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1、 卷册号： 福建万诚塑业有限公司6.468MW屋顶分布式光伏项目项目建议书厦门帝凯发电有限公司二零一七年十月批 准：审 核： 校 核： 编 制： 目录1综合说明51.1概述51.2太阳能资源71.3光伏电站总体设计81.4电气系统91.5土建工程91.6施工技术组织91.7工程管理设计91.8环境保护和水土保持101.9劳动安全与工业卫生102太阳能资源及气象条件102.1我国太阳能资源概况102.2福建省太阳能资源133站址条件及总平面布置143.1站址条件143.2总平面布置154光伏电站总体设计概述174.1光伏电站概貌174.2组件安装和方阵布置方式175光伏电站直流部分195.1光伏
2、电站的构成195.2光伏电池组件选型196电气部分226.1接入系统方式226.2电气主接线226.3短路电流计算226.4主要电气设备选择226.5 电气设备布置256.6 过电压保护防雷及接地256.7 电缆敷设及防火封堵266.9计量266.10 光伏发电监控部分277发电量预测297.1发电量预测原则297.2光伏发电系统的效率分析297.3发电量计算298土建工程318.1工程概况318.2区域地震318.3土建设计依据319消防329.1工程概况和设计依据329.2消防总体设计方案3210环境保护与水土保持3410.1环境保护3410.2 水土保持3411劳动安全与工业卫生3511
3、.1依据、任务与目的3511.2防火、防爆3611.3防暑、防寒3611.4防毒、防化学伤害3611.5防电伤、防机械伤害和其他伤害3612节能降耗3712.1系统工程3712.2组件选择及电站布置3712.3土建部分3712.4结论3813工程投资估算3813.1工程概况3813.2编制原则3813.3项目概算3913.4资金筹措4313.5 财务评价分析和评价4313.5社会效果分析4415结论及建议5215.1结论52 1综合说明1.1概述1.1.1项目名称福建万诚塑业有限公司光伏发电项目1.1.2建设规模本项目建设规模约为6468KWp，位于漳州龙海市程溪镇。安装位置彩钢瓦面积混凝土面
4、积彩钢瓦屋面安装组件数混凝土屋面安装组件数装机容量（KWp）办公楼/889/27675.9宿舍楼/2314/402110.55生产车间3#11060/46981291.95生产车间4#11060/46981291.95生产车间5#12476/52921455.3生产车间6#7320/52921455.3生产车间7#12530/2862787.05生产车间8#12530/5292787.052284267864681.1.3地理位置 本项目位于福建省漳州市龙海程溪集中工业区,北纬24.11，东经117.29。程溪镇地处漳州市区西南郊，紧依国道324线，属漳州高新技术产业开发区，是全国著名的双拥模
5、范镇，也是全国驻军最多的一个乡镇，这里环境独特，盛产水果、林木、花卉，素有“花果竹之乡”的美称。全镇面积247.3平方公里，人口3.8万人，辖20个行政村，1个居委会，1个镇办农场，2个镇办果林场。龙海市区太阳能资源属于“资源可利用”地区，交通便利，电网发达，适宜建设分布式光伏电站。 图1-1现场卫星云图本项目位于福建省漳州市龙海程溪集中工业区，项目用地为钢混水泥屋顶和彩钢瓦斜面屋顶。拟建光伏电站区域，屋顶平整、除去规划厂房外可用于建设光伏电站约面积约70179平方。1.1.4编制原则和依据本报告依据的主要规程、规范为：（各专业相关规程、规范详见各章节）太阳光伏电源系统安装工程设计规范 （CE
6、CS 84:96）太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范（CECS 85:96） 光伏发电站接入电力系统技术规定 （GB/Z19964-2005）电热设备和电源设计规范 （GB50056-93）建筑避雷针保护系统 （GB50057-94） 建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范 (JGJ203-2010)1.1.5项目建设的可行性1)日照资源龙海市气候属南亚热带海洋性季风气候，气候温暖，雨量充沛，热量充足，冬冷但无严寒，夏热而无酷暑，秋凉气爽宜人，春暖晴雨多变。气候随各片区地理位置、海拔高度不同可分为沿海、中部平原、北部西北部山区3种类型。以同安城
7、郊气象站为低海拔片区代表点，年平均气温21.5，最冷月元月份平均气温13.5，最热月7月份平均气温28.9，年有效利用日照时数1050小时。属于太阳能资源可利用地区，其推广及利用太阳能资源较好，适合太阳能电站的建设。2)技术可行性目前，光伏发电已经在国内外得到许多成功的应用，屋顶太阳能并网发电系统的技术已经非常成熟。该项目厂房屋顶大部分表面平整，厂房附近没有其他高大建筑，不会对光伏系统造成遮挡，因此非常适合安装光伏系统。在不改变现有厂房结构的基础上，充分利用现有资源，在技术上完全可行。3)节约能源和优化能源结构福建省漳州市龙海程溪集中工业区,北纬24.11，东经117.29。程溪镇地处漳州市区
8、西南郊，紧依国道324线，属漳州高新技术产业开发区，是全国著名的双拥模范镇，也是全国驻军最多的一个乡镇，这里环境独特，盛产水果、林木、花卉，素有“花果竹之乡”的美称。全镇面积247.3平方公里，人口3.8万人，辖20个行政村，1个居委会，1个镇办农场，2个镇办果林场。龙海市区太阳能资源属于“资源可利用”地区，交通便利，电网发达，适宜建设分布式光伏电站。近年来漳州市上下深入贯彻落实加强环境保护和生态文明建设的新要求，紧紧抓住漳州又好又快发展的历史性机遇，完成污染减排阶段任务，进一步巩固提高国家环境保护模范城市创建成果，大力创建国家园林城市、卫生城市，生态环境质量得到了一定的改善，正朝着宜居生态城
9、市目标迈进。大力开发利用太阳能是保护生态环境、应对能源匮乏、保障社会经济可持续发展的有效手段。本项目是结合城市建筑屋顶建设的太阳能光伏发电工程，在不额外占用土地资源的前提下，建设大容量的太阳能光伏发电站，既能充分体现龙海市注重生态保护、环境健康、和谐发展的城市建设理念，又在城市开放空间展示绿色能源建设，建成后不仅能切实缓解地区目前的电力紧张状况，节能减排改善环境，还将成为当地，乃至全国的可再生能源应用宣传示范的重要基地。4）保护环境，减少温室气体排放目前龙海市现有纯煤电的电力系统，燃煤产生大量的CO2、SO2、NOX、烟尘、灰渣等，对环境和生态造成不利的影响。为提高龙海市的环境质量，在对煤电进
10、行改造和减排的同时，积极开发利用对环境零污染的太阳能等清洁可再生能源是十分必要的。5）国家政策扶持为促进光伏发电产业技术进步和规模化发展，国家发展改革委关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知提到，对分布式光伏发电实行按照全电量补贴的政策，电价补贴标准为每千瓦时0.42元（含税）。1.2太阳能资源 1.2.1气象概况龙海市气候属南亚热带海洋性季风气候，气候温暖，雨量充沛，热量充足，冬冷但无严寒，夏热而无酷暑，秋凉气爽宜人，春暖晴雨多变。气候随各片区地理位置、海拔高度不同可分为沿海、中部平原、北部西北部山区3种类型。以同安城郊气象站为低海拔片区代表点，年平均气温21.5，最冷月元月份平均气
11、温13.5，最热月7月份平均气温28.9，年有效利用日照时数1050小时。属于太阳能资源可利用地区，其推广及利用太阳能资源较好，适合太阳能电站的建设。1.2.2太阳能资源龙海市属于太阳能利用条件较好地区，年太阳总辐射量为4644MJ/m2, 全年平均日照时数为1504小时，属于太阳能资源可利用地区，适合太阳能电站的建设。根据龙海市太阳能资源特点，综合考虑太阳能利用技术发展、城市能源消费以及当地可利用土地资源等客观情况，龙海适宜采用与建筑结合的太阳能热水系统、屋顶太阳能光伏发电、太阳能照明等多种形式，以此实现太阳能资源的综合化和规模化利用，达到与城市建设完美融合的效果。1.3光伏电站总体设计1.
12、3.1系统构成概貌本项目位于本项目的电池组件分别安装在福建省漳州市龙海程溪集中工业区福建万诚塑业有限公司厂房屋顶上。系统按分区发电、分区升压至10KV，集中并网的方案进行设计。1.3.2光伏组件选型太阳能电池按照基体材料可分为：晶硅太阳能电池，包括：单晶硅和单晶硅太阳能电池；非晶硅太阳能电池；化合物太阳能电池，包括：砷化镓电池、硫化镉电池、碲化镉电池、铜铟镓硒电池等。目前在光伏电站的建设中，主要以转换率高、技术成熟的多晶硅电池为主。本阶段初步选定275Wp的多晶硅电池组件进行方案考虑和发电量预测。1.3.3逆变器选型市场上逆变器主要有组串式逆变器和集中式逆变器两种，考虑到本项目装机容量较大，分
13、布较分散，故考虑选用50KW组串式逆变器。1.3.4发电量统计本项目安装所涉及建筑有厂房屋面有彩钢瓦和混凝土两种，彩钢瓦屋面组件安装方式为平铺安装。混凝土屋面组件采用固定倾角（10）安装。系统的总效率取79.86%，光伏组件首年效率衰减2.5%，以后每年效率衰减0.7%，计算本项目25年总发电量约为16978.5万千瓦时，年平均发电量679.14万千瓦时，首年利用小时数为1200小时，25年平均利用小时数为1050小时。 1.4电气系统1.41电力接入方案厂区现共有6468KWp装机容量。本项目为“自发自用，余电上网”，拟采用将光伏发电以1路10kV电压等级接入电网。1.4.2 电气主接线本期
14、工程建设规模为6468KWp p,全部采用275Wp多晶硅光伏组件，电站共设6个发电子系统。每个光伏发电单元经1台1000kVA升压变压器将逆变器输出交流电压进行升压。本电站以10kV电压等级接入电网，结合组串布置情况，集电线路采用将6台箱变并联通过电缆线路与原配电房10kV段连接并网。电气接入方案最终以当地电网公司的接入系统评审结论为准。1.5土建工程本期光伏电站土建工程主要包括：各厂房屋面太阳能电池板支架基础和电气设备基础等。电站所需给、排水生活设施均依托于所在厂房及公共建筑物。1.6施工技术组织施工用电、水源直接由就近厂区接引。施工所需碎石、石灰、粘土砖、砂、水泥等地方建筑材料，在龙海地
15、区可以满足供应。万诚工业区周围公路交通便利，本工程各设备及组件体积小、重量轻，汽车运输即可满足要求。本工程遵循节约用地的原则，太阳能组件均位于建筑屋面上，光伏发电设备位于现有厂房上。1.7工程管理设计光伏电站工程包括：建设资金筹措与管理，工程招标及合同签订，工程设计，工程施工、调试、并网和竣工交付。工程管理机构人配置国家电投公司人员配备标准为准。1.8环境保护和水土保持1.8.1环境保护光伏发电是可再生能源，其生产过程主要是将太阳能转换为电能的过程，不排放任何有害气体，属于清洁能源。本光伏电站建设在厂房屋顶，不占用土地，周围无环境敏感点，无自然保护区。对电站周围环境影响的因子包括：电磁辐射、环
16、境噪声和生活污水，进行分析后得出结论：光伏电站的建设不会对周围环境产生负面影响，既能大量节约常规能源，又不污染环境，是一项百利而无一害的基础建设工程。1.8.2环保效益本期工程建成后，按年均发电量679.14万KWh计算,平均每年节约1963吨标准煤。在增加发电量的同时，对当地的大气环境质量不产生任何影响。本工程装机6468KWp，每年减少烟尘排放量约26.89吨,减少二氧化碳约6405.6吨、二氧化硫约146.7吨、氮氧化物约88.02吨，节约水资源24738吨。1.9劳动安全与工业卫生在设计中严格贯彻执行“预防为主、防消结合”的方针。配电室内无易燃、易爆类物品，采取的防火措施为配置一定数量
17、的干粉灭火器。各厂房配电室设置通风装置，为设备运行提供了一个良好的环境。为保证电站内各电力设备的安全运行和生产运行人员的操作安全，本工程对各级电压配电装置按安全净距布置，在人员有可能接触或接近光伏系统的位置,设置防触电警示标志牌,防止触电事故发生。其他有关部分均按照有关规范、规程的规定及要求进行设计。2太阳能资源及气象条件2.1我国太阳能资源概况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。我国属太阳能资源很丰富的国家之一，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
18、时数为32003300h，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30003200h，辐射量在58606700 MJ/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。三类地区全年日照时数为22003000h，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
19、肃东南部、广东南部、福建南部、山东北部和安徽北部等地。四类地区全年日照时数为14002200h，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。五类地区全年日照时数约10001400h，辐射量在33504190 MJ/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，是我国太阳能资源很丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2/3 以上，具有利用太阳能的良好条件。四
20、、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。我国的太阳能资源分布见图2-1，日照时数分布见图2-2. 图2-1 我国太阳能资源分布图图2-2 我国全年日照时数分布图2.2福建省太阳能资源2.2.1太阳能资源概况2.2.1.1福建省太阳能资源福建省年平均太阳总辐射量介于38005400MJ/之间，年平均直接辐射量介于18003000MJ/之间。全省太阳能资源分布特征如下：（1）空间分布特征为自东南沿海向内陆递减：龙海至诏安的沿海平原和岛屿是全省的最高值区域，年总辐射量47805400MJ/；在两大山系武夷山和鹫峰山之间的闽江上游河谷盆地是全省的次大值区，年总辐射量46404990MJ
21、/；位于武夷山、鹫峰山、戴云山、玳瑁山和博平岭海拔较高的区域太阳年总辐射量最少，为全省低值区，量值介于38004080MJ/之间；其余区域年总辐射量介于40804780MJ/之间。可见太阳总辐射量的空间分布受太阳高度角、地理纬度和地形共同影响，其中地形影响较为突出，具有平原、海岛辐射量较大，山区辐射量较小的分布特征。（2）太阳总辐射量季节分布不均匀，辐射量从小到大分别为冬季、早春、秋季、前汛期、夏季，以福州为例，累年各月平均总辐射量表明辐射量最高的季节是夏季，辐射量为1554.3MJ/，约占年太阳总辐射量的35%，其次是前汛期，辐射量为860MJ/，占年太阳总辐射量的19.3%，其余三个季节辐
22、射量相差不大，为648.4728.3MJ/，占年辐射总量的14.616.3%。（3）太阳总辐射的年变化以自然变动为主，年际变化较大，从5年移动平均曲线来看，20世纪70年代末期和90年代初期为太阳辐射的低值期；20世纪70年代中期以前、80年代中期及90年代末期之后至21世纪初期均为高峰期，其中2002年之后为近几十年的相对高值期，其变化周期为6年左右。根据中华人民共和国气象行业标准太阳能资源评估方法的评估标准，以太阳总辐射的年总量为指标，进行太阳能资源丰富程度评估。图2-3：福建省累年平均年太阳总辐射分布图（MJ/）图2-4：福建省太阳能资源划分2.2.1.2项目地太阳能资源项目地位于龙海市
23、万诚工业区，由于缺乏实测太阳辐射数据，考虑通过最近的气象站点的辐射数据为基准数据分析并推断本工程太阳辐射数据。查询福建省太阳能资源报告可得到龙海地区平均太阳辐射总量为4423.95MJ/m2，分别将站址所在地的经纬度及海拔导入NASA和Meteonorm气象软件，得出软件模拟的太阳能辐射数据，详见表2-1：表2-1 项目所在地太阳辐射数据站址福建省太阳能资源评估报告数据MJ/NASA气象数据MJ/Meteonorm气象数据MJ/项目所在地 4683.747804644 本项目福建省太阳能资源评估报告和Meteonorm数据较接近，为保证项目实际收益率，本次选取Meteonorm数据作为参考数据
24、。3站址条件及总平面布置3.1站址条件3.1.1站址概况拟建光伏发电系统位于龙海市万诚塑业有限公司厂房内，主要布置在福建万诚塑业有限公司厂房屋顶上。地理坐标为：北纬24.11，东经117.29之间，建设规模为6468KWp，共由20350块光伏组件构成。本光伏电站遵循节约用地的原则，以充分利用厂房条件为宗旨，将太阳能组件布置在厂房屋顶上。3.1.2站址自然条件1)气象条件龙海属中亚热带海洋性季风气候，冬少严寒，夏少酷暑；气候湿润，雨量充沛；夏季最长，秋季最短；气候资源丰富。2）地形地势本工程位于厂房屋顶，光伏发电单元所布置的屋面上设计有自然排水纵坡。3) 站址洪水原厂房建设时已考虑了洪水对厂址
25、的影响，本光伏电站位于厂房屋顶，不存在洪水淹没问题。3.2总平面布置本光伏电站分为多个发电子系统，均为位于龙海市万诚工业园屋顶上。本工程所发电量考虑为“自发自用自发自用，余电上网”。各区域组件布置情况见表3-1：表3-1 各区域组件布置情况安装位置彩钢瓦面积混凝土面积彩钢瓦屋面安装组件数混凝土屋面安装组件数装机容量（KWp）办公楼/889/27675.9宿舍楼/2314/402110.55生产车间3#11060/46981291.95生产车间4#11060/46981291.95生产车间5#12476/52921455.3生产车间6#7320/52921455.3生产车间7#12530/286
26、2787.05生产车间8#12530/5292787.052284267864681）道路本工程所需的设备、部件等体积小，重量轻，汽车运输即可满足要求。厂区附近均建有较为便利的道路系统，可供本工程充分利用进行安装、检修和消防等。2）冲洗水源本工程太阳能电池组件采用人工冲洗，冲洗水源就近引自原厂给水管道。3）电气出线以10kV就地并网。4）场地排水光伏阵列所在的各栋建筑屋面坡度均能满足排水要求，不存在积水内涝的问题。4光伏电站总体设计概述4.1光伏电站概貌本光伏发电站位于龙海市，拟建于龙海市福建万诚塑业有限公司厂房屋顶上，根据建筑物的结构形式、可利用面积、组件布置要求以及所发电量为“自发自用，余
27、电上网”。因此采用“相对集中用户侧高压并网”设计方案。 4.2组件安装和方阵布置方式电池组件安装方式和方阵布置设计包括组件安装方式、方位角设计、支架倾角设计、阵列间距设计、以及支承结构的基础设计等内容，需根据总体技术要求、地理位置、气候条件、太阳辐射资源及建筑物结构形式等具体情况确定。4.2.1组件安装方式建筑物屋顶光伏电站的组件安装方式主要为平铺安装和固定倾角（10）安装两种方式。混凝土屋面采用固定倾角（10）安装方式安装，彩钢瓦屋面采用平铺方式安装。#5-2为彩钢瓦屋顶，组件采用平铺安装方式，即组件平铺安装在彩钢瓦屋顶上。#5-3为混凝土屋顶，组件采用固定倾角方式，即组件平铺安装在凝土屋顶
28、上。图5-2 典型钢结构屋面组件安装图图5-3 典型混凝土构屋面组件安装图4.2.2方阵布置方式对于平铺安装形式的支架，要考虑屋顶建筑、设施的位置及其阴影对组件布置的影响对于平铺形式的支架，不必考虑前后排组件之间的遮挡，布置的时候适当留有检修通道及电缆桥架通道即可。对于固定倾角安装形式的支架，也要考虑屋顶建筑、设施的位置及其阴影对组件布置的影响对于固定倾角形式的支架，需要考虑前后排组件之间的遮挡。图5-4 钢结构屋面应用案例图5-5 混凝土屋面应用案例5光伏电站直流部分5.1光伏电站的构成每个光伏发电系统由下述4部分组成：1）直流部分：包括电池组件及支撑结构（支架）等。设备安装方式：电池组件安
29、装在组件支架上，布置在建筑物屋顶上，具体安装方式见“5.2 组件安装和布置方式”； 2）交流部分：包括交逆变器、汇流箱、并网柜、配电装置及配套防雷设备等。设备安装方式：并网柜、10KV配电装置等均安装在配电室内。安装在地面上，防水、防锈、防晒，满足室外安装使用要求。3）控制检测部分：包括光伏系统监控。4）附属设施部分：包括防雷击接地保护装置等。本章仅介绍光伏电站直流部分的设计，交流部分、控制检测部分及防雷保护的设计见第7章电气部分。5.2光伏电池组件选型太阳能电池按照基体材料可分为：晶硅太阳能电池，包括：单晶硅和单晶硅太阳能电池；非晶硅太阳能电池；化合物太阳能电池，包括：砷化镓电池、硫化镉电池
30、、碲化镉电池、铜铟镓硒电池等。1)单晶硅太阳电池单晶硅太阳电池是最早发展起来的, 主要用单晶硅片来制造，与其他种类的电池相比，单晶硅太阳电池的转换效率高, 稳定性好，目前的商业效率在1320%之间。单晶硅太阳电池主要用于光伏电站。2)多晶硅太阳电池多晶硅太阳电池的硅片是由大量不同大小结晶区域组成，基本结构都为n+/p 型，都用p型单晶硅片，厚度220300m。单晶硅电池成本较低，其光电转换效率约10%18%左右。单晶硅电池与单晶硅相同，性能稳定，也主要用于光伏电站的建设。随着国内单晶硅生产规模的不断扩大，多晶硅较单晶硅电池板的性价比高。3）非晶硅薄膜式太阳能电池非晶硅薄膜电池是采用化学沉积的非
31、晶硅薄膜，其特点是材料厚度在微米级。非晶硅为准直接带隙半导体，吸收系数大，可节省大量硅材料。商业化的非晶硅薄膜电池稳定的转换效率在57%左右，保证寿命为10年。非晶硅薄膜电池是至今最为成功的薄膜电池，尽管从最早的1996年12%的市场份额降到2004年的4%，但由于目前晶体硅电池供应短缺，人们试图通过非晶硅薄膜电池补充。目前，非晶硅薄膜电池之所以没有大规模使用，主要原因是光致衰减效应相对严重。4）铜铟硒薄膜电池铜铟硒(CuInSe2)薄膜是一种-族化合物半导体，铜铟硒薄膜光伏电池属于技术集成度很高的化合物半导体光伏器件，由在玻璃或廉价的衬底上沉积多层薄膜而构成。CIS 薄膜电池具有以下特点：光
32、电转换效率高，效率可达到17%左右，成本低，性能稳定，抗辐射能力强。目前，CIS光伏电池实现产业化的主要障碍在于吸收层CIS薄膜材料对结构缺陷过于敏感，使高效率电池的成品率偏低。这种电池的原材料铟是较稀有的金属，对这种电池的大规模生产会产生很大的制约。5）碲化镉薄膜电池碲化镉是一种化合物半导体，其带隙最适合于光电能量转换。用这种半导体做成的光伏电池有很高的理论转换效率。碲化镉的光吸收系数很大，对于标准AM0太阳光谱，只需0.2微米厚即可吸收50的光能，10微米厚几乎可吸收100的入射光能。碲化镉是制造薄膜、高效光伏电池的理想材料，碲化镉薄膜光伏电池的制造成本低，是应用前景最好的新型光伏电池，它
33、已经成为美、德、日、意等国研究开发的主要对象。目前，已获得的最高效率为16.5%。但是，有毒元素Cd对环境的污染和对操作人员健康的危害是不容忽视的，各国均在大力研究加以克服。通过上述太阳电池性能价格比较，本工程推荐采用单晶硅太阳能电池。参照产品样本，本阶段初步选定国产的单晶硅275Wp电池组件进行光伏发电的系统设计和发电量预测，其主要技术参数见表6-1。表6-1 太阳能电池组件性能参数表编号项目技术参数与规格备注1型式多晶硅光伏组件2型号275Wp3尺寸结构1650*992*40mm4重量18.5kg5在AM1.5、1000W/m2的辐照度、25C的电池温度下的峰值参数5.1标准功率275W5
34、.2最佳工作电压31.1V5.3最佳工作电流8.69A5.4短路电流9.15A5.5开路电压37.9V5.6最大系统电压IEC 1000VDC6温度系数6.1峰值功率温度系数-0.41%/K6.2峰值电流温度系数0.06%/K6.3峰值电压温度系数-0.33%/K6.4短路电流温度系数0.067%/K6.5开路电压温度系数-0.33%/K7温度范围-40+858功率误差范围0/+5W9表面最大承压2400Pa10承受冰雹直径25mm的冰球 冲击试验速度23m/s11接线盒类型Type IV12防护等级IP6813连接线长度1000 mm14质保期末组件输出功率80.7%15框架结构铝合金边框1
35、6背面材料复合薄膜6电气部分6.1接入系统方式厂区现共有6468KWp装机容量。本项目采用“自发自用，余电上网”方式并网，拟采用将光伏发电以1路10kV电压等级接入电网。6.2电气主接线本期工程建设规模为6468KWp,全部采用275Wp单晶硅光伏组件，电站共设6个发电子系统。每个光伏发电单元经1台1000kVA升压变压器将逆变器输出交流电压进行升压。本电站以10kV电压等级接入电网，结合组串布置情况，集电线路采用将6台箱变并联通过电缆线路与原配电房10kV段连接并网。6.3短路电流计算本工程暂按短路电流31.5kA来选择电气设备。6.4主要电气设备选择6.4.1并网逆变器选择并网逆变器是太阳
36、能光伏发电系统的重要组成部件，是将太阳能电池板所发出的直流电能转化为可与系统连接的交流电能的核心设备，并网逆变器的质量和效率直接影响到发电量的输出，对经济效益和能源的利用都具有重要的影响。因此，并网逆变器的选择是整个太阳能光伏发电系统的一个重要环节。逆变器的选型主要应考虑以下几个问题。（1）性能可靠，效率高光伏发电系统目前的发电成本较高，如果在发电过程中逆变器自身消耗能量过多或逆变失效，必然导致总发电量的损失和系统经济性下降，因此要求逆变器可靠、效率高，并能根据光伏电池组件当前的运行状况输出最大功率（MPPT）。逆变器的效率包括最大效率、欧洲效率和MPPT效率。光伏逆变器的工作范围很宽，欧洲效
37、率（按照在不同功率点效率根据加权公式计算）更能反映逆变器在不同输入功率时的综合效率特性。（2）要求直流输入电压有较宽的适应范围由于光伏电池的端电压随负载和日照强度而变化，这就要求逆变电源必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压稳定。（3）具有保护功能并网逆变器还应具有交流过压、欠压保护，超频、欠频保护，高温保护，交流及直流的过流保护，直流过压保护，防孤岛保护等保护功能。（4）波形畸变小，功率因数高当大型光伏发电系统并网运行时，为避免对公共电网的电力污染，要求逆变电源输出正弦波，电流波形必须与外电网一致，波形畸变小于5%，高次谐波含量小于3%，功率因数接近于1。（5）监控和
38、数据采集逆变器应有多种通讯接口进行数据采集并发送到主监控室，其控制器还应有模拟输入端口与外部传感器相连，测量日照和温度等数据，便于整个电站数据处理分析。在并网控制方面，有集中和分散两种控制方式。集中控制时使用大功率并网逆变器，将多组太阳能电池板串并联后，以直流母线形式汇集后送到大功率并网逆变器，经DC/AC变换升压输送到电网；分散控制时采用多台小容量逆变器，各逆变器输出并联在同一交流母线升压后输送至电网。本工程初步采用并网逆变器集中控制。逆变器由监控器统一控制，每台监控器可管理多台逆变器。根据国内大型并网系统常用并网逆变器型号，对组串型逆变器（单机容量在几kW、几十kW）及集中型逆变器（单机容
39、量在几百kW）进行比较，如下表：表7-1 两种逆变器优缺点对比表方案缺点优点组串型逆变器 1、需逆变器较多，安装维护复杂2、与逆变器配套的一、二次设备较多，总体费用较高3、因逆变器数量较多，监控系统复杂4、逆变器转换效率低5、逆变器每瓦单价高。1、单台逆变器输出容量小，设备损坏或停电维护对系统影响小集中型逆变器1、设备损坏或停电维护对系统影响大；1、逆变器数量少，安装维护简单 2、所需的一二次电气设备较少，总体费用较低3、逆变器数量少，监控系统相对简单4、逆变器转换效率高5、逆变器每瓦单价低根据比较结果以及厂区的实际情况综合考虑，本工程初步选用50KW组串式逆变器网逆变器，拟采用131台50K
40、W组串式逆变器，产品均已获得相关认证。逆变器主要技术参数见表7-2。表7-2 逆变器主要技术参数表50kW组串式逆变器参数表额定容量50kW最大直流输入电压1000VMPPT范围250950V最大直流输入功率56kW最大直流输入电流108A额定交流输出功率50kW最大交流输出电流80A功率因数0.8超前/滞后最大效率98.6%欧洲效率98.2%额定电网频率50/60Hz总电流波形畸变率3%使用环境温度-25+60冷却方式智能风冷防护等级IP65尺寸（WLD）636958260mm重 量68kg通讯接口RS4856.4.2并网柜并网柜选用金属封闭抽屉式开关柜。6.5 电气设备布置箱变布置在室外空
41、闲地上，并网柜布置在相应开闭所内。6.6 过电压保护防雷及接地为保证电力系统的安全运行和光伏发电及附属设施的安全，大型并网光伏电站必须有良好的避雷、防雷及接地保护装置。避雷、防雷装置应符合建筑物防雷设计规范GB50057-2000要求，接地应符合电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169-2006要求。1）过电压保护每个光伏子阵列直流防雷汇流箱内有直流防浪涌保护装置；控制室内直流防雷配电柜配置直流防浪涌保护装置；并网逆变器内部直流侧及交流侧均具有防浪涌保护装置。在并网线路至原高压母线处设置过电压保护器。2） 雷击保护光伏发电系统防雷包括直击雷和感应雷，太阳电池方阵结构件通过接地体接地
42、防止直击雷，防雷接地电阻小于10，接地电阻通过电阻测量仪测量。(1)直击雷的防护光伏组件支架利用钢支架与原屋顶避雷带可靠连接导通。各建筑物光伏配电系统低压配电室由于布置在各建筑物里，因此利用各个建筑物本身的防雷装置来实现直击雷的防护。(2)感应雷的防护光伏系统交流汇流箱、并网逆变器内部的直流侧均具有防雷保护装置；对线路作感应雷保护。3）孤岛效应保护孤岛效应指在电网失电情况下，发电设备仍作为孤立电源对负载供电这一现象。孤岛效应对设备和人员的安全存在重大隐患，体现在以下两方面：一方面是当检修人员停止电网的供电，并对电力线路和电力设备进行检修时，若并网太阳能电站的逆变器仍继续供电，会造成检修人员伤亡
43、事故；另一方面，当因电网故障造成停电时，若并网逆变器仍继续供电，一旦电网恢复供电，电网电压和并网逆变器的输出电压在相位上可能存在较大差异，会在这一瞬间产生很大的冲击电流，从而损坏设备。逆变器均采用了两种孤岛效应检测方法，包括被动式和主动式两种检测方法。被动式检测方法指实时检测电网电压的幅值、频率和相位，当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率和相位参数上，产生跳变信号，通过检测跳变信号来判断电网是否失电；主动式检测方法指对电网参数产生小干扰信号，通过检测反馈信号来判断电网是否失电，其中一种方法就是通过测量逆变器输出的谐波电流在并网点所产生的谐波电压值，从而得到电网阻抗来进行判断，当电网失电时，会
44、在电网阻抗参数上发生较大变化，从而判断是否出现了电网失电情况。此外，在并网逆变器检测到电网失电后，会立即停止工作，当电网恢复供电时，并网逆变器并不会立即投入运行，而是需要持续检测电网信号在一段时间（如90秒钟）内完全正常，才重新投入运行。需要指出的是，任何一种孤岛效应的检测方法均具有其局限性，需要同时从电站管理上来杜绝检修人员伤亡事故的发生，当停电对设备和线路进行检修时，需要先断开并网逆变器。4）接地本光伏发电系统不再设置单独的接地系统，利用厂区原有接地装置，光伏新增设备的接地均与原厂接地网可靠连接。6.7 电缆敷设及防火封堵敷设至屋内设备及箱变的电缆原则上利用电缆桥架，在可利用原有桥架电缆通道的地方可利用原有桥架。1）光伏组件阵列至逆变器直流电缆可绑扎固定在光伏支架上或敷设在电缆槽盒里，穿过过道处穿镀锌钢管。2）逆变器至交流汇流箱、汇流箱至箱变电缆敷设在电缆槽盒里。3）箱变至配电室并网柜电缆：利用原有电缆沟。6.9计量关口点设置在并网处，并网柜内设置计量专用的CT、PT
