分布式光伏发电车棚及储能充电桩项目技术方案

分布式光伏发电车棚及储能充电桩项目 技术方案 二零一七年一月 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 1 目 录 1 概述 2 1.1 工程概述 2 1.2 设备使用环境条件 3 2 设计依据 3 3 整体方案设计 4 3.1 并网逆变器选型 .12 3.2 光伏组件排列布置设计 .17 3.3 线缆选型 .20 3.4 储能系统和 PCS 设计 22 4 发电量与效益分析 24 4.1 理论发电量 .24 4.2 逐年理论发电量 .25 4.3 光伏发电系统效率分析 .26 4.4 年发电量估算 .27 4.5 经济效益 .28 4.6 环保综合效益 .28 5 防雷及接地 29 6 设备清单 30 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 2 1 概述 1.1 工程概述 ***市地处河南省西北部，黄河北畔，太行山南麓，处于华北、华东、华中 通向西北的咽喉地带，地跨东经 112º43 31“-113º38 35“和北纬 34º49 03“- 35º29 45“之间。市境东西长 102.05 公里，南北宽 75.43 公里，土地总面积 4000.89 平方公里。东与新乡市的获嘉县、辉县市、原阳县毗邻，南隔黄河与郑 州市及其所辖的荥阳县、巩义市和洛阳市的偃师县、孟津县相望，西与济源市 相邻，北与山西省晋城市接壤。 被香港特区政府、香港《大公报》及全球 23 家驻港领事馆联合授予“2012 中国最具海外影响力城市” 。 ***市属温带大陆性季风气候，日照充足，冬冷夏热、春暖秋凉，四季分明， 年平均降水量 600-700 毫米，无霜期 200 天。年平均气温 12.8°C-14.8°C，7 月 最热，月均气温为 27-28°C，1 月最冷，月均气温为 -3-1°C，历史极端最高 43.6° C（1966 年 6 月 22 日） ，历史最低气温：-22.4°C （1990 年 2 月 1 日） 。年平均 日照时数为 2422.7 小时，年均太阳总辐射量为 4625～5020MJ/㎡，年活动积温 在 4500℃-4900℃，光热资源充足，***属于太阳辐射资源丰富区，适合建设光 伏分布式发电项目。 项目建设于河南省***市工业集聚区。项目地点经纬度(北纬 35.225，东经 113.148)。项目分为科技大厦、新能源厂区和化工厂区 3 个地点的自行车或汽车 车棚光伏项目，以及充电桩储能供电系统。光伏组件总装机容量 707.84kWp， 直流充电桩功率 20kW*32（个） 、交流充电桩功率 4.5kW*32（个） 、电动自行 车充电功率 0.2kW*120（个） ，锂电池储能 6000kW·h，能量转换系统 PCS 容量 为 150kW*4（个）和 PCS 容量为 100kW*2（个） 。 车棚光伏发电经组串式逆变器接入 400V 用户侧并网，采取 “自发自用、余 量上网”模式。电动汽车退役电池构造储能电池系统，在波谷电价时段电网通过 能量转换系统（PCS）向储能电池系统充电，在波峰电价时段储能系统通过能 量转换系统（PCS）向汽车充电桩或本地负荷供电，以实现电价差价收益的最 大化。 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 3 1.2 设备使用环境条件 极端最高气温 43.6℃ 极端最低气温 -22.4℃ 多年平均气温 12.8℃~14.8℃ 年平均日照时数 2422.7 小时 多年平均降雨量 600~700mm 多年积雪最大厚度 22cm 地震烈度 动峰值加速度为 0.10g，设防烈度Ⅶ度 最大风速 28m/s 海拔高度 100~300m 污秽等级 III 级 2 设计依据 GB 50217-2007 《电力工程电缆设计规范》 GB/T 19939-2005 《光伏系统并网技术要求》 IEEE 1547:2003 《分布式电源与电力系统进行互连的标准》 IEEE 1547.1:2005 《 分布式电源与电力系统的接口设备的测试程序》 IEC 62116 《光伏并网系统用逆变器防孤岛测试方法》 JGL/T16-92 《民用建筑电气设计规范》 GB 50057-94 《建筑物防雷设计规范》 GB/Z19964-2005 《光伏发电站接入电力系统技术规定》 GB/T 20046-2006 《光伏(PV)系统电网接口特性》 GB/T12325-2008 《电能质量供电电压偏差》 GB/T12326-2008 《电能质量电压波动和闪变》 GB/T14549-93 《电能质量公用电网谐波》 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 4 GB/T15543-2008 《电能质量三相电压不平衡》 GB/T24337-2009 《电能质量公用电网间谐波》 GB 50052-2009 《供配电系统设计规范》 GB 50053-1994 《10kV 及以下变电所设计规范 》 GB 50054-2011 《低压配电设计规范》 GB 50613-2010 《城市配电网规划设计规范》 GB/T 14285-2006 《继电保护和安全自动装置技术规程》 DL/T 599 《城市中低压配电网改造技术导则 》 DL/T 5221 《城市电力电缆线路设计技术规定 》 DL 448 《电能计量装置技术管理规程 》 DL/T 825 《电能计量装置安装接线规则 》 Q/GDW 156-2006 《城市电力网规划设计导则》 Q/GDW 212-2008 《电力系统无功补偿配置技术原则》 Q/GDW 370-2009 《城市配电网技术导则》 Q/GDW 382-2009 《配电自动化技术导则》 Q/GDW 480-2010 《分布式发电接入电网技术规定》 Q/GDW 564-2010 《储能系统接入配电网技术规定》 Q/GDW 617-2011 《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》 CGC/GF001-2009 《400V 以下低压并网光伏发电专用逆变器技术要求和 试验方法》 3 整体方案设计 项目分为 科技大厦、新能源厂区和化工厂区 3 个地点的电动自行车和汽车 车棚光伏项目，以及以上三个项目地的充电桩储能供电系统。光伏组件总装机 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 5 容量 707.84kWp，直流充电桩功率 30kW*32（个） 、交流充电桩功率 7kW*32（个） 、电动自行车充电功率 0.2kW*120（个） ，锂电池储能 6000kW·h，能量转换系统 PCS 容量为 150kW*4（个）和 PCS 容量为 100kW*2（个） 。 三个项目地点车棚光伏与充电桩设计如下： 1、科技大厦——汽车车棚项目 在科技大厦停车区域建设汽车停车棚，采用多晶硅光伏组件作为车棚材料， 建设分布式光伏发电系统。 科技大厦——汽车车棚项目 车棚尺寸 东西 50 米*南北 6 米*高 2.5 米*2 个 汽车停车位 40 个 装机容量 93.6kW 光伏组件数量 360 块尺寸 1640*992*40mm 规格 260Wp 光伏组件 逆变器 50kW 组串型逆变器 *2 台 充电桩 30kW 直流充电桩 *10 个 7kW 交流充电桩 *10 个 效果图如下所示： 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 6 2、新能源厂区——自行车和汽车车棚项目 在新能源厂区南围墙处建设自行车停车棚和汽车停车棚。自行车车棚采用 310W 多晶硅光伏组件作为自行车车棚材料，汽车停车棚采用 260W 多晶硅光 伏组件作为车棚材料，建设分布式光伏发电系统。 新能源厂区——自行车车棚项目 车棚尺寸 东西 100 米*南北 2 米*高 2 米*2 个 停车位 300 个 装机容量 62kW 光伏组件数量 200 片 1956*992mm 规格光伏组件 逆变器 30kW 组串型逆变器 *2 台 电动自行车充电位 0.2kW*40 个 新能源厂区——汽车车棚项目 车棚尺寸 东西 50 米*南北 6 米*高 2.5 米*2 个 停车位 40 个 装机容量 93.6kW 光伏组件数量 360 块尺寸 1640*992*40mm 规格 260Wp 光伏组 件 逆变器 50kW 组串型逆变器 *2 台 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 7 充电桩 30kW 直流充电桩 *10 个 7kW 交流充电桩 *10 个 效果图如下所示： 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 8 3、化工厂区——自行车和汽车车棚项目 在化工厂区北门处建设自行车停车棚和汽车停车棚。自行车车棚采用 260W 多晶硅光伏组件作为自行车车棚材料，保留车棚原有支架，进行加固。 汽车停车棚采用 260W 多晶硅光伏组件作为车棚材料，建设分布式光伏发电系 统。 化工厂区——自行车车棚项目 车棚尺寸 东西 6 米*南北 35 米*10 个 停车位 600 个 装机容量 327.6kW 光伏组件数量 1260 片 1640*992mm 规格光伏组件 逆变器 30kW 组串型逆变器 *10 台 电动自行车充电位 0.2kW*80 个 化工厂区——汽车车棚项目 车棚尺寸 单排：东西 20 米*南北 6 米*高 2.5 米*4 个 双排：东西 15 米*南北 12 米*高 2.5 米*2 个 停车位 56 个 装机容量 131.04kW 光伏组件数量 504 片 1640*992mm 规格光伏组件 逆变器 30kW 组串型逆变器 4 台 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 9 充电桩 30kW 直流充电桩 12 个 7kW 交流充电桩 12 个 效果图如下所示： 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 10 4、 以上三个项目地的充电桩储能供电系统 建设好光伏车棚后，通过二次配置形式，在光伏车棚项目基础上施加充电 桩项目。设计思路示意图： 光 伏 发 电 系 统 交 流 配 电 电 网 锂 电 池 储 能 系 2000kW.h PCS 组 串 逆 变 器 充 电 桩 系 统 直 流 充 电 桩 交 流 充 电 桩 充电桩储能供电系统由分为三部分：PCS、锂电池储能系统和充电桩系统。 锂电池储能系统采用电动汽车退役电池构成。三个项目地分别配置功率为 100kW+150kW、100kW+150kW 、2 台 150kW 的 PCS 能量转换系统，容量为 2000kW·h 锂电池储能系统。 根据业主峰谷分时电价：早上 8 点-中午 12 点 0.96 元 中午 12 点-下午 6 点 0.62 元 下午 6 点- 晚上 10 点 1.07 元 晚上 10 点- 早上 8 点 0.33 元 1）车棚光伏发电利用： 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 11 白天光伏发电期间属于电价高峰时段或用电高峰期，光伏发电自直接供本 地负荷使用，自发自用实现光伏发电收益最大化。 2）PCS 锂电池储能系统充电： 在电价低谷时段由电网向其充电（晚上 10 点- 早上 8 点，800kW 功率 PCS 向锂电池储能系统充电 7.5 个小时，即可充满 2000kW·h 电池容量） 。 3）PCS 锂电池储能系统放电： 白天储能系统向充电桩输出电能，或在电能盈余情况或电价高峰时段，储 能系统释放电能供本地负荷使用。 总结：通过利用 PCS 锂电池储能系统的电能双向流动和峰谷分时电价，即 电能“低价储存，高价使用” ，一方面实现充电桩供电低成本，另一方面还可以 在高峰电价时段减少本地负荷用电量，节省了电费。 充电桩系统分为两种：30kW 直流充电桩和 7kW 交流充电桩（可以两者都 采用或选用某一种） 。 直流充电桩直接将锂电池储能系统直流电经 DC-DC 变换，获得电能输出。 其特点输出功率大，电动汽车充电速度快； 交流充电桩是将锂电池储能系统直流电经 DC-AC 变换,输出交流电，其特 点是造价便宜，但输出功率小，电动汽车充电速度慢。 以上三个项目地的充电桩储能供电系统 充电桩功率 直流充电桩：30kW 交流充电桩：7kW 电动自行车充电位功率 0.2kW 充电桩数量 科技大厦：10 个直流充电桩+10 个交流充电桩 （合计功率 370kW） 新能源厂区：10 个直流充电桩+10 个交流充电 桩+40 个电动自行车充电位（合计功率 378kW） 化工厂区：12 个直流充电桩+12 个交流充电桩 +80 个电动自行车充电位（合计功率 468kW） 总计：32 个直流充电桩，32 个交流充电桩，120 个电动自行车充电位 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 12 光伏组件数量 2484 片 1640*992mm 规格 260Wp 光伏组件 200 片 1956*992mm 规格 310Wp 光伏组件 光伏总装机容量：707.84kW 储能系统 科技大厦：储 2000kW·h 新能源厂区：储 2000kW·h 化工厂区：储 2000kW·h 共计储能：6000kW·h 所需***回收电池数量 大约需要 33 万支***3.7V 10Ah 锂电池 (按照回收电池 50%衰减计算) 储能系统充电时间 22:00 到次日 8:00 电费较低为： 0.34 元/kWh 充电桩储能供电系统效果图： 3.1 并网逆变器选型 1.并网逆变器选型 并网逆变器是光伏并网发电系统的核心转换设备，它连接直流侧和交流侧， 需具有完善的保护功能、优质的电能输出。对逆变器的选型需满足如下要求： （1）高转换效率高 逆变器转换效率越高，则光伏发电系统的转换效率越高，系统总发电量损 失越小，系统经济性也越高。因此在单台额定容量相同时，应选择效率高的逆 变器。逆变器转换效率包括最大效率和欧洲效率，欧洲效率是对不同功率点效 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 13 率的加权，这一效率更能反映逆变器的综合效率特性。而光伏发电系统的输出 功率是随日照强度不断变化的，因此选型过程中应选择欧洲效率高的逆变器。 （2）直流输入电压范围宽 太阳电池组件的端电压随日照强度和环境温度变化，逆变器的直流输入电 压范围宽，可以将日出前和日落后太阳辐照度较小的时间段的发电量加以利用， 从而延长发电时间，增加发电量。 （3）优质的电能输出 逆变器应具有高性能滤波电路，使得逆变器交流输出的电能质量很高，不 会对电网质量造成污染。在输出功率≥50％额定功率，电网波动＜5％的情况下， 逆变器的交流输出电流总谐波畸变率（THD)0.99@满功率, (可调范围 0.8 超前~0.8 滞后) 保护 孤岛保护 具备 低电压穿越 具备 直流反接保护 具备 交流短路保护 具备 漏电流保护 具备 直流开关 具备 直流保险丝 具备 过压保护 2 级防雷器(40KA) 系统 最大效率 98.3% 欧洲效率 98.0% 隔离方式 无变压器 防护等级 IP65 夜间自耗电 0.99@满功率, (调范围 0.8 超前~0.8 滞后) 保护 孤岛保护 具备 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 17 低电压穿越 具备 直流反接保护 具备 交流短路保护 具备 漏电流保护 具备 直流开关 具备 直流保险丝 具备 过压保护 直流 2 级防雷器 (40KA 系统 最大效率 99.00% 欧洲效率 98.70% 隔离方式 无变压器 防护等级 IP65 夜间自耗电 50 度降额) 相对湿度 0~100% 无冷凝 冷却方式 智能强制风冷 最高海拔 4000m (＞3000m 降额) 显示 动态图形液晶 通讯 RS485 (选配以太网) 直流端子 MC4 交流端子 螺丝压接端子 认证 BDEW，金太阳认证，GB/T 19964，GB/T 29319 机械 尺寸 (宽× 高×深) 634×959×267mm 安装方式 壁挂式 重量 55kg 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 18 3.2 光伏组件排列布置设计 3.2.1 光伏组件选型 1) 选型原则 根据 2015 年 2 月 5 日国家能源局综合司颁布的《关于征求发挥市场作用促 进光伏技术进步和产业升级意见的函》 （国能综新能[2015]51 号）规定： 严格执行光伏产品市场准入标准。自 2015 年起，享受国家补贴的光伏发电 项目采用的光伏组件和并网逆变器产品应满足《光伏制造行业规范条件》相关 指标要求。其中，多晶硅电池组件转换效率不低于 15.5%，单晶硅电池组件转 换效率不低于 16%。多晶硅、单晶硅、薄膜电池组件自投产运行之日起，一年 内衰减率分别不高于 2.5%、3%、5%。并网逆变器中国加权效率应满足：带变 压器型不得低于 96%，不带变压器型不得低于 98%。 所以多晶硅光伏组件容量应选择 255wp 及以上，才能保证转换效率不低于 15.5%的要求，以便顺利获得国家光伏补贴。 本电站选用光伏组件具有以下特点： 1)多晶硅光伏组件经过国家批准的认证机构认证； 2)组件件峰值功率误差为：±2%； 3)组件效率为 15.5%； 4)组件稳定功率衰减：1-3 年总衰减≤5%，1-10 年总衰减≤10%，1-25 年总 衰减≤20%。 ； 综合考虑组件效率、技术成熟度、市场占有率， 本项目选用 260、310Wp 多晶硅光伏组件，相关性能参数如下： 表 3 光伏组件规格参数 序号 项目名称 参数指标 参数指标 参数指标 1 峰值功率 255Wp 260 Wp 310 Wp 2 峰值电压 30.40V 30.67V 36.7V 3 峰值电流 8.39A 8.48A 8.42A 4 开路电压 38.07V 38.38V 44.2V 5 短路电流 8.89A 8.97A 9.18A 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 19 6 功率温度系数 -0.40%/℃ -0.40%/℃ -0.42%/℃ 7 开路电压温度系数 -0.32%/℃ -0.32%/℃ -0.35%/℃ 8 短路电流温度系数 0.059%/℃ 0.059%/℃ 0.06%/℃ 9 额定电池工作温度 45±2℃ 45±2℃ 45±2℃ 10 工作温度 -40~+85℃ -40~+85℃ -40~+85℃ 11 最高系统电压 1000VDC(IEC)/600VDC(UL) 12 重量 18.9kg 26kg 13 外形尺寸 1640mm×992mm×40mm 1956×992×40mm 2) 光伏阵列设计原则 以本项目所用 30kW 并网逆变器为例， 30kW 并网逆变器的直流工作电压 范围为：480Vdc~800Vdc ，考虑太阳能光伏组件串联的组件数量 N： 计算公式： （1）])25(1[vocmaxKtVNdc （2）])25(1[])(1[ vpmax v pmin KtVt pp  式中： 光伏组件的开路电压温度系数；vK 光伏组件的工作电压温度系数； 光伏组件工作条件下的极限低温（℃） ；t 光伏组件工作条件下的极限高温（℃） ； 逆变器允许的最大直流输入电压（V） ；maxdc 逆变器 MPPT 电压最大值（V） ；pt 逆变器 MPPT 电压最小值（ V） ；mint 光伏组件开路电压（V） ；oc 光伏组件工作电压 (V)；pm 电池组件串联数（ 取整数） 。NN 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 20 经计算得：串联光伏电池数量N为：19≤N≤24，根据场址区的气候环境结合 电池组件温度修正参数以及逆变器最佳输入电压等，经修正计算后太阳电池组 件的串联数。 组件的并联数应根据系统容量、逆变器数量、组件容量和串联数来确定， 具体计算公式如下： （3）逆 变 器 数 量串 联 数组 件 容 量 系 统 容 量并 联 数  3.2.2 组件支架设计 （1）支架选型 支架采用 Q235B 冷轧钢板或者铝型材，材质的选用和支架设计应符合国家 标准《钢结构设计规范》GB50017 的规定。支架的防腐应符合下列要求： 1）横梁、彩钢瓦夹具、横梁连接件均采用先加工后热浸镀锌，锌层应符合 GB/T13912-2002 锌层厚度不小于 65um，铝合金表面阳极氧化原色 AA15 级。 2）本项目所有螺栓应符合现行国家标准《六角螺栓-C 级》 （GB5780 ）的规 定，具备现场防腐要求。 3）边压块和中压块采用铝合金材料； 4）根据《建筑抗震设计规范》 （GB50011-2010） ，支架系统抗震烈度为 7 度，工程区地震动峰加速度为 0.1g，地震动反应谱特征周期为 0.40S。 5）固定支架选用防腐的钢型材，所有连接处（焊接处）应可靠连接，避免 松动，要求能够耐室外风霜雨雪等的腐蚀。 6）固定支架能满足安装倾角要求、抗风要求、抗雪压要求、抗震要求、耐 腐蚀性要求、安全性要求、通用性要求、快速安装要求。 （2）倾角设计 为了使光伏方阵表面接收到更多太阳能量，根据日地运行规律，方阵表面 最好是朝向赤道（方位角为 0 度）安装。本工程中为了最大化利用车棚面积， 组件安装采用平铺方式。 3.3 线缆选型 （1）选型原则 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 21 1) 环境条件校验： a)环境温度 b)日照 c)风速 d)污秽 e)海拔高度 2) 光伏发电站电线、电缆的选择与敷设设计，应符合《电力工程电缆设计规 范》GB50217 的规定，电线、电缆截面应进行技术经济比较后选择确定。 3) 集中敷设于沟道、槽盒中的电缆宜选用 C 类或 C 类以上的阻燃电缆。 4) 光伏组件之间及组件与汇流箱之间的电线、电缆应有固定措施和防晒措施。 5) 电缆敷设可采用直埋、电缆沟、电缆桥架、电缆线槽等方式。动力电缆和 控制电缆宜分开排列并满足最小间距要求。 6) 电缆沟严禁作为排水通路。 7) 远距离传输时网络电缆宜采用光纤电缆。 8) 电缆额定电压的选取 1) 交流系统中电力电缆缆芯的相间额定电压，不低于使用回路工作线电压。 2) 交流系统中电力电缆缆芯与绝缘屏蔽或金属套之间额定电压的选择，应 符合下列规定： ①中性点直接接地或经低阻抗接地的系统当接地保护动作不超过 1min 切除 故障时，应按 100%的使用回路工作相电压。 ②对于 a 项外的供电系统，不宜低于 133%的使用回路工作相电压；在单相 接地故障可能持续 8h 以上，或发电机回路等安全性要求较高的情况，宜采取 173%的使用回路工作相电压。 3) 交流系统中电缆的冲击耐压水平，应满足系统绝缘配合要求。 4) 直流输电用电缆绝缘水平，应计及负荷变化因素、满足内部过电压的要 求。 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 22 5) 控制电缆额定电压的选择，应不低于该回路工作电压、满足可能经受的 暂态和工频过电压作用要求。且宜符合下列规定： ①沿较长高压电缆并行敷设的控制电缆（导引电缆） ，选用相适合的 额定电压。 ②在 220kV 及以上高压配电装置敷设的控制电缆，宜选用 600/1000V，或在有良好屏蔽时可选用 450/750V。 ③除①、②项情况外，一般宜选用 450/750V；当外部电气干扰影响 很小时，可选用较低的额定电压。 9)电缆截面积的选取； 电缆截面应满足持续允许电流、短路热稳定、允许电压损失等要求，较长 距离的大电流回路，还宜按经济电流密度选择。 （2）电缆型号 根据选型条件，本园区所选用电缆的型号规格如下： 1) 从光伏阵列串输出至汇流箱电缆选用 PV 1-F 1×4mm2 ； 2) 50KW隔离变输出电缆选用ZC-YJV22-0.6/1-3*35mm 2+1*16 mm2； 3) 30KW逆变器输出电缆选用ZC-YJV22-0.6/1kV-3*25+1*16 mm2。 4)交流配电柜输出电缆选用ZC-YJV22-0.6/1kV-3*185+1*120 mm 2。 3.4 储能系统和 PCS 设计 储能装置作为储能系统中电网与电池之间的功率变换装置，能实现电网与 电池组间的能量双向交换，用于电网的“削峰填谷” 、调节可再生能源发电系统 供电的连续性和稳定性，并作为重要部门和重要设施的应急电源及备用电源等。 本装置可用于新能源电站、电动汽车充换电站、城市储能电站和微网储能等场 合，具有良好的应用前景。 所需***回收电池数量大约需要 33 万支***3.7V 10Ah 锂电池(按照回收电池 50%衰减计算) 性能特点: 安全性能高：采用工频变压器，使电池与电网安全隔离 转换效率高：采用一级变换，结构简单，控制方便，能量转换效果高 运行方式多：恒流充放电、恒功率充放电、浮充、恒压充电等多种方式 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 23 通信接口丰富：具备 CAN2.0、RS485 、LAN 等多种通信接口，便于各种通信 方式的实现 先进的控制技术：软锁相环技术、电压前馈技术、矢量控制等国际领先的控 制保护技术 完善的保护功能：模块级、装置级、系统级三层保护 维护方便：模块化设计，可靠性高且易维护 本方案中选用的 150kW 容量 PCS 技术参数： 交流侧参数 1 额定功率 150kVA 2 交流接入方式 三相四线 3 隔离方式 工频变压器隔离 4 电路拓扑 一级变换 5 过载能力 1.1/10min 1.2/1min 6 无功范围 -150kVar～ +150kVar 并网充放电模式 7 额定电网电压 AC380V 8 允许电网电压 AC380V±15% 9 额定电网频率 50Hz 10 允许电网频率 47.5Hz～ 51.5Hz 11 总电流畸变率 ≤3% 额定功率下 12 功率因数 ≥0.99( 充电 ) -0.95～ +0.95可设 (放电 ) 13 充放电切换时间 ≤100ms 额定功率下 14 并离网切换时间 ≤20ms 离网模式 15 额定输出电压 AC380V 16 输出电压偏差 AC380V±5% 17 输出电压不平衡度 ≤5% 18 输出电压失真度 ≤3% 额定线性负载 19 输出频率范围 49.5Hz～ 50.5Hz 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 24 20 电压过渡变换范围 ≤10% 电阻负载 0～ 100% 直流侧参数 21 最大直流功率 180kW 22 直流母线最高电压 770V 23 直流电压范围 DC500V～ DC800V 24 直流电压纹波系数 ≤5% 25 直流稳压精度 ≤1% 26 直流稳流精度 ≤1% 20%-100% Ie 27 输出路数 1 输出可接光伏电池、储能电池、 动力电池 系统参数 28 最大转换效率 ≥96% 不含隔离变压器 29 噪声 ≤70dB 距装置 1m处 30 尺寸 800mm×800mm×2060mm 宽 ×深 ×高 31 重量 750kg 32 防护等级 IP20 33 允许环境温度 -20℃ ～ +55℃ 大于 45℃ 时需降功率使用 34 冷却方式 强制风冷 35 允许相对湿度 0～ 95%无冷凝 显示和通信 36 人机界面 触摸屏（网关 +触摸屏） 37 通信接口 RS485、 CAN、以太网 38 通信规约 Modbus、 XJ104、 CAN2.0 主回路框图 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 25 直 流 E M I 交 流 E M I 隔 离 变 压 器 A C / D C U V W 交流 断路器 交流 接触器 L C L 滤波器 直流 接触器 L 1 L 2 L 3 + - 电池 N 4 发电量与效益分析 4.1 理论发电量 根据工程所在地各月平均太阳总辐射量可得出本工程月及年峰值日照小时 数。峰值日照小时数：将太阳能电池组件所在平面上某段时间段内所能接收到 的太阳辐射量，转换为辐照强度1000W/m 2 标准工况下条件下的等效小时数称 峰值日照小时数。 若太阳能电池组件在1h 中接收到的太阳辐射量为1 kWh/m 2.a，由以上峰值 日照小时定义，可得其峰值日照小时数t： t=（ 1 kWh/m2.a）/（1000W/ m²）=1(h/a) 由于太阳能电池组件的峰值功率均在 1000W/ m²条件下标定，因此采用峰值 日照小时数乘以光伏电站的装机容量即为光伏电站的最大理论发电量。 本方案中共安装 4320 块标准容量为 260Wp 的多晶硅光伏组件，总装机容 量为 1123.2KWp。选用的光伏组件尺寸为 1640mm*992mm*40mm，安装方式为 支架固定倾斜安装。项目全部光伏组件峰值日照小时数及发电量如表 10 所示。 表 10 光伏电站顶峰值日照小时数及理论发电量统计表 月份 阵列倾斜面平均 日辐射（kWh/m 2/日） 月平均峰值 日照小时数（h） 月发电量 （万 kWh） 1 月份 2.92 90.52 6.4074 2 月份 3.59 100.52 7.1152 3 月份 4.34 134.54 9.5233 4 月份 5.39 161.70 11.4458 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 26 5 月份 5.7 176.70 12.5075 6 月份 5.47 164.10 11.6157 7 月份 4.87 150.97 10.6863 8 月份 4.56 141.36 10.0060 9 月份 3.91 117.30 8.3030 10 月份 3.43 106.33 7.5265 11 月份 2.99 89.70 6.3493 12 月份 2.62 81.22 5.7491 合计 49.79 1514.96 107.2349 经计算，得出本工程光伏阵列年理论发电量为107.2349万kW·h，年峰值日 照小时数为1514.96 h，每日的峰值日照小时数约4.15 h。 4.2 逐年理论发电量 光伏电站的第一年理论发电量为光伏电站的最大理论发电量乘太阳电池组 件第一年的衰减系数。本工程所选多晶硅太阳电池组件第一年的衰减系数为 8‰，故光伏电站的第一年理论发电量为年理论发电量乘以组件衰减系数。本工 程组件最佳安装倾角下所获得的逐年理论发电量分别见表11。 表 11 全部光伏装机容量逐年理论发电量统计表 年份 组件衰减系数 逐年理论发电量（万 kWh） 第 1 年 0.9920 106.3770 第 2 年 0.9841 105.5299 第 3 年 0.9762 104.6827 第 4 年 0.9684 103.8463 第 5 年 0.9606 103.0099 第 6 年 0.9529 102.1842 第 7 年 0.9453 101.3692 第 8 年 0.9378 100.5649 第 9 年 0.9303 99.7607 第 10 年 0.9228 98.9564 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 27 第 11 年 0.9154 98.1629 第 21 年 0.9081 97.3800 第 13 年 0.9008 96.5972 第 14 年 0.8936 95.8251 第 15 年 0.8865 95.0638 第 16 年 0.8794 94.3024 第 17 年 0.8724 93.5518 第 18 年 0.8654 92.8011 第 19 年 0.8585 92.0612 第 20 年 0.8516 91.3213 第 21 年 0.8448 90.5921 第 22 年 0.8380 89.8629 第 23 年 0.8313 89.1444 第 24 年 0.8247 88.4366 第 25 年 0.8181 87.7289 电站建成后，本工程全部光伏装机容量未考虑系统损耗下 25 年总发电量为 2419.1128 万 kW·h。 4.3 光伏发电系统效率分析 太阳能光伏发电系统效率包括：太阳电池老化效率，交、直流低压系统损 耗 及其他设备老化效率，逆变器效率，变压器及电网损耗效率；结合国内外相关 工 程实际发电情况和经验系数，各效率系数取值如下： （1）直流电缆损耗：2%； （2）防反二极管及线缆接头损耗：1.5%； （3）电池板不匹配造成的损耗：4%； （4）灰尘遮挡损耗：2%； （5）交流线路损耗：0.8%； 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 28 （6）逆变器损耗：2%； （7）不可利用的太阳辐射损耗：1.2%； （8）系统故障及维护损耗：1%； （9）变压器损耗：3 %； （10）温度影响损耗：4%； 经计算分析，系统的综合效率为 81%。 4.4 年发电量估算 经由各年理论发电量和系统效率计算，本项目光伏组件在最佳倾角下所获 得逐年理论计算发电量，分别见表 12。 表 12 光伏阵列运行期各年上网发电量计算统计表 年份 发电量（万 kWh） 年份 发电量（万 kWh） 第 1 年 86.1654 第 14 年 77.6184 第 2 年 85.4792 第 15 年 77.0016 第 3 年 84.7930 第 16 年 76.3849 第 4 年 84.1155 第 17 年 75.7769 第 5 年 83.4380 第 18 年 75.1689 第 6 年 82.7692 第 19 年 74.5696 第 7 年 82.1090 第 20 年 73.9702 第 8 年 81.4576 第 21 年 73.3796 第 8 年 80.8061 第 22 年 72.7889 第 10 年 80.1547 第 23 年 72.2070 第 11 年 79.5119 第 24 年 71.6337 第 12 年 78.8778 第 25 年 71.0604 第 13 年 78.2438 合计 1959.4813 由以上表格可知，本工程全部光伏阵列考虑系统损耗下 25 年总发电量为 1959.4813 万 kW·h，运行期多年平均发电量为 78.3793 万 kW·h。 4.5 经济效益 综上分析，本项目光伏电站总装机容量 707.84kWp，年平均发电量为 分布式光伏发电车棚项目 技术方案 29 78.3793 万 kW·h，连续运行 25 年期累计发电量为 1959.4813 万 kW·h。 光伏发电节约电费： 因光伏装机规模相对于***各工厂用电负载功率较 小，大部分光伏所发电能可被自用，每年光伏发电量约 78.3793 万 kWh/年，每年电费收益约 62.703 万元（用电电价平均按 0.8 元计算）， 光伏电站