏电站系统构成总结195 电气设计205.1 电气一次部分205.2 电气二次部分295.3 通信部分316 采暖通

2、风设计326.1 设计原则326.2 采暖326.3 通风与空调327 消防部分337.1 设计原则337.2 消防措施338 环境保护348.1 产业政策及规划符合性348.2 施工期环境影响分析及污染防治对策348.3 运行期的环境影响358.4 场址合理性379 节约能源379.1 节电措施3710 社会和环境效益评价3810.1 社会及经济效益3810.2 环境效益3811 施工组织设计3911.1 施工条件3911.2 电池板安装4111.3 施工总平面规划布置4111.4 施工总体布置的原则4111.5 地方建筑材料4211.6 雨季施工4211.7 项目实施综合控制轮廓进度43附

3、件一:名词解释44前 言太阳能作为一种可永续利用的清洁能源,有着巨大的开发应用潜力人类赖以生存的自然资源几乎全部转换自太阳能,人类利用太阳能的历史更是可以追溯到人类起源时代,太阳能是人类得以生存发展的最基础的能源形式,从现代科技的发展来看,太阳能开发利用技术的进步有可能决定着人类未来的生活方式太阳能光伏发电技术的开发始于上世纪50年代随着全球能源形势趋紧,太阳能光伏发电作为一种可持续的能源替代方式,于近年得到迅速的发展,并在世界范围内得到广泛应用大型并网光伏电站是光伏发电迈向电力规模应用的必然结果,国际能源机构(IEA)特别将超大规模光伏发电(VLS-PV)列为其第8项任务(Task8),主要

4、研究追踪超大规模光伏发电的技术和信息,并在此领域开展国际间的交流和合作光伏电站正在从小规模(100kW以下)中规模(100kW1MW)向大规模(1MW20MW)和超大规模(20MW以上)发展我国可再生能源中长期发展规划已于2007年8月31日正式发布,温总理的政府工作报告中提到要支持和推进新能源节能环保等技术研发和产业化,为我们发展可再生能源产业指明了前进方向为了响应国家可再生能源发展规划,探索大型并网光伏电站的技术,特就在山西太原市小店区建设并网光伏发电工程提交此可行性研究报告 上海锋皇能源科技有限公司1 概述和项目背景1.1 概述1.1.1 项目简况(1)项目名称:小店三中50KW 光伏发

5、电项目(2)建设单位:上海锋皇能源科技有限公司(3)投资主体:山西宾利钢结构有限公司 (4)建设规模及发电主设备:50 KW,单晶硅太阳能光伏组件(5)选址:山西,太原市小店区1.1.2 工程建设单位上海锋皇能源科技有限公司是专门从事太阳能光伏发电发热系统的研发生产销售的股份制高科技民营企业上海锋皇能源科技有限公司成立于2004年,公司总部在中国上海市,公司始终坚持“诚信务实开拓创新”的宗旨,奉行“以人为本”的经营理念,注重人才培养 公司坚持实施一业为主,多业发展的经营战略,在巩固和发展原有产品和市场的同时,与时俱进锐意进取,不断开拓新的发展领域,逐步走上一条贸易实业投资为一体,境内外互动的多

6、元化发展道路,从而使公司的综合竞争能力大幅提升 目前公司拥有3家独资子公司,上海锋皇商贸有限公司,上海巨阳新能源有限公司,上海锋皇电气有限公司公司主要从事太阳能光电太阳能光热岸用变频电源UPS不间断电源蓄电池逆变器等能源产品的研发,生产,销售,并拥有节能产品,多种结构并存的第三产业开发体系同时我公司也是多种国外知名品牌的中国区总代理 上海锋皇能源科技有限公司充分利用现代管理技术和信息技术,为用户提供优质可靠的服务7年来公司实现了从从小到大从弱到强从国内到海外的跨越,建立了覆盖全国10多个地区的营销网络,我们本着“诚信务实开拓创新”的宗旨与客户建立了长期广泛的经营合作关系及战略伙伴关系,公司年销

7、售销售收入5亿人民币.我公司将坚持以最好的品质最优惠的价格最好的服务态度,满足客户的一贯宗旨,愿真诚与国内外客商合作,尽其所能提供客商需要的优质产品和服务,并与之建立起长期的友好合作关系上海锋皇能源科技有限公司以“服务创新回馈”的企业精神,以“求新求变求快”的发展战略,迎接锋皇的美好未来 公司宗旨:诚信务实开拓创新公司文化:勤衡和远公司目标:在中国新能源行业全面融入全球一体化的历史机遇中,形成 优秀团队持续完善,不断向上游拓展,创造财富,回报社会 公司核心理念:思维创新,持续开拓,超越自我;管理创新,高效低耗,追求卓越;文化创新,团结和谐,满怀激情;技术创新,科学务实,彰显品牌 公司在技术突破

8、的基础上,强化企业内部管理,已顺利通过ISO9001:2000质量管理体系认证;ISO14001:2004环境管理体系认证; CE国际质量管理体系认证具有太阳能光伏设计应用经验:从事太阳能光伏发电产品的系统设计产品研制与工程实施已有十年历史,在太阳能光伏发电产品方面有着丰富的设计研发经验综上所述,上海锋皇能源科技有限公司可提供从原料加工生产,光电光热系统设计,到设备提供与施工安装全过程服务,具备实施“太阳能光热建筑应用示范项目工程”的能力1.2 国际现状 世界能源形式紧迫,是世界10大焦点问题(能源水食物环境贫穷恐怖主义和战争疾病教育民主和人口)之首全球人口2008年是66亿,能源需求折合成装

9、机是16TW;到2050年全世界人口至少要达到100-110亿,按照每人每年GDP增长1.6%,GDP单位能耗按照每年减少1%,则能源需求装机将是30-60TW,届时主要靠可再生能源来解决可是,世界上潜在水能资源4.6TW,经济可开采资源只有0.9TW;风能实际可开发资源2TW;生物质能3TW只有太阳能是唯一能够保证人类能源需求的能量来源,其潜在资源120000TW,实际可开采资源高达600TW由于光伏发电能为人类提供可持续能源,并保护我们赖以生存的环境,世界各国都在竞相发展太阳能光伏发电,尤其以德国日本和美国发展最快在过去的10年中,世界光伏发电的市场增长迅速,连续8年年增长率超过30%,2

10、007年当年发货量达到733MW,年增长率达到42%图1-1给出了1990到2007年的世界太阳电池发货量的增长情况:图 1-1 世界太阳电池发货量(PVNET2007)数据来源-PVNewsPaulMaycock光伏组件成本30年来降低了2个多数量级根据So1arbuzzLLC.年度PV工业报告,2007年世界光伏系统安装量为2826MW,比2006年增长了62%,2006年世界光伏发电累计装机容量已经超过8.5GW,2007年年底,世界光伏系统累计装机约12GW,其中并网光伏发电约10GW,占总市场份额的83%发电成本50美分/度;预计2011年世界光伏累计装机容量将达到15GW,发电成本

11、达到15美分/kWh以下;2020年世界光伏发电累计装机将达到200GW,发电成本降至5美分/度以下;到2050年,太阳能光伏发电将达到世界总发电量的10-20%,成为人类的基础能源之一光伏发电的应用形式包括:边远无电农牧区的离网发电系统通信和工业应用太阳能应用产品与建筑结合的并网发电系统以及大型并网电站国际能源机构(IEA)特别将超大规模光伏发电(VLS-PV)列为其第8项任务(Task8),主要研究追踪超大规模光伏发电的技术和信息,并在此领域开展国际间的交流和合作光伏电站正在从小规模(100kW以下)中规模(100kW1MW)向大规模(1MW20MW)和超大规模(20MW以上)发展在20世

12、纪80年代美国就首先安装了大型光伏电站发展至今,已有数十座大型光伏电站在全世界应运而生德国是世界上发展大型光伏电站最领先的国家,迄今已经建成了14座大型光伏并网系统,2004年7月份建成5MW并网光伏电站在希腊克里特岛计划建造的太阳能电站规模达到50MW澳大利亚计划在其沙漠中先期建设一座10MW的高压并网光伏电站,并以此为基础建设GW级光伏电站葡萄牙最近公布了一项建造世界最大太阳能电站的计划,用四到五年的时间,在一个废弃的铁矿附近建造116MW的太阳能光伏电站以色列计划在内盖夫沙漠建设占地面积达400公顷的太阳能光伏电站,该电站在5年内的发电能力将达100MW,在10年内整个工程全部完工,发电

13、能力将达到500MW预计该电站的发电量将占以色列电力生产量的5%世界光伏产业的技术发展:技术进步是降低光伏发电成本促进光伏产业和市场发展的重要因素几十年来围绕着降低成本的各种研究开发项工作取得了显著成就,表现在电池效率不断提高硅片厚度持续降低产业化技术不断改进等方面,对降低光伏发电成本起到了决定性的作用(1)商业化电池效率不断提高先进技术不断向产业注入,使商业化电池技术不断得到提升目前商业化晶硅电池的效率达到15%20%(单晶硅电池16%20%,多晶硅15%18%);商业化单结非晶硅电池效率5%7%,双结非晶硅电池效率6%8%,非晶硅/微晶硅的迭层电池效率8%10%,而且稳定性不断提高电池效率

14、的提高是光伏发电成本下降的重要因素之一(2)产业化规模不断扩大生产规模不断扩大和自动化程度持续提高是太阳电池生产成本降低的重要因素太阳电池单厂生产规模已经从上世纪80年代的15MW/年发展到90年代的530MW/年,2006年25500MW/年,2007年251000MW/年生产规模与成本降低的关系体现在学习曲线率LR(LearningCurveRate,即生产规模扩大1倍,生产成本降低的百分比)上对于太阳电池来说,30年统计的结果,LR20%(含技术进步在内),是所有可再生能源发电技术中最大的,是现代集约代经济的最佳体现者之一1.3 山西区域状况介绍山西(Shanxi)位于太行山之西,黄河以

15、东山西之名,因居太行山之西而得名自古被称为“表里山河”春秋时期,大部分地区为晋国所有,所以简称“晋”;战国初期,韩赵魏三家分晋,因而又称“三晋”全省总面积156579平方公里,2008年总人口3410万人,现辖太原大同朔州阳泉长治忻州吕梁晋中临汾运城晋城等11个地级市,共 85个县,11个县级市,23个市辖区省会太原,省政府驻太原市府东街太原位于山西省境中央,太原盆地的北端,于华北地区黄河流域中部,西北东三面环山,中南部为河谷平原,全市整个地形北高南低呈簸箕形地处南北同蒲和石太铁路线的交汇处海拔最高点为2,670米,最低点为760米,平均海拔约800米,地理坐标为东经1113011309,北纬

16、37273825区域轮廓呈蝙蝠形,东西横距约144公里,南北纵约107公里太原市属温带季风性气候,冬无严寒,夏无酷暑,昼夜温差较大,无霜期较长,日照充足年平均降雨量456毫米,年平均气温9.5,一月份最冷,平均气温 6.8;7月份最热,平均气温23.5全年日照时数2808小时1.4 在山西建设太阳能光伏电站的意义 (1)有利于节约型社会建设 工程有利于改善小店三中的用能结构;有利于提高小店区人民的节能意识;有利于推动环境友好型资源节约型社会的建设项目实施后,将会成为小店三中师生直接受益的民心工程 (2)减少能源支出 本试点项目实施后,在工程预期25年的运行期内,小店三中可减少照明用电支出 (3

17、)提高学校形象 本试点项目实施后,小店三中将成为山西省首个使用光伏发电的中学,积极响应国家节能减排的号召,在节省开支的基础上,实现低碳教学,将会使小店三中成为山西中学中节能减排的带头人 (4)改善生态保护环境的需要项目开发建设可有效减少常规能源的消耗,不产生废气和噪音污染,有利于保护项目建设地的生态环境,营造出山川秀美的环保生态环境2 站址选择和气象条件2.1 基本情况2.1.1 站址概况(一)位置 山西,太原市(东经111度30分113度09分,北纬37度分2738度25分之间)(二)气候 太原市属温带季风性气候,冬无严寒,夏无酷暑,昼夜温差较大,无霜期较长,日照充足年平均降雨量456毫米,

18、年平均气温9.5,一月份最冷,平均气温 6.8;7月份最热,平均气温23.5全年日照时数2808小时 太原市地处大陆内部,距东部海岸线较远,其西北部为广阔的欧亚大陆腹地在全国气候区划中,属于暖温带大陆性季风气候类型气候的形成主要受太阳辐射大气环流地理环境三个因素的综合影响太原地区所处的北半球中纬度地理位置和山西高原的地理环境,使之能够接受较强的太阳辐射,光能热量比较丰富,在农业光能利用划分上属于高照率范畴同时,受西风环流的控制及较高的太阳辐射的影响,又使其气候干燥,降雨偏少,昼夜温差大,表现出较强的大陆性气候特点冬季受西伯利亚冷空气的控制,夏季受东南海洋湿热气团影响随着季节的推移,两大气团在太

19、原上空交互进退,此消彼长,发生着规律性的周期更替,形成了冬季干冷漫长,夏季湿热多雨,春季升温急剧,秋季降温迅速,春秋两季短暂多风,干湿季节分明的特点太原地区复杂多样的地貌形态,形成了差异明显的气候区域,既表现出清晰的垂直变化,又具有一定的水平差异2.2 太阳能资源4 建设规模和总体方案山西太原有着较为丰富的太阳能资源,适宜建设太阳能电站本项目拟在太原建设50KW独立光伏电站,系统没有储能装置,太阳电池将日光转换成直流电,通过逆变器变换成交流电有阳光时,光伏系统将所发出的电供负载使用,没有阳光时不发电5 光伏电站框图和设备选型5.1 光伏组件及其阵列设计根据项目当地的纬度和不同倾角方阵面全年所接

20、受的日照辐射量分布情况,本工程光伏组件采取最佳倾角固定安装方式整个50KW光伏发电系统分成两个不同的子系统,即独立模块,每个模块根据自身安装功率选择相应的逆变器或逆变器组合将光伏组件所输出直流电逆变为交流电,供负载使用光伏电站系统框图如图5-1所示图5-1 光伏电站系统框图5.1.1 太阳电池选型 为对比不同材料光伏组件的各项性能指标,本50KW独立光伏发电工程拟采用阿特斯阳光电力有限公司生产的型号为TDB156*156-72-p的单晶硅光伏组件技术参数如表5-1所示标准测试条件(STC)为标准条件下:AM1.51000W/的辐照度25的电池温度:标准条件下稳定功率Wp=250W3%开路电压V

21、oc=43.4V短路电流Isc=8.22A峰值电压Vmp=34.4V峰值电流Lmp=7.27A温度系数Pm=-0.2%/边框铝合金,表面阳极氧化尺寸(宽*长*厚)1956*992*50mm工作温度-4085重量23Kg5.2 固定光伏组件模块由于太阳能电池组件和离网逆变器都是可根据功率电压电流参数相对灵活组合的设备,整个50KW光伏发电项目可采用模块化设计安装施工模块化的基本结构:50KW太阳能电池组件由2个子系统组成,采用固定倾角安装每个子系统主要由光伏阵列相应功率的逆变器以及各级配电装置构成这样设计有如下好处:各子系统各自独立,便于实现梯级控制,以提高系统的运行效率;每个子系统是单独的模块

22、,由于整个50KW光伏系统是多个模块组成,各模块该又由不同的逆变器及与之相连的光伏组件方阵组成组成,系统的冗余度高,不至于由于局部设备发生故障而影响到整个发电模块或整个电站,且局部故障检修时不影响其他模块的运行;有利于工程分步实施;5.3 各子系统组件安装方式根据本项目所在当地纬度,在纬度角附近的朝向正南倾斜面上全年所接受日照辐射总量最多,本工程所在地纬度为37度,对固定支架安装,本工程拟采用朝向正南(方位角0度)45度固定倾角安装5.4 太阳电池方阵间距计算在北半球,对应最大日照辐射接收量的平面为朝向正南,与水平面夹角度数与当地纬度相当的倾斜平面,固定安装的光伏组件要据此角度倾斜安装阵列倾角

23、确定后,要注意电池板不被阴影遮挡固定方阵安装好后倾角不再调整或人工季节性调整子系统阵列设计根据上述参数并匹配逆变器参数,我们选用双结单晶硅太阳能电池,每个太阳能电池5串20并组成10路作为一组接入一个汇流箱5.5 光伏电站系统构成总结本50KW (独立光伏发电系统由太阳能电池组件方阵防雷接线箱逆变器蓄电池配电保护系统电力变压器和系统的通讯监控装置组成光伏发电系统主要组成如下:50KW单晶硅太阳能电池组件及其支架;直流监测配电箱;光伏逆变器;蓄电池;配电装置(交流配电和升压变压器);系统的计算机监控装置;系统的防雷及接地装置;土建配电房等基础设施;6 电气设计6.1 电气一次部分6.1.1 电气

24、主接线1光伏电站电气主接线本工程装机容量为50KW,拟采用容量为两个30kW 的逆变器,整个发电系统为一个系统,系统配置2台逆变器,容量分别按30kVA考虑系统通过电缆将电能供给负载使用本工程中光伏电站的总装机容量在电网系统中所占比例较小,电站运行时在电压偏差频率谐波和功率因数方面满足实用要求并符合标准光伏电站运行时,选用的逆变器装置产生的谐波电流的总谐波畸变率控制在5%以内,符合电能质量 公用电网谐波(GB14549-1993)和山西相关法规的规定本工程选配的逆变器装置输出功率因数能达到0.9,可以在站内升压至220V 电压等级接入电力系统无功补偿装置的设置待接入系统设计确定2光伏电站站用电

25、因光伏电站无人值守,用电负荷非常少,站用电源考虑从附近的380V线路引接6.1.2 主要电气设备选择(1)升压变及高低压配电装置的选择 升压变选择用免维护的干式变压器高压开关柜选用中压环网柜,配负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器,低压开关柜选用GCS 低压抽出式开关柜(2)配电变压器的保护 配电变压器的保护配置采用具有接通隔断和接地功能的三工位负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的保护配置,既可提供额定负荷电流,又可断开短路电流,并具备开合空载变压器的性能,能有效保护配电变压器(3)高遮断容量后备式限流熔断器的选择由于光伏并网发电系统的造价昂贵,在发生线路故障时,要求线路切断时间短,以保

26、护设备高遮断容量后备式限流熔断器选择合适的熔断器及熔丝,该类产品具有精确的时间-电流特性;有良好的抗老化能力;达到熔断值时能够快速熔断;要有良好的切断故障电流能力,可有效切断故障电流等特性通过选用性能优良的熔断器,能够大大提高线路在故障时的反应速度,降低事故跳闸率,更好地保护整个光伏离网发电系统(4)中压防雷保护单元中压防雷保护单元选用复合式过电压保护器,该过电压保护器采用硅橡胶复合外套整体模压一次成形,外形美观,引出线采用硅橡胶高压电缆,除四个线鼻子为裸导体外,其他部分被绝缘体封闭可有效限制大气过电压及各种真空断路器引起的操作过电压,对相间和相对地的过电压均能起到可靠的限制作用该产品可直接安

27、装在高压开关柜的底盘或互感器室内安装时,只需将标有接地符号单元的电缆接地外,其余分别接ABC 三相即可(5)中压电能计量表中压电能计量表是真正反应整个光伏并网发电系统发电量的计量装置,其准确度和稳定性十分重要采用性能优良的高精度电能计量表至关重要为保证发电数据的安全,在高压计量回路同时装一块机械式计量表,作为IC 式电能表的备用或参考该电表不仅要有优越的测量技术,还要有非常高的抗干扰能力和可靠性同时,该电表还可以提供灵活的功能:显示电表数据显示费率显示损耗(ZV)状态信息警报参数等 此外,显示的内容功能和参数可通过光电通讯口用维护软件来修改通过光电通讯口,还可以处理报警信号,读取电表数据和参数

28、(6)监控装置采用高性能工业控制PC 机作为系统的监控主机,配置光伏并网系统多机版监控软件,采用RS485 通讯方式,连续每天24小时不间断对所有离网逆变器的运行状态和数据进行监测能实时显示电站的当前发电总功率日总发电量累计总发电量累计CO2 总减排量以及每天发电功率曲线图可查看每台逆变器的运行参数,主要包括:直流电压直流电流直流功率交流电压交流电流逆变器机内温度时钟频率当前发电功率日发电量累计发电量累计CO2 减排量每天发电功率曲线图等所有逆变器的运行状态,采用声光报警方式提示设备出现故障,可查看故障原因及故障时间,监控的故障信息至少包括以下内容:电网电压过高电网电压过低电网频率过高电网频率

29、过低直流电压过高逆变器过载逆变器过热逆变器短路散热器过热逆变器孤岛DSP 故障通讯失败等此外,监控装置可每隔5分钟存储一次电站所有运行数据,可连续存储20年以上的电站所有的运行数据和所有的故障纪录监控软件具有集成环境监测功能,主要包括日照强度风速风向室外和室内环境温度和电池板温度等参量(7) 环境监测仪本系统配置1套环境监测仪,用来监测现场的环境温度风速风向和辐射强度等参量,其RS485通讯接口可接入并网监控装置的监测系统,实时记录环境数据(8)过电压保护及接地为了保证本工程光伏并网发电系统安全可靠,防止因雷击浪涌等外在因素导致系统器件的损坏等情况发生,系统的防雷接地装置必不可少(9)过电压保

30、护本工程光伏离网发电系统的防雷接地装置按三级防雷建筑物考虑,构筑物的防雷主要采用避雷带进行防雷保护并根据厂地实际情况适当布置避雷针以防直击雷的危害对于运行设备的投入或退出,电力系统的故障等情况而导致系统参数的改变,结果形成电气设备内部过电压情况,采取在开关柜的出线端加装过电压保护器措施(10)接地本工程的接地主要包括以下几个方面: 防雷接地 包括避雷带以及低压避雷器等 工作接地 包括逆变器的中性点电压互感器和电流二次侧线圈 保护接地 包括太阳能电池支架控制器逆变器配电柜外壳电缆外皮穿线金属管道的外皮 屏蔽接地 包括电子设备的金属屏蔽本工程接地网设计原则为以水平接地体为主,辅以垂直接地体的人工复

31、合接地网,接地电阻应不大于4接地装置的电位接触电位差和跨步电压差均能满足要求接地网经常有人的走道处应铺设砾石,沥青路面下或在地下装设两条与接地网相连的“帽檐式”均压带水平接地体采用镀锌扁钢,垂直接地体采用镀锌钢管(11)照明和检修网络本工程采用照明与动力混合供电的方式正常照明网络电压为380/220V事故照明采用应急灯检修电源设置检修箱,由配电间供电检修配电箱的容量应根据其检修范围内检修用电焊机台数和检修负荷大小确定,每个检修单元的检修配电箱应连接成检修网络(12)电缆设施及防火 电缆的选取本50KW太阳能光伏发电系统电缆的选取主要考虑以下因数:电缆的绝缘性能电缆的耐热阻燃性能电缆的防火防光电

32、缆的敷设方式电缆的大小与规格等综合以上因数,本工程中,组件与组件之间的连接电缆选用耐热防化学物质防潮防暴晒电缆;方阵内部和方阵之间的连接电缆选用防潮防暴晒电缆电力电缆选用铜芯交联聚乙烯电缆和铜芯聚氯乙烯电缆 电缆设施主要采用桥架及穿管相结合的敷设方式 电缆防火为防止电缆着火时火灾蔓延造成严重的后果,本期工程采取以下措施:1) 配电室内及由配电室引出的电力电缆控制电缆测量信号电缆均采用阻燃措施2) 在电缆沟分支处和进入建筑物的入口处应设立防火门或防火隔断3) 在电缆敷设完成后,将所有的电缆孔洞,所有高低压开关柜控制屏保护屏动力箱端子箱处要求采用有效阻燃材料进行防火封堵(13)逆变器并网型逆变器选

33、型时除应考虑具有过/欠电压过/欠频率防孤岛效应短路保护逆向功率保护等保护功能外,同时应考虑其电压(电流)总谐波畸变率较小,以尽可能减少对电网的干扰整个光伏系统采用的逆变器具有自动检测功能,并能够随着太阳能组件接受的功率,以最经济的方式自动识别并投入运行本工程拟选用的合肥阳光的逆变器,输入直流电压范围DC430-800V,最大允许输入电压900V,输出交流电压为380V,功率因数大于0.98,谐波畸变率小于3%THD(13)汇流箱每个逆变器都连接有若干串光伏组件,这些光电组件通过汇流箱和直流配电柜连接到逆变器汇流箱满足室外安装的使用要求,绝防护等级达到IP54,同时可接入6 路以上的太阳电池串列

34、,每路电流最大可达10A,接入最大光伏串列的开路电压值可达DC900V,熔断器的耐压值不小于DC1000V,每路光伏串列具有二极管防反保护功能,配有光伏专用避雷器,正极负极都具备防雷功能,采用正负极分别串联的四极断路器提高直流耐压值,可承受的直流电压值不小于DC1000V汇流箱内置组串电流监测单元,具有监测各组串电流的功能,并以通讯模式将电流监测信息传输至综合自动化监控装置汇流箱和直流配电柜还装设有浪涌保护器,具有防雷功能汇流箱的电气原理图如图6-1图6-1 汇流箱电气原理框图(14)直流防雷配电柜1) 每台逆变器匹配1 台直流防雷配电柜;2) 每台直流防雷配电柜应提供10路汇流箱输入接口;3

35、) 每路直流输入侧配有直流断路器和防反二极管;4) 直流输出回路配置光伏专用防雷器;5) 直流母线输出侧配置1000V 直流电压显示表;6) 直流防雷配电柜配有电流监测模块,实现光伏组串电流的监测功能,并提供RS485 通讯接口,与系统的监控装置进行通讯;7) 直流配电柜的电气原理框图如下图所示:8) 防护等级:IP20,室内安装;9) 进出线方式:下进下出6.2 电气二次部分本工程采用一体化的集中控制方式,在综合控制室实现对所有电气设备的遥测遥控遥信6.2.1 综合自动化系统综合控制室设置综合自动化系统一套,该系统包含计算机监控系统,并具有远程操控功能,根据调度运行的要求,本电站端采集到的各

36、种实时数据和信息,经处理后可传送至上级调度中心,实现少人无人值班计算机监控范围有光伏电站各子系统内的逆变器升压变以及站用配电装置直流系统等全站设置通讯管理机若干,采集系统内的逆变器配电装置升压变的运行数据综合自动化系统通过光纤与各通讯管理机联系,采集分析系统上传的数据,同时实现对系统的远程控制该综合自动化系统还采集综合控制室内各配电装置电子设备间各设备的运行数据,能够分析打印各种报表综合自动化系统将所有重要信息传送至监控后台,便于监控人员对各逆变器及光伏阵列进行监控和管理,在LCD 上显示运行故障类型电能累加等参数项目公司总部亦可通过该系统实现对光伏电站的遥信遥测6.2.2 综合保护光伏电站内

37、主要电气设备采用微机保护,以满足信息上送元件保护按照中国有关继电保护和安全自动装置技术规程配置干式升压变压器设置高温报警和超温跳闸保护,动作后跳高低压侧开关温控器留有通讯接口以便上传信息开关柜上装设测控保护装置设过电流保护差动保护零序过电流保护方向保护测控保护装置以通讯方式将所有信息上传至综合自动化系统同时装设具有四段保护功能的框架断路器,配置通讯模块,以通讯方式将所有信息上传至综合自动化系统逆变器具备极性反接保护短路保护孤岛效应保护过热保护过载保护接地保护等,装置异常时自动脱离系统并网联络线按接入系统设计和审批文件要求配置保护6.2.3 站用直流系统为了给控制信号综合自动化装置和继电保护等提

38、供可靠电源,设置220V 直流系统1 套直流系统采用单母线接线,设一组阀控式免维护胶体蓄电池,10 小时放电容量100Ah,正常时以浮充电方式运行设一组充电器,充电器采用高频开关电源,高频开关电源模块采用N+1 的方式配置作为充电和浮充电电源直流成套设备布置于综合楼电子设备间6.3 通信部分6.3.1 工程概述本光伏电站工程建设规模50KW设置综合控制室1 座该综合室既是电站与学校电网的接入点,又是整个光伏电站的管理控制中心本设计为光伏电站站内通信部分,系统通信属于接入系统设计范围,将在接入系统设计中考虑6.3.2 站内通信本光伏电站为无人值守,站内通信考虑采用公共无线通讯网络7 采暖通风设计

39、7.1 设计原则本光伏发电项目工程暖通专业的设计包括:光伏电站内各个建筑采暖通风与空气调节的设计7.2 采暖本工程不采用集中供暖,各建筑根据工艺要求设局部采暖措施7.3 通风与空调综合控制室内电子设备室内设分体式空调机调节室内温度,并设新风换气机提供新风8 消防部分8.1 设计原则 8.1.1 本工程依据保加利亚当地有关消防条例规范,本着以“预防为主,防消结合”的消防工作方针,并结合本工程的具体情况进行消防部分的设计各工艺专业根据光伏电站工艺系统的特点,在设备与器材的选择和布置上采取防火措施总图建筑和结构专业根据防火要求,进行厂区总平面布置及建(构)筑物的设计从积极的方面预防火灾的发生及其蔓延

40、扩大,做到“防患于未然” 8.1.2 重要的建筑物设备采用的主要消防设施如下: A. 室内主要设置灭火器,并配备其他必要的灭火器材 B. 本工程容量小,不设水喷雾灭火系统 8.1.3 全厂易燃及重要装置部分设火灾监测报警系统8.2 消防措施 8.2.1 光伏电站不设消防机构,但需配备一名兼职消防人员,初期火灾由站内运行人员自行组织灭火,同时通知当地消防队支援共同扑灭火灾; 8.2.2 本工程消防总体设计采用综合消防技术措施,从防火监测报警控制灭火排烟逃生等各方面入手,力争减少火灾发生的可能性,一旦发生也能在短时间内予以扑灭,使损失减少到最低,同时确保火灾时人员的安全疏散; 8.2.3 光伏电站

41、消防控制装置设在综合控制室内;8.2.4 根据生产重要性和火灾危险性程度配置消防设施和器材;9 环境保护9.1 产业政策及规划符合性 本项目的建设符合中国能源产业政策和环境保护政策,符合山西可再生能源发展规划和山西总体发展规划土地利用规划符合当地环境保护要求,符合清洁生产原则9.2 施工期环境影响分析及污染防治对策 9.2.1 生态和水土保持 本工程对环境的影响大部分是由于在施工过程中带来的环境影响,本工程利用中学屋顶,土建部分只有光伏组件支架基础配电房部分,施工量极少,故对环境影响极小施工造成的环境影响将随着工程的结束而消失 9.2.2 噪声防治 本工程施工内容主要包括支架基础配电房和升压站

42、基础土方开挖和回填基础承台浇筑光伏设备运输和安装等施工噪声主要来自于支架建设以及运输车辆根据预测结果施工噪声达标衰减距离最大为100m,不会对附近居民产生影响 9.2.3 尘废气 工程在施工中由于土方的开挖和施工车辆的行驶,可能在作业面及其附近区域产生粉尘和二次扬尘,造成局部区域的空气污染因此,在施工过程中需保持场地清洁并采取经常洒水等措施,以减轻工程施工对周围环境的影响 9.2.4 运输车辆对交通干线附近居民的影响 光伏电站工程运输量不大,因此运输车辆对交通干线附近居民的影响较小,运输过程应注意对于居民区尽量绕道而行,避免或减轻对居民造成的噪声影响施工车辆的运行应尽量避开噪声敏感区域和噪声敏

43、感时段,文明行车 9.2.5 废污水 工程施工废污水主要来自于土建工程施工材料和设备的清洗,以及雨水径流施工废污水的主要成分是含泥沙废水,不可任其随地漫流,污染周围环境,应对废水进行收集,方法是在现场开挖简易池子对泥浆水进行沉淀处理,处理后尾水全部予以回用,可用于施工场地冲洗工区洒水或施工机械冲洗等9.3 运行期的环境影响 太阳能光伏发电是利用自然太阳能转变为电能,在生产过程中不直接消耗矿物燃料,不产生污染物,因此运行期间对环境的影响主要表现为以下几个方面: 9.3.1 噪声影响 太阳能光伏发电运行过程中产生噪声声源的只有变压器,本工程变压器容量小电压低,运行中产生的噪音较小;同时变压器布置在

44、室内,室外噪音水平远低于国家标准逆变器是由电子元器件组成,其运行中的噪声也可以忽略 9.3.2 电磁场的影响 该光伏发电项目中逆变器变压器等电气设备容量小,且室内布置,因此可认为基本无电磁场的影响 9.3.3 光污染及防治措施 光伏组件内的晶硅板片表面涂覆有防反射涂层,同时封装玻璃表面已经过防反射处理,因此太阳能光伏组件对阳光的反射以散射为主其总反射率远低于玻璃幕栏,无眩光,故不会产生光污染 光伏电站投入运行后,为当地增添一处优美的景点在保证电站安全正常发电的前提下,可作为本区一个很好的高科技生态环保主题旅游景点,将有助于当地旅游项目的发展 该项目的升压设备投运后,四侧围栏外的电场强度和磁感应

45、强度将远低于居民区电磁场评价标准限值,距围栏外20m 处产生的无线电干扰强度将符合评价标准升压站对周边电磁环境无影响9.4 场址合理性本项目所选场址从日照资源环境敏感性地方规划等方面均说明选址较合理综上所述,本项目是清洁能源开发利用项目,符合国家能源产业发展政策,符合当地环境保护要求,符合清洁生产原则该工程建设对当地环境的影响较小,除工程占地造成土地利用状况不可逆改变外,其他影响经采取报告表中提出的污染治理和生态恢复措施后,不会影响区域生物多样性和区域生态环境本项目具有明显的节能和污染物减排效果,场址选择合理从环境保护角度,上海锋皇能源科技有限公司50KW 光伏发电项目建设是可行的10 节约能

46、源10.1 节电措施1)合理配置光伏系统直流电压等级,降低线路铜损2) 根据光伏发电系统输出容量的特性变化,合理选择升压变压器容量,以减低变压器损耗3)各电气设备间尽量采用自然通风,减少空调设备使用,通风设备应能够根据室内温度自动启停;照明灯具采用高效节能灯具,以降低站用电率4)逆变器选型时要优先选择高效率高可靠率的设备11 社会和环境效益评价11.1 社会及经济效益 在山西建设50KW 光伏电站,能够大力推广使用太阳能,有助于促进山西能源转型的步伐,其社会效益将体现在如下方面: 􀁺 增加就业,创造税收太阳能产业的发展有利于增加就业机会,创造税收 􀁺 缓解电

47、力供应的压力通过建立光伏电站,利用当地丰富的太阳能来发电,不消耗燃料,不污染环境,调节峰电,保证电力供给11.2 环境效益 光伏发电是一种清洁的能源,建成投产后既不消耗燃料资源和水资源,同时又不释放污染物废料,也不产生温室气体破坏大气环境,也不会有废渣的堆放废水排放等问题,有利于保护周围环境,是一种绿色可再生能源 该项目的建设,将在节省燃煤减少CO2SO2NOx烟尘灰渣等污染物排放效果上,起到积极的示范作用 50KW 光伏发电项目整个25 年经济寿命期内,年平均上网电量约8 万kWh与相同发电量的火电厂相比,按照当前主力发电机组600MW 发电机组平均供电煤耗水平305g/kWh,排放6.2

48、克的硫氧化物(SOx)(脱硫前统计数据)和2.1 克的氮氧化物(NOx)(脱氮前统计数据)计,每年可为电网节约标煤约13 吨在其经济使用寿命25 年使用期内,该类光伏发电项目总共节省标煤约325吨 该项目的建设,将在节省燃煤减少CO2SOxNOx烟尘灰渣等污染物排放效果上,起到积极的示范作用根据预测,该项目潜在的节能减排效果为:每年减轻排放温室效应气体CO2 约68 吨;每年减少排放大气污染气体SOx 约0.5 吨NOx约0.18 吨此外还可节约用水,减少相应的废水和温排水等对水环境的污染由此可见,光伏电站有明显的环境效益12 施工组织设计12.1 施工条件12.1.1 工程条件12.1.1.

49、1 光伏电站概况上海锋皇能源科技有限公司 50KW光伏发电项目建于山西省太原市地理坐标为东经112,北纬37,在山西省中部12.1.1.2 工程的突出特点及场地现有条件(1)施工地点集中(2)光伏发电组件数量多重量轻,可模块化组装,不同模块可同时施工安装(3)土建工程为各方阵模块的电气控制楼,和组件支架的基础,场地施工难度小(4)施工检修通道可以在原有地面情况的基础上做简单平整和硬化处理,施工对施工检修通道的要求较低12.1.1.3 建筑工程由于光伏电场施工较为简单,建筑工程主要有电气控制室线路光伏组件支架基础及施工检修道和与道路有关的边沟护坡等12.1.1.4 安装工程光伏电场安装较为简单,

50、包括电气控制室的设备安装光伏组件安装线路安装等12.1.1.5 施工单位应具备的技术条件本工程安装工艺简单,但技术要求高设备安装单位应为专业施工队伍要求施工队伍机械装备施工管理现代化12.1.2 光伏电场施工临时用地所有施工临时用地皆为材料设备临时堆放场地及安装场地,可以从永久性用地内提供,因此不涉及永久性用地之外的临时性用地占地面积12.2 电池板安装 电池板组件单件重量在 1025kg,重量较轻,安装较为方便安装前应先按电池板出厂前标定的性能参数,将性能较为接近的电池板成串安装,以保证电池板尽量在最佳工作参数下运行 电池板采用螺栓与支架相连接固定,支架采用法兰连接的方式与镀锌型钢支墩相连接

51、镀锌型钢支墩基础采用水泥浇筑固定的方式12.3 施工总平面规划布置 施工总平面应本着“节约用地文明施工方便运输保证安全”的原则,进行合理规划布置,力求适用紧凑经济 综合进度按先土建后安装再调试的顺序进行安排随着建筑工程项目交付安装,其施工场地也同步交给安装处理好施工准备与开工土建与安装等方面的关系12.4 施工总体布置的原则 根据光伏电站建设投资大工期紧建设地点集中施工场地移动频繁及质量要求高等诸多特点,遵循施工工艺要求和施工规范,保证合理工期,采用优选法和运筹学,施工总布置需按以下基本原则进行: (1) 以模块化施工为主,将整个50KW工程分成2 个施工模块,各模块同时施工 (2)质量第一,

52、安全至上的原则 光伏组件及其支架系统安装质量要求高,为此,在全部工程实施的始终,都要贯彻执行质量第一安全至上的原则 (3) 节能环保创新增效的原则 光伏电站的建设本身就是节约一次能源保护环境的一项社会实践活动,在光伏电站的建设中,对于具体的工程项目的实施,要遵循充分节约能源切实保护环境的原则在整个光伏电站建成运营后,更能充分显示出开发新能源,对人类所创造出的经济效益社会效益和绿色环保效益 (4) 高效快速易于拆除的原则 光伏电站的全部建(构)筑物,除地下基础工程采用钢筋砼外,地面以上的承重支撑体系及围护结构尽量设计成易于加工易于拆装的标准化构件,除能达到快速施工节约能源的目的外,还能达到易于拆

53、除易于清理的目的12.5 地方建筑材料 施工所需碎石石灰粘土砖砂水泥等地方建筑材料,在施工现场周围地区采购12.6 雨季施工 雨季施工重点要做好防雷电防塌防风应做好场地施工排水和防洪设备防雨遮盖,并做好接地工作基础开挖,防止灌水对正在浇筑的混凝土应做好防护,防止雨水冲刷影响混凝土质量12.7 项目实施综合控制轮廓进度 阶段时间具体内容说明建设前期工作阶段*年*月*日*年*月*日对拟安装地点和建筑物进行了现场踏勘,落实了项目安装地点;编写了项目建议书和可行性研究报告建设准备阶段*年*月*日*年*月*日完成用户手册;完成设备的选型确定;落实设备运输和存储;确定具体施工方案 建设实施阶段*年*月*日

54、*年*月*日项目批准后,进行设备安装及调试;完成用户安全培训和设备使用培训工作 竣工验收阶段*年*月*日*年*月*日 *月*日-*月*日为设备试运行阶段;*月*日-*月*日,进行竣工验收附件一:名词解释1太阳高度角:太阳光线与观测点处水平面的夹角,称为该观测点的太阳高度角2太阳方位角:太阳方位角即太阳所在的方位,指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角,可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角方位角以正南方向为零,由南向东向北为负,由南向西向北为正,如太阳在正东方,方位角为负90,在正东北方时,方位为负135,在正西方时方位角为90,在正北方时为1803辐射度:照射到面

55、元上的辐射通量与该面元面积之比(W/)4散射辐射(散射太阳辐射)量:系指在一段规定的时间内,除去直接太阳辐射外,照射到单位面积上来自天空的辐射能量5直接辐射(直接太阳辐射)量:系指在一段规定的时间内,照射到单位面积上来自天空太阳圆盘及其周围对照射点所张的半锥角为8的辐射能量6总辐射(总的太阳辐射)量:在一段规定时间内(根据具体情况而定为每小时每天每周每月每年)照射到水平表面的单位面积上的太阳辐射能量7倾斜面总辐射(倾斜面太阳总辐射)量:在一段规定时间内(根据具体情况而定为每小时每天每周每月每年)照射到某个倾斜表面的单位面积上的太阳辐射能量8总辐射度(太阳辐射度):系指入射于水平表面单位面积上的

56、全部的太阳辐射通量(W/)9倾斜面总辐射度(倾斜面太阳总辐射度):系指入射于倾斜表面单位面积上的全部的太阳辐射通量(W/)10直接辐射度:系指照射到单位面积上的来自天空太阳圆盘及其周围对照射点所张的半锥角为8的辐射通量11散射辐射度:系指去除直接太阳辐射的贡献外,来自整个天空并照射到单位面积上的辐射通量12组件(太阳电池组件):系指具有封装及内部联结的能单独提供直流电输出的,最小不可分割的太阳电池组合装置13太阳电池组件表明温度:系指太阳电池组件背表面的温度14组件效率:系指按组件外形(尺寸)面积计算的转换效率15组件实际效率:按组件中所有单体电池几何面积之和计算得到的转换效率16板(太阳电池

57、板):由若干个太阳电池组件按一定方式组装在一块板上的组装件叫板(太阳电池板),通常作为方阵的一个安装单元17方阵(太阳电池方阵):由若干个太阳电池组件或太阳电池板在机械和电气上按一定方式组装在一起并且有固定的支撑结构而构成的直流发电单元地基太阳跟踪器温度控制器等类似的部件不包括在方阵中18子方阵(太阳电池子方阵):如果一个方阵中有不同的组件或组件的连接方式不同,其中结构和连接方式相同部分称为子方阵19光伏系统:包含所有逆变器(单台或多台)和相关的BOS(平衡系统部件)以及具有一个公共连接点的太阳电池方阵在内的系统20额定电压:在规定的工作条件下,依据同一类型光伏发电器的特性选择确定其输出电压,

58、使这一类光伏发电器的输出功率都接近最大功率,这个电压叫额定电压21额定功率:在规定的工作条件下,光伏发电器在额定电压下所规定的输出功率22额定电流:在规定的工作条件下,光伏发电器在额定电压下所规定的电流23峰瓦:指太阳电池组件方阵,在标准测试条件下的额定最大输出功率24电网:输电配电的各种装置和设备变电站电力线路和电缆的组合它把分布在广阔地域内的发电厂和用户联接成一个整体,把集中生产的电能配送到众多个分散的电能用户25电网保护装置:监测光伏系统电力并网的技术状态,在指标越限情况下将光伏系统与电网安全解列的装置26电网接口:在光伏系统与电网配电系统中间的相互联接泛指发电设备与电网之间的并解列点2

59、7孤岛效应:电网失压时,光伏系统仍保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态28防孤岛效应:当光伏系统并入电网失压时,29逆变器:将直流电变换为交流电的器件将光伏系统的直流电变换成交流电的设备用于将电功率变换成适合于电网使用的一种或多种形式的电功率的电气设备30应急电源系统:当电网因故停电时能够为特定负载继续供电的电源系统,它一般含有逆变器保护开关控制电路储能装置(如蓄电池)和带有充电控制电路的充电装置等31并网方式:根据光伏系统是否允许通过供电区的变压器向高压电网送电,分为可逆流和不可逆流的并网方式必须在规定的时限内将该光伏系统与电网断开,防止出现孤岛效应32电能质量:光伏系统向当地交流负载提供电能和向电网发送电能的质量应受控,在电压偏差频率谐波和功率因数方面应满足实用要求并符合标准出现偏离标准的越限状况,系统应能检测到这些偏差并将光伏系统与电网安全断开除非另有要求,应保证在并网光伏系统电网接口处可测量到所有电能质量参数(电压频率谐波等)33电压偏差:为了使当地交流负载正常工作,光伏系统中逆变器的输出电压应与电网相匹配正常运行时,光伏系统和电网接口处的电压允许偏差应符合GB/T12325 的规定三相电压的允许偏差为额定电压的7%,单相电压的允许偏差为额定电压的+7%-10%34频率:光伏系统并网时应与电网同步运行电网额定频率为50Hz,光伏系统并网后的频率允许