山西148.4kW光伏发电项目

1 陕西 148.4kWp分布式光伏项目技术方案福州裕达昌新能源责任有限公司2016 年 4 月2 目 录1、整体方案设计 . 31.1 主要设计原则 31.2 系统配置清单 41.3 并网光伏系统的构成 51.4 电气设计 52.4.1 容量及组串设计 . 52.4.2 接入设计 . 61.5 机械设计 62、主要设备选型 . 72.1 光伏组件 72.2 组串式逆变器 73、发电量计算 . 94、新能源社会效益及经济效益分析 . 104.1 国家对节能减排相关政策文件 104.2 项目环境、社会效益分析 105、工程案例集锦 . 123 1、整体方案设计本项目为陕西 148.4kWp光伏发电项目，本项目并网类型为“自发自用，余电上网”。表 2-1 基本信息表项目名称 陕西 148.4kWp光伏项目项目建设地址 陕西设计装机容量 148.4kWp 电站设计寿命 25年 光伏组件峰值功率 265Wp 25年内发电量 434.81 万 kWh 年平均发电量 17.39 万 kWh 1.1 主要设计原则光伏发电站设计应综合考虑日照条件、土地和建筑条件、安装和运输条件等因素， 并应满足安全可靠、经济适用、环保、美观、便于安装和运维的要求，在满足安全性和可靠性的同时，应优先采用新技术、新工艺、新设备、新材料，认真贯彻国家经济政策，遵循国家颁发的相关文件、规范及技术规定，并根据电力系统条件，合理制定布置方案和选用设备，做到技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便。按照发电效率最大的设计原则，设计光伏发电设备和线路。同时严格按照电力系统的接入系统批复意见设计。本项目并网的电能质量应满足以下规定：（ 1）《电能质量 供电电压允许偏差》（ GB-T 12325-2003）（ 2）《电能质量 三相电压允许不平衡度》（ GB-T15543-2008）（ 3）《电能质量 电压波动和闪变》（ GB 12326-2000）（ 4）《电能质量 电力系统频率偏差》（ GB-T 15945-2008）（ 5）《电能质量 公用电网谐波》（ GB-T 14549-1993）（ 6）《光伏发电站接入电力系统技术规定》（ GB-Z 19964-2005）4 1.2 系统配置清单经设计，陕西光伏项目系统配置清单如表 2-2 所示：表 2-2 系统主要配置清单光伏电站主要设备配置表 ( 148.4kWp ) 项目 规格型号 数量 单位光伏组件 265Wp 560 块组串式逆变器 20kW 7 台支架系统 按 148.4kWp计 1 套电缆PV1-F-1×4 1 套ZRC-YJV22-0.6/1kV- 4× 10 1 套ZRC-YJV22-0.6/1kV- 3×1 20+1× 70 1 套交流汇流柜 1 面低压并网柜 400V 1 面防雷系统 / 1 套辅材 / 1 套5 1.3 并网光伏系统的构成并网光伏发电系统，由光伏电池方阵、组串式逆变器、交流汇流柜和并网柜等组成，如图 2-1 所示。光伏组件PV modules400V逆变器Inverter交流汇流柜AC BUS光伏并网柜PV Grid无线通信模块Wireless module手机 APPMobile APP图 2-1 并网光伏发电示意图并网光伏发电系统通过并网逆变器直接将电能输送入公共电网。 白天天气晴朗时， 该发电系统正常发电，所发电量给负载正常供电，负载用后所剩电能将流向电网；阴雨天气或夜晚时， 太阳能电池方阵发出的电力达不到用户负载要求时， 国家电网即反馈电至负载，保证负载高效稳定运行，系统效能比很高。无线通信模块可以根据要求选择安装。并网光伏系统与离网系统相比， 省掉了蓄电池储能和释放的过程， 减少其中的能量消耗，节约了占地空间，同时降低了配置成本。1.4 电气设计2.4.1 容量及组串设计陕西光伏发电项目拟定安装容量为 148.4kWp，铺设 560 块组件，有效安装面积为 924平米，目前暂定为 20 块一串， 4 串接入一个组串式逆变器；本工程拟选用 265Wp多晶硅光伏组件、 20kW的组串式逆变器， 逆变器最大输入电压为1000V。每一串的光伏组件数量选取 20 块光伏组件串联。每一串的功率 =每个组件标称功率×串联组件数量 =0.265× 20=5.3kWp。6 每一串的电压 =每个组件标称电压×串联组件数量 =30.96× 20=619.2V。265Wp多晶硅电池组件的开路电压 Voc=38.14V， 考虑到温度系数， 从常温 25℃下降到-1 0℃时，故最大开路电压 =组件数量×单块组件开路电压×（ 1+光伏组件的开路电压温度系数× ( 光伏组件工作条件下的极限低温 -25) ） =20×3 8.14 V× （ 1- 0.33%/℃× （ -10- 25℃） ）=850.90V 小于逆变器的最大输入电压 1000V，满足设计要求。2.4.2 接入设计陕西装机容量为 148.4kWp，根据配电系统的实际情况采用电压等级为 400V 的并网方式。在配电房内需要增加两面柜子，一面交流汇流柜，一面光伏并网柜。1.5 机械设计经过了解，光伏组件铺设类型为水泥地面铺设方式。因此我司设计方案采用的支架为负重式结构，在屋面用 C型钢布置网状结构，在主要受力点压上负重压块，满足风荷载的要求，然后在地网 C型钢上安装光伏支架及光伏组件，此方案安装方便且不破坏原有防水层。组件的安装方式采用最佳角度布置。安装方案分别如下：图 2-2 安装示意图7 2、主要设备选型2.1 光伏组件组件是发电系统中的核心部分， 也是太阳能发电系统中最重要的部分。 其作用是将太阳能转化为电能， 或送往蓄电池中存储起来， 或推动负载工作。 由于多晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命一般可达 25 年。组件型号为 60-265/3BB（尺寸 1650× 991× 40mm，功率265Wp，多晶硅）。 60-265/3BB 型光伏组件的部分技术参数如下表所示：表 3-1 光伏组件的部分技术参数如下表所示：型号 60-265/3BB 开路电压（ V） 38.14 工作电压（ V） 30.96 短路电流（ A） 9.10 工作电流（ A） 8.56 组件效率（ %） 16.21% 使用寿命（年） 25 组件重量（ kg） 18.2 使用温度（℃） -30 ～ +85 输出功率（ W） 265 2.2 组串式逆变器逆变器把直流电能转变成交流电，通俗的讲，逆变器是一种将直流电（ DC）转化为交流电（ AC）的装置。组串式逆变器采用模块化设计，每个光伏串对应一个逆变器，直流端具有最大功率跟踪功能，交流端并联并网，其优点是不受组串间模块差异和阴影遮挡的影响，同时减少光伏电池最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加了发电量。光伏逆变器的部分技术参数如下8 表 2-2 所示：表 3-2 光伏逆变器部分技术参数型号 SI-20KE 输入数据（直流）最高输入电压 1000V 启动电压 250V 满载 MPP电压范围 440V-800V 最大组串输入电流 24A/24A MPP追踪器数量 / 追踪器最大并联组串数 2/3 输出数据（交流）额定输出功率 20kW 最大交流输出电流 29A 额定输出电压；范围 220V～ 230V/380V～ 400V 输出频率；范围 50/60Hz 功率因数 0.8 （超前）～ 0.8 （滞后）效率最高效率 98.6% 欧洲效率 98.3% 设备保护输入直流开关 支持防孤岛保护 支持输出过流保护 支持输入反接保护 支持组串故障检测 支持常规参数宽×深×高 556× 705× 260mm 重量 50 kg 工作温度 -25 ℃～ +60℃冷却方式 强制风冷环境防护等级 IP65 通讯接口 RS485/以太网9 3、发电量计算由当地经纬度可知当地日均光照强度为 4.41kWh/m2/day(NASA 数据中心 ) 。此项目光伏电站发电量数据，如表 4-1 所示：表 4-1 光伏电站发电量统计组件型号 60-265/3BB 光照强度（ kWh/m2/day ） 4.41 装机容量 (kWp) 148.4 光伏组件数量（块） 560 单块光伏组件面积（ m2） 1.65 光伏组件安装面积（ m2） 924 首年日发电量（ kWh） 523.67 首年月均发电量（万 kWh） 1.57 首年发电量（万 kWh） 19.12 本项目拟采用的太阳能电池组件的光电装换效率衰减速率为 10 年衰减不超过 10％、25 年衰减不超过 20％。如项目运营期为 25 年， 25 年运营期内发电量逐年递减为：本年度发电量≈上一年发电量× [1 -(20 ％÷ 25)] 考虑到每年发电量的衰减，本并网光伏发电项目每年发电量如表 4-2 所示：表 4-2 光伏电站每年发电量计算年份 发电量（万 KWh） 年份 发电量（万 KWh）1 19.12 14 17.22 2 18.97 15 17.09 3 18.82 16 16.95 4 18.66 17 16.81 5 18.52 18 16.68 6 18.37 19 16.55 7 18.22 20 16.41 8 18.07 21 16.28 9 17.93 22 16.15 10 17.79 23 16.02 11 17.64 24 15.89 10 12 17.50 25 15.77 13 17.36 25 年发电量总和 434.81 年平均发电量 17.39 4、新能源社会效益及经济效益分析4.1 国家对节能减排相关政策文件我国将节能减排纳入了十二五规划，制定了节能减排十二五规划，环境保护十二五规划，到 2015 年，全国万元国内生产总值能耗下降到 0.896 吨标准煤，比 2010 年的 1.034吨标准煤下降 16％，比 2005 年下降 32％。十二五期间实施节约能源 6.7 亿吨煤， 2015 年全国化学需氧量和二氧化碳排放量分别控制在 2347.6 万吨、 2086.4 万吨，全国氨氮和氮氧化物排放总量分别控制在 238 万吨、 2046.2 万吨。 在今年李克强总理的政府工作报告中明确提出了要加大节能减排的力度， 控制能源消耗总量， 今年的能源消耗强度要降低 3.9 ％以上，二氧化碳、化学需氧量要减少 2％。要提高非化石能源发电比重，发展智能电网和分布式能源，鼓励发展风能和太阳能，开工一批水电、核电项目。（ 1） 2014 年 4 月 24 日，十二届全国人大常委会第八次会议审议通过《环境保护法》修正案草案， 该法被称为是新中国历史上最严厉的部门基础法之一， 并将于 2015 年 1 月 1日正式实施。（ 2） 2014 年 5 月 15 日，国务院办公厅印发《 2014-2015 年节能减排低碳发展行动方案》，提出了 2014 年、 2015 年单位 GDP能耗下降 3.9%的工作目标。（ 3） 2014 年 5 月 27 日，国务院办公厅印发的《大气污染防治行动计划实施情况考核办法 ( 试行 ) 》，被认为是史上最严的考核办法。《考核办法》的出台和实施将加速全国环境空气质量改善的进程。（ 4） 2014 年 8 月，国务院办公厅印发《关于进一步推进排污权有偿使用和交易试点工作的指导意见》，意在发挥市场机制推进环境保护和污染物减排。（ 5） 2014 年 9 月，国家发改委、工业和信息化部、科技部、财政部、环保部联合下发《重大环保技术装备与产品产业化工程实施方案》。4.2 项目环境、社会效益分析经济效益： 根据供电部门提供的数据， 依据目前的估算， 项目 25 年总发电量为 434.81万度。11 表 5-1 节能减排效果节能减排年均减排量 25 年减排量节约煤 ( 吨） 62.61 1565.30 碳粉尘减排 ( 吨） 47.31 1182.67 NOx减排 ( 吨） 2.61 65.22 CO2 减排量 ( 吨） 173.40 4335.02 SO2 减排量 ( 吨） 5.22 130.44 从节约煤炭资源和环境保护角度来分析，本电站的建设具有较为明显的社会效益及环境效益。12 5、工程案例集锦图 5-1 厦门法拉电子 878.8kW 电站图 5-2 厦门海缆 3.3MW光伏项目