100kW光伏发电方案

100kWp 屋顶分布式光伏发电建设方案2 目 录一、项目建设背景及意义 31.1 项目名称 31.2 项目背景 31.3 建设意义 3二、 相关技术规范和标准 4三、设计方案 53.1．系统概述 . 53.2．光伏阵列方案 . 53.3．光伏逆变器及并网方案 . 53.4．监控装置 . 53.5．综述 . 53.6. 原理图 . 6四、 设计计算及设备选型 74.1 并网逆变器设计 . 74.2. 光伏阵列设计 . 84.3. 光伏阵列汇流箱 94.4. 交流配电柜 104.5. 系统接入电网设计 114.6. 系统监控装置 114.7.系统防雷接地装置 12五、系统主要设备配置清单 13六．经济效益 14七．服务与支持 153 一、项目建设背景及意义1.1 项目名称项目名称： 100kWp 分布式光伏发电项目1.2 项目背景1.2.1. 国家大力支持发展清洁能源（包括光伏发电） ，促进节能减排，绿色环保工作。1.2.1.1. 《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》 （国发 [2013]24号）1.2.1.2. 国家能源局《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》（国能新能 [2014]406 号）1.2.1.3. 湖北省发改委《关于对新能源发电项目实行电价补贴有关问题的通知》（鄂价环资〔 2015〕 90 号文件）1.2.2. 政府出台一系列的补贴政策及相关并网服务政策。1.2.3. 光伏发电项目的设备成本大幅度降低，推动光伏发电项目的发展。1.2.4. 分布式光伏发电项目具有较好的投资价值，减少用户的电力增容压力。1.3 建设意义1.3.1. 符合国家产业政策1.3.2. 优化能源和电力结构1.3.3. 响应国家号召，支持政府完成节能减排目标4 二、相关技术规范和标准2.1. 住宅建筑电气设计规范 JGJ242-2011 2.2. 低压配电设计规范 GB50054-95 2.3. 综合布线系统工程设计规范 GB50311-2007 2.4. 建筑电气工程施工质量验收规范 GB50303-2002 2.5. 电气装置安装工程施工及验收规范 GB50254～ 50257-96 2.6. 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 GB50150-2006 2.7. 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50171-92 2.8. 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB50168-2006 2.9. 综合布线系统工程验收规范 GB50312-2007 2.10. 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169-2006 2.11. 民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范 JGJ203-2010 2.12. 太阳光伏电源系统安装工程设计规范 CECS84:96 2.13. 光伏电站施工规范 GB50794-2012 2.14. 太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范CECS85:96 2.15. 光伏发电工程施工组织设计规范 GB/T50795-2012 2.16. 光伏发电工程验收规范 GB/T50796-2012 2.17. 光伏建筑一体化系统运行与维护规范 JGJ/T264-2012 5 三、设计方案3.1 ．系统概述针对 100kWp的太阳能光伏并网发电系统项目，建议采用分块发电、集中并网方案， 将系统分成 2 个 50kW的并网发电单元， 每个 50kW的并网发电单元都接入 0.4KV 低压配电柜， 汇总经过总断路器， 最终实现整个并网发电系统并入 0.4KV低压交流电网。3.2 ．光伏阵列方案本方案采用 250WP(30.23V) 多晶太阳能光伏组件， 100kWP共需 400 块，实际装机容量 100kW。250Wp组件开路电压为 36.2V 左右， 工作电压为 30.23V。 光伏阵列分 2 个主方阵，每个主方阵容量 50KW，共 200 块组件。 20 块为一个子串列，共 10 串。3.3 ．光伏逆变器及并网方案整个系统分成 2 个 50kW的并网发电单元， 选用 2 台 50kW逆变器。 每台逆变器的交流输出接入交流并网配电柜， 经交流断路器接入 0.4kV 侧， 并配有发电计量表。 交流配电柜装有交流电网电压表和输出电流表， 可以直观地显示电网侧电压及发电电流。3.4 ．监控装置本系统配置 1 套无线远程监控装置3.5 ．综述本系统主要由太阳能电池组件、 光伏阵列防雷汇流箱、 光伏并网逆变器和交流配电柜组成。 另外， 系统应配置 1 套监控装置， 用来监测系统的运行状态和工作参数。6 3.6. 原理图7 四、设计计算及设备选型4.1 并网逆变器设计此次光伏并网发电系统设计为 2 个 50KW并网发电单元， 每个 50KW并网发电单元配置 1 台型号为 SG50K3并网逆变器， 整个系统配置 2 台 SG50K3并网逆变器，组成 100KWWp并网发电系统。 SG50K3由阳光电源股份有限公司生产 。8 4.2. 光伏阵列设计目前在光伏并网系统中， 普遍选用具有较大功率的太阳能电池组件， 本系统可选用单块 250Wp多晶硅太阳能电池组件，其工作电压为 30.23V，开路电压约为 36V。当然，也可选用其它类型的太阳能电池组件。SG50K3并网逆变器的直流工作电压范围为： 300Vdc～ 950Vdc，最大开路电压 1000V。经过计算 :300V/30.23V=9.9, 950V/36V=26.3, 得出：每个光伏阵列可采用 10-26 块电池组件串联。本方案选 20 个电池组件串联。每个光伏阵列的峰值工作电压： 20× 30.23=604V，开路电压： 720V，满足逆变器的工作电压范围。对于每个 50KW并网发电单元，需要配置 200 块 250Wp电池组件，组成 2 个光伏阵列。整个 100KWp并网系统需配置 400 块 250Wp电池组件。每个主方阵容量 50KW，共 200 块组件。 20 块为一个子串列，共 10 串。一个主方阵太阳电池组件布置为 10 个 1*20 子阵列 . 9 4.3. 光伏阵列汇流箱SPV-8光伏阵列汇流箱由湖北通益电气有限公司研制，主要特点如下：大大简化了系统布线和不必要的损耗；最大可接入 8 路光伏串列，单路最大电流 16A ；宽直流电压输入，光伏阵列最高输入电压可达 1000VDC ；光伏专用保险丝；光伏专用高压防雷器；满足室内、室外安装要求；可实现多台机器并联运行；维护简易、快捷；远程监控（选配） ；防护等级 IP65 ；10 4.4. 交流配电柜简化系统布线 ,操作简单、维护方便，提高系统可靠性、安全性，选用国际知名厂家的器件。交流配电柜的性能特点如下：交流配电柜主要满足交流配电，方便逆变器交流接入的汇流；交流配电柜输入输出配置交流断路器，方便维护和操作；交流输出母线配置电度表，实现对并网发电系统的计量；交流输出母线安装交流防雷器，防止感应雷对设备造成损坏；交流配电柜可根据系统实际要求定制， 交流输出母线可根据系统需要进行分段，原理框图如下：在本方案中有 2 个交流配电单元。11 4.5. 系统接入电网设计本方案采用的 SG50K3并网逆变器适合于直接并入三相低压交流电网（ AC380V/50Hz） 。系统配置 2 台 SG50K3并网逆变器的交流输出直接接入交流配电柜的 0.4KV开关柜， 经交流低压母线汇流后接入低压开关柜， 并入 0.4KV 低压交流电网， 从而最终实现系统的并网发电功能。4.6. 系统监控装置采用高性能无线传输模块，配置光伏并网系统多机版监控软件，采用 GPRS无线通讯方式，连续每天 24 小时不间断对所有并网逆变器的运行状态和数据进行监测。(1) 光伏并网系统的监测软件可连续记录运行数据和故障数据如下：① 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。② 可查看每台逆变器的运行参数，主要包括：A、直流电压 ;B、直流电流 ;C、直流功率 ;D、交流电压 ;E 、交流电流 ; F、逆变器机内温度 ;G、时钟 ;H、频率 ;J 、当前发电功率 ; K、日发电量 ;L 、累计发电量 ;M、累计 CO2 减排量 ; N、每天发电功率曲线图③ 监控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：A、电网电压过高； B、电网电压过低； C、电网频率过高；D、电网频率过低； E、直流电压过高； F、逆变器过载；G、逆变器过热； H、逆变器短路； I 、散热器过热；J、逆变器孤岛； K、 DSP故障； L、通讯失败；(2) 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 5 年以上的电站所有的运行数据和所有的故障纪录。(3) 可提供中文和英文两种语言版本。(4) 可长期 24 小时不间断运行在中文 XP 操作系统。(5) 监控主机同时提供对外的数据接口， 即用户可以通过网络方式， 异地实时查看整个电源系统的实时运行数据以及历史数据和故障数据。12 4.7. 系统防雷接地装置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。系统的防雷接地装置措施有多种方法，主要有以下几个方面供参考：（ 1）地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设和太阳电池方阵基础建设的同时，选择电厂附近土层较厚、潮湿的地点，挖 1～ 2 米深地线坑，采用 40 扁钢， 添加降阻剂并引出地线， 引出线采用 10mm2铜芯电缆， 接地电阻应小于 4 欧姆。（ 2）直流侧防雷措施：电池支架应保证良好的接地，太阳能电池阵列连接电缆接入光伏阵列防雷汇流箱，汇流箱内含高压防雷器保护装置，电池阵列汇流后再接入直流防雷配电柜，经过多级防雷装置可有效地避免雷击导致设备的损坏。（ 3）交流侧防雷措施：每台逆变器的交流输出经 0.4KV 开关柜接入电网， 10KV变电站应配置防雷装置，有效地避免雷击和电网浪涌导致设备的损坏，且所有的机柜要有良好的接地。13 五、系统主要设备配置清单序号 名称 厂家 备注1 太阳能电池板 旭阳科技2 光伏并网逆变器 阳光电源3 光伏汇流箱 通益电气4 交流并网配电柜 通益电气5 无线传输监控系统 通益电气6 安装附件 通益电气14 六．经济效益⑴ 100 kW 屋顶光伏发电站所需电池板面积：1000 kW 需要 400 块电池板，电池板总面积 1.6368*400=654.72 ㎡。⑵ 年平均太阳辐射总量：目前：湖北倾角等于当地纬度斜面上的太阳总辐射辐照量为 4190-5016 MJ／ (m 2?a)。⑶ 根据理论计算年发电量 =年平均太阳辐射总量 * 电池总面积 * 光电转换效率 =13.14 万度 -15.73 万度⑷ 实际发电量因实际发电量受到以下因素的影响： 1、太阳电池板输出的标称功率与实际输出有偏差； 2、光伏组件温度的升高对它的输出功率有一定影响； 3、光伏组件表面灰尘的累积会影响太阳电池板的输出功率； 4、由于太阳辐射的不均匀性，光伏组件的输出几乎不可能同时达到最大功率输出， 因此光伏阵列的输出功率要低于各个组件的标称功率之和； 5、其它因素。所以实际发电效率为 71％。⑸光伏发电系统实际年发电量 =理论年发电量 * 实际发电效率=（ 13.14-15.73） *71%=9.3 万度 -11 万度结合以上理论计算， 100KWp 光伏发电项目收益计算如下每年可节省的电费为：（ 9.3-11）万度 *1.2 元每度 =（ 11.16-13.2）万元其中：享受国家政策补贴为：（ 9.3-11）万度 *0.42 元每度 =（ 4.5-4.6）万元享受湖北省政策补贴为：（ 9.3-11）万度 *0.25 元每度 =（ 2.3-2.7）万元年总收益： 17.96 万元 -20.5 万元每年15 七．服务与支持为客户提供一站式服务：提供从现场勘查、设计、安装、调试、报装到送电的全过程服务详细的系统应用培训提供后期运行的维护保养服务完善的 7*24小时售后服务体系