1、1xx20MW 农光互补光伏分布式发电项目实施方案目录一、 概述 11.1 地理位置 1地形 1气候 11.2 太阳能资源 31.3 项目业主简介 61.4 工程简介 81.5 工程概算简介 91.6 接入系统简介 .11二、 发电量估算 .132.1 谯城的太阳辐射量 .132.2 并网光伏发电系统理论发电量测算 .14三、 项目方案设计 .153.1 太阳能支架设计 .1523.2 电池组件选型 .163.3 光伏并网逆变器 .183.4 太阳电池方阵设计 .203.5 系统防雷设计 .233.6 室外环境检测系统 .243.7 光伏监控系统设计 .24四、项目施工组织设计 .264.1
2、施工条件 .264.2 规划原则和施工总布置方案 .284.3 施工交通运输 .294.4 工程建设用地 .304.5 主体工程施工 .314.6 施工 进度 .355.项目投资与经济性评价 .365.1 投资成本分析 .365.2 投资回报评价 .366、农光互补优越性 366.1 农业生产与发电相得益彰 .366.2 提高土地利用率，降低光伏产业成本 .376.3 为当地经济创收，为地区创旅游，为农民创收益 .376.3.1 符合国家产业政策与导向 .376.3.2 解决就业，增加农民收益 .376.3.3 增加地方税收收入，打造生态农业闭环 .376.4 光伏农业发展前景 .386.5
3、该项目农光互补方案 .38一、 概述1.1 地理位置1.1.1 工程任务 根据亳州谯城区气象站的数据和NASA数据库进行当地太阳能资源的评估，并充分考虑光伏电站需求，按照光伏发电工程可行性研究报告编制办法（试行）的规定和要 求，组织专业人员进行xx电力安徽亳州谯城区20MW农光互补光伏电站发电项目 可行性研究阶段的勘测设计工作，并编制完成预可行性研究报告。 1.1.2 场址概况 谯城位隶属于安徽省亳州市，位于安徽省西北部，西、北、东三面分别与河南省的鹿邑、商丘、夏邑、永城交界，东南与涡阳、南与太和接壤。是地级亳州市中心城市，全市政治、经济、文化中心，是历史文化名城三朝古都，久负盛名的中华药都、
4、名酒之乡、国家级历史文化名城、全国优秀旅游城，2011年谯城区又被命名为“中国长寿之乡”。谯城区从商成汤王建都开始，是一座具有三千多年历史的文化古城，她以悠久的历史，灿烂的文化闻名遐迩。区内建有全国最大的药材交易中心，国家级鲜活农副产品定点批发市场。1986 年撤县建市，2002 年成立亳州市谯城区，辖 22 个乡镇和 3 个办事处。2013 年，谯城区面积 2226 平方公里，耕地面积 13.2 万公顷，人口 165 万。三面与河南省接壤，地理座标为东径 1153311606，北纬 33253405，东西宽约 46 公里，南北长约 72 公里。地形地处淮北平原北部，西北略高，最高处海拔 42
5、 米，东南略低，海拔 32 米。气候谯城地处北温带南部，属暖温带半湿润季风气候区，为热带海洋气团和极地大陆气团交替控制接触地带。气候湿润，雨量适中，季风明显，日照充足，无霜期 209 天。水、热资源优于北方，光资源优于南方，适宜各种作物生长。冬季长达 135 天，年日照时数长达 2507.6 小时，全年太阳辐射总量长达 130.43 千卡/厘米 2 左右；年平均气温为 14.5；年平均降水量 805 毫米。2013 年，实现农林牧渔业总产值 100.5 亿元，按可比价计算增长 4.8%，增加值 57.0 亿元。药、酒、烟、桐是谯城区的四大经济支柱。全区已形成中药、白酒饮料、面粉加工、棉纺、畜牧
6、、蔬菜、木材加工八大产业。谯城自古就有药都之称，为全国四大药都之首，是全国药材集散地，有着悠久的药材种植历史，以亳芍、亳丹皮、亳菊、亳花粉为代表的 230 种地产中药材种植已形成规模，江泽民同志曾为谯城题词“华佗故里，药材之乡”，谯城，正努力向中华药都、现代中药城的发展目标迈进。6 亳州沃野，自古以来就有中药材种植、加工、炮制、经营的悠久传统历史，是著名的药都和全国最大的中药材集散地。西周初期，神农氏后裔姜姓被周武王褒封于焦（今亳州城）之后，即在城东北隅修神农衣冠冢，建先医庙，并教人种植药草以疗疾病。东汉神医华佗，傍神农衣冠冢而居，并在其后宅辟药园、凿药池、建药房、种药草，广为传授、种植、加工
7、中药材技术。自汉代以亳州中药材市场后，亳州已广为种植中草药，且历久不衰，明中期的常规品种有 30 多种，清代发展到 50 多种，以白芍、菊花为最，清代诗人刘开写道：“小黄城外芍药花，十里五里生朝霞，花前花后皆人家，家家种药如桑麻。”民国初期，药材种植总面积达到万亩以上，各种产品计 140 多种。建国后，在发展传统品种的同时，进行了品种的引进、试种、推广工作，1985 年全市中药材资源普查统计，共有中药材 171 科 410 种，地产药材 130 种。中国药典中冠以亳字的药材有亳芍、亳菊、亳桑皮、亳花粉 4 种，另有 17 类 189 种药材在亳州市场上销售。截至 2011 年底，亳州药业企业已
8、达 60 多家，到“十二五”力争全市药业生产企业达到 100 家以上，通过三年努力，到 2012 年，年销售收入 5 亿元以上的企业达到 10 家，2 亿元以上的 20 家，1 亿元以上的 50 家，药业生产企业产值达到 150 亿元以上。谯城是“全国无公害蔬菜生产基地县（区）”、“安徽省农业标准综合示范县（区）”和“农业产业化示范县（区）”、“安徽省现代中药高新技术产业基地”。四次蝉联国家金奖的古井贡酒出产于谯城区古井镇。1.2 太阳能资源太阳能对人类来说是取之不尽、用之不竭、广泛存在、平等给予、可以自由利用的能源。太阳能利用将是 2l 世纪的重大课题。我国地处北半球，土地辽阔，幅员广大，国
9、土总面积达 960 万平方公里。南从北纬 4的曾母暗沙，北到北纬 52.5的漠河，西自东经 73的帕米耳高原，东至东经 135的黑龙江与乌苏里江汇流处，距离都在 2000 公里以上。在我国广阔富饶的土地上，有着丰富的太阳能资源。根据太阳能资源评估方法（QX/T 89-2008），以太阳能总辐射的年总量为指标，对太阳能的丰富程度划分为 4 个等级，如下表所示。表 2-1 中国太阳辐射资源区划标准等级资源带号年总辐射量（MJ/m2）年总辐射量（kWh/m2）平均日辐射量最丰富带 6300 1720 4.8很丰富带 2040-63001400-17203.84.8较丰富带 378020401020-
10、14002.93.8一般 3780 1020 2.9我国的太阳能资源丰富。其中，年总辐射量在 8602080kWh/m2 之间，年直接辐射量在 2301200 kWh/m2 之间，年平均直射比在 0.240.73 之间，年日照时数在 8703570h 之间。中国 19782007 年平均的总辐射年总量的空间分布情况如图 2-1 所示。图 2-1 19782007 年平均的太阳能资源空间分布图（单位：kWh/m2）从图中可以看出，我国太阳能资源空间分布特点为自西北到东南呈先增加再减少然后又增加的趋势。新疆东南边缘、西藏大部、青海中西部、甘肃河西走廊西部、内蒙古阿拉善高原及其以西地区构成了太阳能资
11、源“最丰富带”，其中西藏南部和青海格尔木地区是两个高值中心；新疆大部分地区、西藏东部、云南大部、青海东部、四川盆地以西、甘肃中东部、宁夏全部、陕西北部、安徽北部、河北西北部、内蒙古中东部至锡林浩特和赤峰一带，是我国太阳能资源“很丰富带”；我国中东部和东北的大部分地区都属于太阳能资源的“较丰富带”；只有以四川盆地为中心，四川省东部、重庆全部、贵州大部、湖南西部等地区属于太阳能资源的“一般带”。直接辐射年总量的空间分布特征与总辐射比较一致，在青藏高原以南以及内蒙古东部的部分地区，直射比甚至达到 0.7 以上。年总日照时数的空间分布与年总辐射量基本一致，“最丰富带”的年日照时数在 3000h 左右，
12、“很丰富带”的年日照时数在 24003000h 之间，“较丰富带”的年日照时数在 12002400h 左右，“一般带”的年日照时数在 1200h 以下。1.2.1 光伏电站所在地区太阳能资源分析 谯城属于我国太阳能资源三类地区，年平均辐照在1400小时左右，谯城海拔高程约14一46米,是华北大平原的一部分。气候温和,四季分明,光照充足,雨量适中,无霜期长,光热水资源比较丰富,属于暖温带半湿润气候。1.2.2 光伏电站所在地区太阳能资源分析 本项目采用美国NASA数据库进行当地太阳能资源的评估。NASA是由 美国气象局开发的高分辨率气候数据库，涉及范围已涵盖美洲、非洲和亚洲。 主要的数据要素包括
13、太阳辐射，气温以及地形资料（海拔高度、水平面及倾角等）。2 米处气温：基于 NASA 数据时段: 1994 - 2011;重新计算得到 15 分钟值。基于高分辨率 的地形模型，本数据空间分辨率达到 1km，因而可以反应地形引起的温度的空间变化。太阳辐射：由 Meteosat 卫星数据计算得到；时段空间分辨率 90 米，时间分辨率 15 或 100 分钟，包括水平总辐射和垂直面直接辐射；年水平总辐射值的不所分析时间段内数 据有效率达到 99%。 本区域内太阳能资源非常丰富，而且项目场址海拔较高， 大气层薄，透明度好，日照充分，年水平面总辐射总值可达 1412kWh/，26倾斜面 年辐射总量可达
14、1616 kWh/m2，可利用小时数可达 1481 小时。开发利用潜力非常广 阔。根据我国在 1983 年出版的太阳能资源区划标准，该区域属于 II 类“较丰富带”， 结合亳州的当地的特点，非常适合建设农光互补光伏电站的建设。 1.3 项目业主简介131xx 简介xx 电力有限公司是 xx 能源有限公司的全资子公司，xx 能源控股有限公司（纽交所代码：JKS）是全球为数不多的拥有垂直一体化产业链的光伏产品生产、应用及光伏电站开发建设的综合性跨国企业。中国 500 强企业，全球第四大晶硅组件制造商。公司员工总数超过 10000 余人，生产基地位于江西省上饶以及浙江省海宁，生产面积总占 67 万平
15、方米。公司的全球营销中心位于中国上海浦东新区，此外公司建立了全球化的营销布局，在瑞士楚格，德国慕尼黑、意大利博洛尼亚、法国蒙彼利埃、美国旧金山、加拿大多伦多、澳大利亚昆士兰以及日本东京均设立了子公司。xx 能源所生产的单多晶组件获得 ISO9001, IEC, TV, VDE, UL, CSA, CEC, MCS 等多项国际认证以及荣誉称号。公司自成立以来，大力引进国际先进生产设备，包括美国 GT Solar 多晶炉，日本 NTC 线切机，意大利 Baccini 电池片生产线以及伯格测试技术。组件生产引进日本 NPC 技术以及全自动生产线，代表了世界一流的先进生产工艺。我们业务营销网络涵盖欧洲
16、，北美以及亚太，遍及 20 多个国家，包括了德国，意大利，比利时，美国，西班牙，法国，捷克，以色列，日本，澳大利亚以及中国等主要光伏市场。2013 年垂直产能达到 1.8GW、出货量全球第三；2014 年垂直产能达到 2.3GW，photon 组件测试全球排名第二，普华永道太阳能产业可持续发展指数排名第四，彭博财经评定为全球一线光伏品牌，65 家世界知名银行提供项目融资。xx 电力成立于 2012 年 9 月，注册资金叁拾亿零伍仟万元整。是太阳能电站投资、建设、运营的专业化企业，2013 年投资建设光伏电站 213MW，预计2014 年投建规模将达到 800MW。现已签约权益容量超过 1GW。
17、现 xx 能源欲在谯城市分三期投建总容量为 300MW 的光伏地面电站，总投资额 27 亿元。此次申报为一期 20MW。对于每一个 xx 成员，太阳能不再仅仅是阳光下的商机，更是一种创造绿色未来的生活方式，我们秉持 xx“阳光品质，服务全球”的理念，并与您分享世界绿色能源在阳光下的成长喜悦！132xx2013 年项目案例1.4 工程简介1.3.1 工程选址 本工程厂址位于谯城区蒋楼村，地理位置图见图1-1。图1-1项目地理位置示意图该区域内太阳能资源非常丰富，而且 项目场址海拔较高，大气层薄，透明度好，日照充分，年水平面总辐射总值可达 1463kWh/，30倾斜面年辐射总量可达 1685kWh
18、/m2，可利用小时数可达 1501 小时。 发利用潜力非常广阔。根据我国在 1983 年出版的太阳能资源区划标准，该区域属 于 II类“较丰富带”，太阳能资源较丰富,具有良好的开发远景，较适合大型光伏电站的 建设。在该地区建设光伏电站，符合国家新能源产业政策和安徽地区电源规划原则， 在环保、可持续开发当地丰富的太阳能资源同时，可以支援当地工农业生产需求和 安徽电网的电力外送，为今后该类场地的综合利用探索一条新路。 1.3.2 工程地质 1）蒋楼村位于谯城西南部 处，所在区域地貌单元属中低山区或黄土丘陵区，地形较开阔平坦，场址内公路由东向西南穿境而过，附近省道、县道四通八达，交通便利。 2) 安
19、徽亳州谯城区20MW农互补光伏项目工程拟选各场址位于谯城县凌笪乡凌笪村内，各场地范围内地形起伏较大，冲沟发育。 3) 各场址处于相对稳定的地质构造单元，无断裂构造通过，建光伏场址可行。 4) 根据中国地震动参数区划图GB181006-2001，拟选场址地震动峰值加速 度为 0.1g，相对应地震烈度为 7 度，地震动反应谱特征周期为 0.40s。 5) 拟选各场址区出露地层主要为第四系上、中更新统冲洪积黄土（粉质粘土）、 黄土（粉质粘土）。其中上部黄土状粉土，黄土（粉质粘土）具有湿陷性。为湿陷性 黄土场地，场地湿陷性土层厚度为 3.0-10.0m 不等。各场址的上部黄土状粉土具有湿 陷性，建议采
20、用碾压、夯击或换土垫层法处理。 6) 拟选各场址场地地下稳定水位埋深一般大于 10.0m，可不考虑地下水对基础 的腐蚀性。 7)据气象资料，场址土壤最大冻深 83cm。 8)根据已有资料和现场调查，目前阶段认为在该区域建 设光伏电站基本上是可行的 1.5 工程概算简介1.5.1工程概况 建设规模：本期太阳能光伏发电工程装机容量为20MW相应的办公生活设施。1.5.2主要系统特征：谯城太阳能光伏发电项目装机容量为 20MW，发电设备为晶 体硅光伏电池组件，采用多支路、分块发电、集中并网方案，将系统分成20个 1MWp 的光伏并网发电单元，经过箱式变压器经升压、集电后接入就近的变电站。 1.5.3
21、资金来源和投资比例：本工程由xx电力有限公司独资在亳州成立的分公司出资20%建设，其余资金通过银行贷款完成。 1.5.4 工程投资： 工程静态投资：16117 万元 单位投资：8058.5 元/KW 建设期贷款利息：406.22万元 工程动态投资：16523.22万元 1.5.5发电效益计算 （1）发电收入：发电收入是上网电量和上网电价的乘积，电站正常运行期内上网电 量为25884.09m mwh，其中建设期第一年初期发电量为25884.09mwh，第二年正常发电。本项 目按国家发改委发改价格（2013）1638号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中全国光伏发电标杆
22、上网电价类资源区为1元/kWh(含 增值税)测算，计算期内电量销售收入总额为25884.09m万元。 （2）税金：本项目应交纳的税金包括增值税、销售税金附加和所得税。 （a）增值税：根据财政部和国家税务总局照财税2008156号关于资源综合利用及 其他产品增值税政策问题的通知，本项目增值税实行即征即退50%的优惠政策。增 值税税率为17%。另外根据增值税转型相关政策，允许企业购进机器设备等固定资产 的进项税金在销售税金中抵扣。 （b）销售税金附加：销售税金附加包括城市维护建设税和教育费附加，以增值税税 额扣除抵扣的增值税税额为计算基数。本项目城市维护建设税税率取5%，教育附加费 率取5%。 （
23、c）所得税：所得税按应纳税所得额计算，本项目的应纳税所得额为发电利润扣除 免税的补贴收入后的余额。 光伏发电项目属于公共基础设施项目企业所得税优惠的项目，根据国税发【2009】 80号国家税务总局关于实施国家重点扶持的公共基础设施项目企业所得税优惠问题 的通知，其投资经营的所得，自该项目取得第一笔生产经营收入所得纳税年度起， 第一年至第三年免征企业所得税，第四年至第六年减半征收企业所得税（12.5%），六年后所得税按照25%征收。 1.5.5节能减排本期工程规划装机20MW本光伏发电项目整个 25 年规划运行期内年平均每年发电 量约 22040.09MWh。每年可节约发电标煤约 0.8万吨。在
24、其 25 年使用期内，该光伏 发电项目总共节省标煤约 20万吨。 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 2.2 万吨；每年减少排放大气污染气体 SO2 约 20吨、NOx 约 20吨。1.6 接入系统简介1.6.1 亳州电力系统现状 1.6.2 全省电网负荷预测 2012 年安徽省全社会用电量达到 1765.28108kW.h，最高发电负荷达到 24486MW，本次以国网公司最新确定的安徽省“十二五”电力负荷水平（2013.07）为基础，结合国 家出台的各项促进经济发展的政策、措施和安徽省用电负荷特性，预测 2015 年省内用最高发电负荷为 34120MW
25、，五年平均递增率 11.1%；2020 年省内自用最高发电 负荷为 46400MW，五年平均递增率 6.3%。1.6.3 光伏电站建设的必要性 1）带动谯城地方经济发展的需要 光伏电站开发会促进地区相关产业如建材、交通设备制造业的大力发展，对扩大就业和发展第三产业将起到显著作用，从而带动和促进地区国民经济的全面发展和社 会进步。随着光伏电站的相继开发，光伏电站将成为谯城的又一产业，为地方开辟新 的经济增长点，对拉动地方经济的发展，加快实现小康社会起到积极作用。 2）国家能源战略的重要体现 随着石油和煤炭的大量开发，不可再生资源保有储量越来越少，终有枯竭的一天， 因而新能源的开发已经提到了战略高
26、度。风能、太阳能和潮汐能等新能源将是未来一 段时间大规模开发的能源种类。不管从技术、经济，还是规模上来看，太阳能都有一 定的优势，随着太阳能电池组件国产化进程加快，光电板的价格将进一步降低，光伏 的竞争力也大大加强。光伏电站的开发可以节约大量的燃料和水资源，还可以形成太 阳能发电基地，改善安徽省地区能源结构。3）改善生态、保护环境的需要 太阳能是清洁的可再生能源，开发太阳能符合国家环保、节能政策，光伏电站的 开发建设可有效减少常规能源尤其是煤炭资源的消耗，保护生态环境，营造出山川秀 美的旅游胜地。 4）地方旅游业进一步发展的需要 谯城地区以其独特的地理气候特点，造就了其独特的旅游资源。光伏电站
27、的开发 将进一步促进旅游业的发展。浓厚的文化底蕴加上优美的自然景色，将使游人不断增 加，这些将为该地区的旅游经济带来更大的效益。 综上所述,随着本光伏电站的开发，除了提供大量的绿色电能外，还将对带动地方 经济快速发展起到积极作用。因此，及时开发谯城区光伏电站是十分必要的。1.6.4 工程建设规模 随着安徽省国民经济的快速发展，对于电力工业的发展提出了更高的要求。本期 项目建成后可进一步满足所在地区的能源需求。根据初步规划的地域面积以及当地资 源情况，该项目工程规划总规模为20MW。 本光伏电站工程并入220kV升压站，主变容量为500MVA，电压等级为 220kV/35kV，满足光伏电站总规划
28、容量20MW电量的送出。 升压方式为每个1MWp逆变器室的2台500kW逆变器（额定电网电压315V）经一台 容量为1250kVA升压变电站升至35kV后，用35kV电缆汇流至35kV配电间母线，再通 过1台容量为50000kVA、35/220kV主变压器升压至220kV后接入电网。采用 YJY22-35-395mm2电缆集电，每回线路最大输送容量22000kW，可设3回集电线路。 本方案升压部分全站主要电气设备有20台1250kVA、35/0.315/0.315kV箱式升压变电站，1台50000kVA、35/220kV主变压器，7面35kV高压开关柜（3回集电线路进线，1回站 用电进线，1回
29、SVG进线，1回PT柜，1回出线至变压器）以及1套110kV线变组出线设 备。1.6.6 接入系统方案 根据本项目规划容量 20MW 及附近电网规划情况，本项目接入系统方案考虑如下： 光伏电站以 35kV 电压等级接入系统，出 1 回 35kV 线路 接至魏岗镇 220kV 站 35kV 侧，线路长度约 110km。 光伏电站最终接入系统方案，需在光伏电站接入系统设计中详细论证，并经上级 主管部门审查后确定。 二、 发电量估算2.1 谯城的太阳辐射量依据NASA发布的数据推算出谯城地区辐照信息如表1。表1 太阳辐照度一览表2.2 并网光伏发电系统理论发电量测算根据光伏电场场址和日照情况，建立的
30、本工程太阳能光伏发电场上网电量的计算模型，并确定初步的上网电量。项目采用农光互补的形式，占地面积 600 亩，本项目总的装机容量为20000KW年发电量 Ep 计算如下：Ep= HA * PAZ * K kWh 其中：H A 为多年平均年辐射总量，取 1655.5KWH /m2； PAZ为光伏项目的装机容量，取 200000 KWp；K 为综合效率系数。综合效率系数为考虑了各种因素影响后的修正系数，其中包括：组件阵列安装倾角、方位角修正系数；光伏发电系统可用率；光照利用率；逆变器效率；集电线路损耗；升压系统变压器损耗；组件表面污染；电池组件转换效率修正系数；其中电池组件转换效率修正系数应考虑：
31、衰减率、工作温度、输出功率偏离峰值等因素。综合效率系数（详见表 1.3）。表 1.3 上网电量修正系数计算方法序号 名称 系数 备注1 电池板安装倾角、方位角 0.99 2 光伏发电系统可用率 0.993 光照利用率 0.984 逆变器效率 0.965 集电线路损耗 0.986 升压系统变压器损耗 0.987 组件表面污染 0.958 电池组件转换效率修正系数 0.939 综合效率系数 0.82第一年估算发电量 Ep 为： 25884.09mwh。三、 项目方案设计3.1 太阳能支架设计本项目经过前期的地形考察，本项目可以采用螺旋装的支架安装方式。支架的施工方式参考下图在设计时，根据项目所在地
32、区的气候条件，选择相应的风载荷、雪载荷等设计参数，进行系统自重荷载、风荷载和雪荷载作用效应甚至地震作用效应计算。根据计算结果来设计负重详细结构。3.2 电池组件选型本项目采用 xx 电力的太阳能电池多晶硅组件，多晶硅太阳电池组件采用了新型 EVA 及层压封装技术，改变了以往传统的 PVC 封装方式，增强了产品的稳定性能，提高了户外安装抵抗恶劣环境侵蚀的能力，因此有效地提高了产品使用寿命。该产品的最大优势在于其较高的性价比。由于采用了能够抵抗恶劣天气的接线盒，因此多晶硅太阳电池组件可以适合于从单个组件到大型网状连接的各种应用。在户外较高的环境温度下，多晶硅太阳电池性能会发生变化，取决于当时的温度
33、，光谱以及其他相关因素。但可以肯定的是：多晶硅较之单晶硅或非晶硅性价比更高。图 3-1 多晶硅太阳能电池组件实物图255Wp 多晶硅太阳能组件参数如下表所示：表 3-1 255wpxx 电力组件参数表序号 参数名称 性能参数1 组件型号 JKM255P1. 峰值功率 255W2. 工作电压 30.8V3. 工作电流 8.28A4. 开路电压 38.0V6. 外形尺寸 1650mm*992mm*40mm7. 工作温度 -40858. 寿命 25 年以上9 转换效率 15.58%结构图如下所示：图 3-2 多晶硅电池结构图3.3 光伏并网逆变器光伏并网逆变器是光伏发电系统中的关键设备，对于提高光伏
34、系统的效率和可靠性具有举足轻重的作用，主要负责太阳能电池板所发直流电力变换成同交流电网电能特性一致的交流电能。并网逆变器应具有以下功能：系统效率高；MPPT 自动跟踪技术；显示功能；通讯接口；具有监控功能；完善的保护功能；宽直流输入电压范围；人性化界面，可通过按键设定各项参数；可实现与多台逆变器并联组合运行等特点。通过对目前国内外技术及商业化比较成熟的大型并网逆变器进行分析，同时考虑系统稳定、高效、灵活运行，以及光伏电池阵列接线排布便捷等因素。本项目采用合肥阳光生产的 SG 500KTL，主要参数如下：容 量 500kW隔离方式 工频变压器最大太阳电池阵列功率 550kWp最大阵列开路电压 1
35、000Vdc太阳电池最大功率点跟踪（MPPT）范围 450Vdc820Vdc最大阵列输入电流 1064A额定交流输出功率 500kW总电流波形畸变率 0.99最大逆变效率 97%允许电网电压范围（三相） 310450Vac允许电网频率范围 4751.5Hz/5761.5Hz，可调夜间自耗电 10W保护功能极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护、接地保护、欠压及过压保护等通讯接口（选配） RS485 或以太网使用环境温度 3055使用环境湿度 095%,不结露尺寸（深宽高）mm 16062034860mm噪音 50dB防护等级 IP20（室内）电网监控 按照 UL1741 标准
36、电磁兼容性 EN50081,part1；EN50082,part1电网干扰 EN61000-3-4逆变器的工作状态均有延时，逆变器不会随着用户大功率设备的频繁起停而频繁开关机。逆变器的交流输出有软启动功能，不会对电网造成冲击。3.4 太阳电池方阵设计本方案针对 40 套容量为 500kW 的并网光伏发电系统提出初步设计方案。选用额定功率为 255W 的多晶硅光伏组件，配置二套额定功率为 500kW 的三相逆变器。根据上述所列组件及逆变器的性能参数，确定如下系统设计方案。（1） 光伏组件的串联方式计算首先不考虑组件工作电压受温度系数的影响，仅仅考虑标准条件（1 个标准大气压，25，1000W/m
37、 2）下的情况。所选逆变器的最大功率点跟踪直流电压范围为 450VDC820VDC，非晶硅薄膜组件的工作电压为 31.4V。根据经验，为使系统能够始终工作在最大功率点输出条件下工作，光伏组串的工作电压应位于逆变器最大功率点跟踪直流电压范围的中间值处。因此计算出每串光伏组串的组件数为：（450+820）V/2 31.4V/块 = 20（块）对于 20 块光伏组件串接成的光伏组串来说，其开路电压为：38.4VDC20 = 768VDC低于逆变器所允许的最大阵列开路电压。下面考虑温度对组件开路电压的影响，假设通常情况下新疆地区电池板表面的最低温度为-15，电池板表面最高温度为 55，组件开路电压为
38、38.4VDC，温度系数为-0.4%每摄氏度。故而可以算出组串的最大开路电压为：Vmax=768V1+（-15-25）（-0.004） = 890.88V DC组串的最低开路电压为：Vmin=792V1+（55-25）（-0.004） =758.78V DC由于逆变器的最大输入电压为 1000VDC，光伏组件的击穿电压为 1000VDC，考虑到直流线路压降及光照强度等其他影响，组串的开路电压可以满足要求，逆变器全年可以正常启动。（2） 光伏组串并联方式计算对于 500kW 光伏系统来说，所需要的光伏组串的数量 M 为：M=500kW（255W20）=92 串由于标准情况下 255W 多晶硅光伏
39、组件的短路电流为 10.6A，短路电流温度系数为 0.12%，因此可算出 116 串光伏组串的最大短路电流 Amax为：Amax=10.61+（55-25）0.001292 = 1010.31A dc低于逆变器的直流最大输入电流（1064A），满足设计要求。结合上述计算，对于 500kW 光伏系统来说，所需光伏组件的总体数量为：2092=1840 块（3） 光伏阵列整体汇流方式对于上述 500kW 光伏系统来说，所选逆变器本身可以选择多路直流输入，因此可以降低光伏阵列本身的汇流级数，另一方面这样做也可以增强系统的稳定性，降低安装成本。采用 16 入一出的直流防雷汇流箱，直接将 20 串光伏组串
40、进行串联，所需直流防雷汇流箱的数目为 116 个。输出的 3 路直流电流接入三相逆变器直流输入端，经逆变器转换为三相交流电后，接入附件的 35KV 电网。为保证光伏系统安全，逆变器输出端不能直接接入公共电网配电端，需要配备相应的交流配电柜进行电气隔离。直流防雷汇流箱选择对于 16 入 1 出的直流防雷汇流箱，主要性能要求如下： 满足室外安装的使用要求； 同时可接入 16 路太阳电池串列，每路电流最大可达 15A； 接入最大光伏串列的开路电压值可达 DC1000V； 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； 配有光伏专用高压防雷器，正极负极都具备防雷功能； 采
41、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。其原理结构如下图所示：图 3-2 直流防雷汇流箱结构图（5）直流及交流配电柜设计系统共需要直流配电柜，正常工作直流输入功率为 35kW，最大支流输入为5kw，分 7 个直流输入单元，每个直流输入单元接一台汇流箱，7 路光伏直流输出经直流配电柜并联后，输入给逆变器。直流配电柜需要具有保护功能和显示功能。对于由于意外时间造成对地短路，逆变器输入回路出现破坏性电流，损害逆变器，因此在逆变器与组件组件中间安装直流断路器，直流短路器满足组件方组件正常电流输出，同时满足组件系统最高电压 1.5 倍的冲击。在直流系统中，接
42、线盒中的断路器不能采用交流断路器代替，必须采用直流断路器。直流配电柜面板上安装有直流电压表和直流电流表，可以实时显示组件的输出电压和电流。交流配电柜用于并网逆变器输出电量的汇流、输出、监测以及设备的保护。内部配件主要是端子排、断路器、熔断器、SPD、发电量电度表、互感器、线排和其它一些保护器件。交流配电柜面板上安装交流电压表、交流电流表、电度表等，可以实时显示并网逆变器的输出电压、电流以及系统输出的电能。交流配电柜是将光伏阵列经逆变器输出的交流电能分配给负载。根据送入交流配电柜的回路数，确定交流配电柜的输入回路，输出回路为一回，安装额定电流不同的三级断路器，所选各断路器配有复式脱扣器、欠电压脱
43、扣器、分励脱扣器，具有短路保护、过载保护、失压保护、远程操作等功能。在各进、出线装设电流表、电压表、电度表、功率因数表、频率表，分别测量各回路单相、三相电流电压及光伏电站的发电量大小、功率因数、频率等参数，所选各测量仪表均采用带有通讯接口的数显表计，以方便采集数据之用。100kW 交流配电柜的接线原理如下图所示：图 3-3 交流配电柜原理图3.5 系统防雷设计把所有钢结构与整个建筑的防雷网相连，以达防雷的目的。在光伏系统直流输入处和交流输出处设计了防雷装置，并接地以确保设备的安全，避雷元件分散安装在接线箱内，也安装在配电柜内。防雷接线箱一般安装在光伏组件附近，必须满足室外安装的要求，防护等级一
44、般为 IP65。整个系统采用三级防雷措施：设备级：光伏阵列支架通过接地扁钢与屋顶防雷扁钢带可靠焊接；直流侧级：直流汇线处采用直流防雷模块，最终与防雷带连接；交流侧级：在交流柜内采用交流防雷模块，与电气防雷带连接。对于系统防雷和安全用电来说，可靠的接地是至关重要的。本设计中，支架及连接件均是金属制品，每个子方阵自然形成等电位体，所有子方阵之间都要进行等电位连接，并于接地网就近可靠连接，各连接点的接地电阻应小于 10欧姆。机房内的交流配电柜、直流配电柜的外壳及各逆变器的接地端子和机房内的接地体进行牢固的电气连接，各连接点接地电阻应小于 4 欧姆。3.6 室外环境检测系统在光伏发电系统楼顶适当位置配
45、置 1 套环境监测仪，实时监测日照强度、风速、风向、温度等参数。该装置由风速传感器、风向传感器、日照辐射表、测温探头、控制盒及支架组成。可测量环境温度、风速、风向和辐射强度等参量，其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。环境监测装置如下图所示。图 3-4 环境监测装置3.7 光伏监控系统设计（1）电能计量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。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
46、、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。（2）监控系统系统采用高性能服务器作为系统的监控主机，可以每天 24 小时不间断对所有的并网逆变器进行运行数据的监测。选择安装一套专门的光伏并网系统的监控软件,该系统可连续记录运行数据和故障数据。监控系统整体要求如下: 要求提供多机通讯软件，采用 RS485 或 Ethernet（以太网）远程通讯方式，实时采集电站设备运行状态及工作参数并上传到监控主机。 要求监控主机至少可以显示下列信息： 可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
47、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、频率、功率因数、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。 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因包括电网电压过高、电网电压过低、电网频率过高、电网频率过低、直流电压过高、直流电压过低、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。 要求监控软件集成环境监测功能，主要包括日照强度、风速、风向、室外温度、室内温度和电池板温度等参量。 要求最短每
48、隔 5 分钟存储一次电站所有运行数据，包括环境数据。故障数据需要实时存储。 要求至少可以连续存储 20 年以上的电站所有的运行数据和所有的故障纪录。 要求至少提供中文和英文两种语言版本。 要求可以长期 24 小时不间断运行在中文 WINDOWSXP、UNIX、LINUX 操作系统， 要求使用高可靠性高性能的服务器作为监控主机 要求提供多种远端故障报警方式，至少包括： SMS（短信）方式，E_MAIL方式，FAX 方式。 监控器在电网需要停电的时候应能接收电网的调度指令。图 3-5 光伏监控系统组网示意图四、项目施工组织设计4.1 施工条件4.1.1 工程地理位置及自然条件 1、工程地理位置 本
49、工程站址位于安徽省谯城市蒋楼村，基本走向为由北至南， 站址附近有省道及乡级公路通过，交通较便 利。 2、地形地质条件 谯城地形由西北向东南呈缓倾单斜势头，西北高、东南低。西 部石灰岩中山区，山脊起伏，山坡阶梯状，沟谷切割陡峭，地表大部分为灌木覆盖； 中部为黄土丘陵区，山峦叠嶂，墚峁相连，沟谷呈羽毛状；黄土台塬区，塬面开阔，沟谷深切，谷底有溪流；东部平原区，地势平坦、水源丰富，土壤肥沃；四类地区分别占总面积的 15.61%、46.76%、19.32%、18.31%。境域西北隅之薛颉岭最高，海拔 1777.00m，东南角的汾河滩海拔 7100.00m，高差千余米。境域山川壮丽，景色万千。 3、气候条件 境域属暖温带大陆性半干旱半湿润气候。冬季受西伯利亚冷高压控制，多偏北和 西北气流，寒冷少雪；夏季受太平洋副热带高压影响，多偏南和东南气流，炎热多雨； 春季受季风交替影响，干旱多风；秋季冷高压迅速侵入，温湿晴朗。年平均气温 10.6， 无霜期 150d，平均降水量 474mm，平均蒸发量
