光伏系统设计手册

1、第一章总论1第一节光伏系统规划设计的重要性及其作用1第二节光伏系统规划设计的任务、内容及业务范围11光伏系统规划设计的任务和内容12光伏系统规划设计的业务范围2第三节光伏系统规划设计的程序和方法31光伏系统规划设计的基本准则32光伏系统规划设计的程序33光伏系统规划设计的方法4第四节准备工作与调查研究51电网现状调查52地理气象数据调查53调查确定光伏系统发展水平54调查掌握系统关键设备资料6第二章环境条件及光照资源状况调查1第一节气象数据资料1第二节光照资源状况1第三节工程地质调查4第四节电网条件调查41现有电站情况42现供配电情况43用电情况4第三章光伏发电系统场站规划5第一节光伏发电系统

2、整体设计规划51场站用地规划设计52站区布置设计53光伏组件基础设计54站区给排水设计55站区道路设计66站区管线布置设计77暖通设计88消防设计9第二节电气系统设计101光伏阵列设计112方阵基础设计11第三节场站安防设计12第四节数据传输设计12第五节站用电设计规划13第四章并网逆变器选型设计14第一节逆变器容量的选型确定14第二节并网逆变器类型的选型确定151小功率光伏系统152中型光伏系统153大型光伏系统15第三节影响逆变器选型的其他因素161设备电压等级162隔离并网要求163输入极限参数164系统效率17第三节并网逆变器参数对照191合肥阳光电源公司产品192艾默生公司产品203

3、德国西门子公司产品21第五章光伏组件及支架设计22第一节光伏组件的选型22第二节光伏电池板阵电压及组用设计22第三节太阳能电池组件方阵设计241太阳能电池组件支架设计242太阳能方阵支架计算30第六章站房设计33第一节分站房设计331设计内容332建筑说明343结构说明34第二节主站房设计361站房布置：362交通运输、安全通道和出入口布置363站房建筑立面处理364.建筑构造及建筑装修365综合楼通风、采光366防水、排水367综合楼防火37第三节建筑设计基本要求371场地地震参数372消防设计373暖通设计404水工41第七章方阵支架基础及场站围栏设计43第一节方阵支架基础设计431支架基

4、础设计43第二节场站围栏设计442.1材料452.2施工45第八章直流配电系统设计46第一节汇流箱设计461设计要求462导体的选择473汇流箱端口的选择47第二节直流配电柜设计481设计要求482导体的选择493导体的允许载流量许算494直流配电柜端口的选择49第九章交流配电系统设计51第一节电气主接线形式选择51第二节短路电流计算51第三节高压电气设备选择521断路器的选择522隔离开关的选择533电流互感器的选择534电压互感器的选择54第四节无功补偿设计551无功补偿的原则与基本要求552补偿装置选择及容量确定56第十章升压系统设计58第一节升压系统设计58第二节升压变压器设计581变

5、压器容量设计582变压器数量的设计583变压器形式的选择594变压器阻抗和电压调整方式的选择59第十一章电网接入系统设计601小型光伏并网系统设计602中型光伏并网系统设计603大型光伏并网系统设计60第十二章输电线路路径及电缆选型设计61第一节组用路径设计61第二节组用汇流输电线路路径设计62第三节汇流母线输电线路路径设计64第四节逆变升压输入输出线路路径设计65第五节站内高压输电线路路径设计67第六节电缆选型设计671电缆芯线材质选型672电缆线芯选型673电缆绝缘水平684电缆截面选型69第十三章保护系统设计78第一节变压器保护设计781主要保护功能设计782变压器保护整定原则793变压

6、器的保护装置的选择80第二节线路保护811线路保护功能812远动功能81第三节低压配电保护设计821配电系统选择性保护措施822保护设备的设计83第十四章监控系统设计85第一节光伏监控系统设计851组件数据的监控852逆变器数据的监控853环境数据的监控854监控管理计算机85第二节全站电力监控系统设计861监控中心主站862网络代理服务器873数据传输终端874监控终端设备87第十五章数据传输系统设计88第一节RS485总线传输88第二节同轴电缆传输891同轴电缆的种类892网络同轴电缆903视频同轴电缆90第三节光纤传输901多模光纤性能指标922单模光纤性能指标92第四节网线传输931网

7、线的分类932网线应用范围933网线选择和工程注意事项934五类线945超五类线946六类线94第十七章安防系统设计95第一节视频监控系统951前端摄像系统962视频传输系统973控制系统及记录存储系统974系统设备例举介绍98第二节防盗报警系统1051探测设备1052信号传输设备1073报警管理设备107第三节门禁控制系统1081执行器1092感应卡1093读卡器1094控制器1105管理计算机110第四节巡更系统1101巡查棒1112信息钮1113通信座1114巡更管理软件112第十八章直流电源系统设计1131设备性能要求1132接线方式114第十九章站用电源设计1151站用变压器选择11

8、52站用低压电器选择1153站用电源供电方式116第二十章无功补偿设计1171补偿装置的功能1172设置补偿装置应考虑的主要因素1173补偿无功功率的装置型式及其容量的选择1174相控电抗器1195补偿装置的布置119二十一章太阳能光伏系统发电量测算1201系统效率测算1202系统发电量测算121第二十二章电气设计及光伏系统设计规范122第一节光伏组件标准和规范122第二节电气系统标准1231电气系统标准及规范1232电气系统施工安装标准及规范124第三节电线电缆标准及规范1261电线电缆标准和规范1262电线电缆施工安装126第四节逆变器标准及规范126第五节通讯系统标准127第六节暖通系统

9、标准1271暖通系统标准与规范1272暖通系统施工安装128第七节给排水系统标准及规范128第八节环境保保标准及规范128第九节消防标准及规范129第十节混凝土标准及规范129第十一节钢结构制造和安装标准及规范130第十二节其他相关标准及规范130第十三节标准说明131第一章总论第一节光伏系统规划设计的重要性及其作用随着传统能源日益紧缺，新能源的开发与利用得到世界各国的广泛关注，越来越多的国家采取鼓励新能源发展的政策和措施，新能源的生产规模和使用范围正在不断扩大。2012年京都议定书到期后新的温室气体减排机制将进一步促进绿色经济以及可持续发展模式的全面进行，新能源将迎来一个发展的黄金年代。当前

10、，中国的能源与环境问题严重，新能源开发利用受到越来越高的关注。新能源一方面作为传统能源的补充，另一方面可有效降低环境污染。我国可再生能源和新能源开发利用虽然起步较晚，但近年来也以年均超过25%的速度增长。自可再生能源法正式生效后，政府陆续出台了一系列与之配套的行政法规和规章来推动新能源的发展，中国新能源行业进入发展的快车道。作为可再生能源的太阳能，是传统化石能源的最为重要的替代能源之一，在进入21世纪以来，在市场和各国政府的拉动下，出现了前所未有的超快速发展，由太阳能光伏发电构成的分布式供电系统在电网中所占的比例也在来断增大，光伏发电系统的可靠性及标准化设计也就尤为重要。随着国家投入的不断增大

11、、生产制造技术的不断革新，其成本必将不断下降，接近常规能源，被人们更多、更高效的利用，也只有不断提升系统稳定性、效率才能满足社会对光伏发电系统的需求，因此，做好光伏发电系统工程建设的前期工作，落实光伏发电系统的发、送、变电本体工程的建设条件，优化其设计方案，其意义尤其重大。光伏发电系统的规划设计是光伏发电系统工程前期工作的重要组成部分，它是关于单项本体工程的总体规划，是具体建设项目湿湿的方针和原则。系统规划应当在国家产业和能源政策的指导下，结合经济情况，根据当地电力规划以及电网现状、未来需求，综合考虑来进行光伏系统规划的具体方案并提出主要技术原则。第二节光伏系统规划设计的任务、内容及业务范围光

12、伏系统的规划设计是光伏发电系统的基础，其设计主要根据厂站的用地规划、建设单位的初步设计、规划要求、环境条件、电网条件以及电力系统的设计规范和要求并结合国家相关的新能源电力产业政策、各地电力建设实情而进行。1光伏系统规划设计的任务和内容统一和光伏系统规划设计的任务主要是根据相关要求对光伏发电厂站合理进行规划,协调站内发电、输电和变电工程的配套建设项目，确定具体的实施方案。光伏系统规划设计的内容主要包括以下几个方面：光伏发电系统整体规划设计电气系统规划设计厂站建筑物规划设计组件阵列规划设计厂站安防规划设计数据传输规划设计站用电规划设计2光伏系统规划设计的业务范围光伏系统规划设计的业务范围应根据建设

13、方的设计要求来确定，一般情况下，一个完整的光伏系统规划设计的业务范围包含了前述的规划设计的全部工作内容。2.1 光伏发电系统整体规划设计光伏发电系统整体设计规划业务范围主要包括：规划的土地范围内厂站用地规划设计、站区布置设计、光伏组件基础设计、站区给排水设计、站区道路设计、站区管线布置设计、暖通设计、消防设计等。2.2 电气系统规划设计电气系统设计规划业务范围主要包括：逆变升压系统设计、光伏发电单元直流电气系统设计、交流电气系统设计、保护系统设计、电网接入系统设计、监控系统设计、电力二次系统设计、防雷接地设计等。2.3 厂站建构筑物规划设计厂站建筑设计规划业务范围主要包括：分站房设计、主站房设

14、计、电缆沟井设计等2.4 组件阵列规划设计组件设计规划业务范围主要包括：组件选型设计、光伏电池板阵电压及组用设计、组件支架设计、组件支架阵列分布设计等。2.5 厂站安防规划设计厂站安防设计规划业务范围主要包括：周界报警系统设计、视频监控系统设计等。2.6 数据传输规划设计数据传输设计规划业务范围主要包括：光伏系统数据传输设计、全站电力监控系统数据传输设计等。2.7 站用电规划设计站用电设计规划业务范围主要包括：站用电接入设计、站用电配电设计等。第三节光伏系统规划设计的程序和方法1光伏系统规划设计的基本准则系统发电量的最大化、工程建设的经济性、系统设计的可靠性、整体运行的稳定性是光伏系统规划设计

15、的基本准则。3光伏系统规划设计的方法光伏系统规划设计工作基本上分为光伏系统规划和光伏系统设计两个阶段，光伏系统规划主要是考虑光伏系统厂站整体问题，在方法上着重综合分析，结论则主要体现指导性作用。光伏系统设计是在整个厂站的规划已经确定的条件下，针对系统进行具体的设计，在方法上注重借助成熟的系统设计计算分析理论和软件，结论则主要体现经济性和发电量最大化。3.1 光伏系统规划设计的方法3.1.1 基本条件分析基本条件有：用地条件、地理环境、气候气象情况、地层特性、电网接入条件、交通运输条件、设备的制造及供应等。3.1.2 基本功能分析首先分析光伏系统送出电压等级、建站的目地、发电形式、功率流向等。3

16、.1.3 动态分析动态分析即弹性分析或可变因素分析，主要是规划发电系统的电网适应能力。可变因素主要是指：发电系统的远期规划发电规模；关键设备的选进性；光伏系统因气象情况变化发电量的变化；3.1.4 限制性条件分析指定规划设计方案时要特别注意哪些影响方案成立的限制性因素，主要有：自然地理条件的限制性因素交通运输条件不能满足项目建设要求主要电气设备制造困难法律法规所不允许相关标准规范的限定即将淘汰的技术3.1.5 可靠性与经济性分析以上几条为研究性分析，而可靠性分析与经济分析为检验性质。要求设计通过通流量计算、平均无故障运行时间计算、系统短路电流计算、发电量计算、方案经济评价计算等对设计系统的技术

17、经济特性进行全面综合评价，提出最佳方案。3.2 光伏系统规划设计的手段国内外已有许多与系统设计有关的设计软件在应用，采用专业的系统设计软件可以大减轻规划设计过程中的劳动强度和工作量，提高工作效率以及设计精度，但一部分环节的设计准确定是基于当地的地理气象条件而进行的，当数据量不足或存在偏差时，单纯依靠设计软件并不能解决问题，还需要借助于计算工具进行优化。第四节准备工作与调查研究1电网现状调查电网现状调查主要内容包括以下几个方面：需要接入的地区电网结构、电网装机容量、在建和新建电厂的装机容量及其进度。系统现有电网、计划接入变电所（主要电压等级）的位置、主设备规范。接入点线路的主要规范（主要电压等级

18、）包括导线型号、截面组合、线路长度及电气参数等。现有变电所增容扩建和输电线路升压改造的意见；2地理气象数据调查当地的地理气象数据调查主要包括：当地的经度、纬度、海拔高度、及当地地质状况、地震状况、洪水状况；至少近10年月平均最高气温、最低气温、极高和极低气温；至少近10年月平均风速、最大风速及发生时间；至少近10年最长连续阴阴雨天数及发生几率；雷暴、沙尘暴、冰雹、暴雨等灾害性气象状况；至少近10年月平均太阳辐射能、日照时数、日照百分率及月变化等。3调查确定光伏系统发展水平在确定光伏系统发展水平时，应根据规划期长短确定设计水平年。以下列各项资料为依据：规划系统和地域范围内的电力、电量及其增长率；

19、确定国家政策对光伏系统的要求及未来趋势变化；确定光伏设备的发展、技术趋势等。4调查掌握系统关键设备资料主要包括以下设备：太阳能电池组件并网逆变器电力变压器监控系统直流配电设备高低压开关设备太阳能电池组件主要调查当前太阳能电池及组件发展水平、主要制造商生产情况，拟选用供货商生产情况、主要组件批量生产规格、供货保证能力，掌握所选用组件的性能参数。并网逆变器主要调查当前市场上占有率较高的主要品牌逆变器性能参数、优劣势分析，掌握拟选用逆变器的主要性能，设计参数等。电力变压器主要调查市场主流变压器型号、关键参数、性能特点等。监控系统主要调查光伏发电监控系统不同厂商的功能对比、监控参数、数据接口、传输方式

20、。直流配电设备主要调查直流汇流箱、直流配电柜主要性能，设计参数等。高低压开关设备主要调查低压开关柜、高压开关柜主要性能，设计参数等。第二章环境条件及光照资源状况调查第一节气象数据资料太阳能作为地球上最基本、最重要的能源，它的利用受降水、温度等天气的影响，同时，大风、雷暴等灾害性天气也对太阳能设计工程构成威胁，因此，在光伏电站的设计过程中，做好光伏电站项目建设前的气候可行性论证和气象数据收集工作，是避免盲目开发,保证太阳能资源能否有效利用的科学依据。设计所需要的相关气象数据主要有：月平均气温（C）；月极限最高、最低气温（C）；月平均相对湿度（）;月平均风速（m/s）;月平均降水量（mm）；年均积

21、雪量（mm）；最大冻土深度（mm）；以上的平均值数据最好是多年的平均数据（最好是国家气象部门公布的一些气象数第二节光照资源状况需要获取的光照资源数据有：水平面的太阳能资源（度/平方米/日）太阳能方阵倾斜面上的太阳能资源（度/平方米/日）（公式计算或由计算机辅助软件完成）公式为：HLHL-Ht=HbRbHd-Rb0.5（1-）（1coss）0.5:H（1coss）HoHoHt倾斜面太阳能辐射量Hb水平面太阳能辐射量Rb倾斜面辐射量与水平面辐射量之比Hd水平面上散射辐射量大气层外的太阳能辐射COSS光伏整列倾角的余弦P地表面反射率经度、纬度在实际的一些设计计算中，需要根据当地经纬度来确定当地的固定

22、日期的太阳高度角、方位角等参数，以及进行一些平面辐射到斜面辐射的计算。我们通常得到维度数据有2种：一种为直接给的经纬度坐标，一种为GPS测定的54或80的坐标系数值，对于后者就需要进行处理，换算成我们熟悉的、可用户计算的经纬度坐标。地面反射率（）（地面状态）：砂、硬土、草地等对于组件表面所获得的辐射由直接辐射、散射组成，对于散射有地表散射、空中的散射等等组成，不同类型地面反射率情况如下：地面状态反射率/%地面状态反射率/%干燥黑土14森林4-10湿黑土8干砂地18干灰色地面2530湿砂地9湿灰色地面1012新雪81十草地1525残雪46-70湿草地1426太阳能方阵最佳倾角的选择12H=

23、63;|Htp-Ht0MiW式中，Htp-为倾角为P的斜面上各月平均太阳辐射量HtP-为该斜面上年平均太阳能辐射量M-为第i月的天数6-为辐射累计偏差可见，6的大小直接反映了全年辐射的均匀性，6越小辐射均匀性越好。通过带入计算选择某个彳K角使得了邛为最大值、6为最小值。同时支架最佳倾角的选择，还要根据安装地点的使用状况（用电时间、积雪厚度、风沙尘土、降雨量、风速等），做出针对性的调整，考虑因素如下：1）负荷特性如果是长期衡定用电，那么应当优先选用全年平均发电量的倾角；如果是季节性负荷，应当使系统发电量在该季节达到最大；2）系统特点如果配备了储能系统，在考虑上述因素的情况下应当尽可能是发电量最大

24、；对于并网系统，由于不直接驱动负荷，在不考虑调度的情况下，考虑最大发电量；3）建设类型如果是BIPV,优先考虑抗风、以及整体效果；4）建设地点如果是多积雪地区，考虑积雪滑落的角度，选用高倾角方案；如果是沙尘较多地区，要考虑雨水对方阵表面的冲刷效果；例如：给学校负载供电的情况，在7月一8月时虽然辐射量较大，但期间学校放假，基本无大的用电量，因此在选择支架倾角时就要考虑在年总辐射量变化不大的情况下，使7月一8月的辐射量分摊到其他的月份。下表是采用计算机进行计算对我国部分主要城市对于负载负荷均匀或近似均衡的最佳辐射倾角城巾纬度/0最佳倾角城巾纬度/0最佳倾角10哈尔滨45.680+3杭州30.230

25、+3k春43.900+1南昌28.670+2沈阳41.770+1福州26.080+4北京39.800+4济南36.680+6天津39.100+5郑州34.720+7呼和浩特40.780+3武汉30.630+7太原37.780+5长沙28.200+6乌鲁木齐43.780+12广州23.130-7西宁36.750+1海口20.030+12兰州36.050+8iTr22.820+5银川38.480+2成都30.670+2西安34.300+14贵阳26.580+8上海31.170+3昆明25.020-8南京32.000+5拉萨29.700-8合肥31.580+9第三节工程地质调查工程地质调查一般是委托

26、具有地勘资格的单位通过地质勘察的结果来得到，需要调查的工程地质内容主要有：区域地形地貌主要是调查工程区域的地貌类型和形态特征、土层的组成等。地层岩性主要调查工程区内与本工程联系最紧密地层分布特征。地质构造及地震依据中国地震动峰值加速度区划图主要调查工程区场地硬度，工程区地震动峰值加速度、特征周期、地震烈度等。水文地质条件主要调查工程区内水文地质分带特征、降水特征，地表水、地下水的影响情况。场址区工程地质条件主要调查场址区地表特征、地下水水质、地层岩性，场址区有无不良物理地质现象等。第四节电网条件调查1现有电站情况该项目建设前，该地区现有的各种电站火电、水电数量及装机容量、每年发电量。2现供配电

27、情况项目地区现有的供配电所、站情况，是什么方式供电，什么电压等级，各配电容量为多少KVA3用电情况项目地区年总用电量（其中农业和工业用电量），用电负荷类型，且高峰期用电段是什么季节和时间段。第三章光伏发电系统场站规划第一节光伏发电系统整体设计规划对于大型兆瓦级光伏电站一般采用分块发电、多支路并网的积木式”技术方案，将系统分成若干个光伏并网发电单元，每一个光伏发电单元分别经过各自的升压变压器升压后经高压配电装置并入电网，最终实现将整个光伏并网系统接入电力输电网进行并网发电的Zu0一般采用将整个发电系统分成多个1MWp的光伏并网发电单元进行设计，每个1MWp单元设计采用2台500KW并网逆变器的方

28、案。每个光伏并网发电单元的电池组件采用用并联的方式组成多个太阳能电池阵列，太阳能电池阵列输入光伏方阵初级防雷汇流箱、次级直流汇流箱后，经光伏并网逆变器和交流低压配电柜接入升压变压器低压侧。光伏发电系统整体设计规划主要包括规划的土地范围内厂站用地规划设计、站区布置设计、光伏组件基础设计、站区给排水设计、站区道路设计、站区管线布置设计、暖通设计、消防设计等1、场站用地规划设计场站用地规划设计一般由建设方根据其前期的项目可行性研究报告中项目设计所需的土地面积大小经当地相关部门核准的用地规划图为准。如果是处于可研阶段的或具有充足用地的设计则根据实际设计规模所需的土地面积进行规划。2、站区布置设计整个站

29、区内主要设计有太阳能电池组件阵列、分站房和总站房等。站区布置设计应根据每一个组件阵列大小、总的阵列数、场地用地规划图再结合太阳能资源、站区进出场公路、高压出线走廊方向、水源、环保、站区工程地质、地形、风向、施工等建站外部条件及工艺要求等进行设计。3、光伏组件基础设计光伏组件基础设计应根据每一个阵列单元的规模大小、风压、工程地点纬度、冻土层厚度、水文地质条件等进行。基础的形式可采用混凝土、钢支柱两种。4、站区给排水设计主要包括站区范围内上下水道系统的设计，站区排水设计，分站房、主站房室内外排水设计。4.1 设计标准及规范光伏发电站给排水设计主要依据以下标准和规范进行设计：火力发电厂水工设计规范(

30、DL/T53392006)室外给水设计规范(GB50013-2006)室外排水设计规范(GB50014-2006)建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)火力发电厂与变电站设计防火规范(GB50229-2006)220kV500kV变电所设计技术规程(DL/T5218-2005)给水排水管道工程施工及验收规范(GBJ50268-97)4.2 设计的原则供站区生活用水及光伏电池板定期擦洗用水等的生活给水管网设计；当附近有自来水管网时，应按接入当地自来水管网进行设计，否则应采用就地打井方式进行生活给水管网设计。站区内生活污水管网设计，当附近有污水排水管网时，应按接入当地污水管网进行设计，否

31、则应采用化粪池方式进行生活污水排污设计。站区内设计排水沟，雨水的排放沿站区排水沟排至厂外低洼处。厂区给水管道一般情况下采用PE管进行设计，如有特殊要求应按具体要求进行设计。安装在室外阀门井阀门，一般选用手动闸阀，口径小于50mmi勺阀门均选用球阀。在进入厂区围墙后的给水管上，设置流量测量装置。直埋钢管的防腐采用外壁加强防腐。室内明露部分上下水道(塑料管除外)的防腐采用管外壁涂刷红丹酚醛防锈漆和银粉面漆。室内明露及地上部分钢管及各种管件支吊架等，经表面除锈后，涂红丹酚醛防锈漆和醇酸磁漆。5、站区道路设计站区道路采用6m3m宽两种道路，其中主干道(站区四周和子系统与子系统之间)6m太阳阵列检修道路

32、23m采用水泥稳定砂砾路面。主要道路的转弯半径一般采用6m,检修道路的转弯半径一般为23m站区道路满足以下要求：站内道路一般采用郊区型设计，道路横坡为1.5%2.0%,纵坡和人行道纵、横坡随竖向布置要求而定。主干道路路面宽6m支干道3m检修道品&路面宽23m站区系统道路路面内缘转弯半径为6m与广场相接的道路，具转弯半径视其功能而定，一般不宜小于6m广场纵坡宜采用5%左右。发电单元内的检修道的坡度与单元内其它场地一致，且应接至站区主干道。站区综合楼周边道路采用水泥混凝土路面结构（C25,180mnB）o站区广场（综合楼前）铺水泥砖，根据要求可考虑绿化；站区内所有道路路基及广场硬化基层处理

33、需按照岩土工程勘察报告进行设计处理。主干道道路两侧安装混凝土预制路牙。站区综合楼周边道路两侧安装混凝土预制路牙。检修道路采用300mml水泥稳定砂砾路（水泥掺量为混合料总重的6%,碾压，密实度95%压实工作必须在水泥终凝前完成。6站区管线布置设计6.1 站区管线布置原则管线敷设方式以工艺要求、自然条件、场地条件等综合考虑。管线（沟）走径：力求顺直短捷，并尽量沿规划管线走廊平行路网，靠接口较多一侧布置，减少交叉，埋深及长度。方便施工运行管理及检修。6.2 站区管线布置站区管线总体规划根据上述设计原则及既定敷设方式和各专业提供的接口位置及标高，综合考虑，统筹规划。规划设计内容包括：光伏电站内室（内

34、）外地上、地下所有管线，沟道的走径、管径以及站区对外接口，进行全面控制，确保运行安全。管线敷设方式一般管线设计采用地下敷设方式，分为直埋和沟道两种：采用地下直埋的管线有：生活上水管，生活下水管、电缆等。采用地下沟道的管线有：电缆。7暖通设计主要包括分站房和主站房采暖、通风等系统设计。7.1 设计标准和规范采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程DL/T5035-2004火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程DL5053-1996工业企业设计卫生标准GBZ1-2002工作场所有害因素职业接触限值GBZ2-2002火力发电厂保温油漆设计规程DL/T5

35、072-1997工业设备及管道绝热工程设计规范GB50264-97公共建筑节能设计标准GB50189-2005城市热力网设计规范GJJ34-2002城镇直埋供热管道工程技术规范CJJ/T81-987.2 设计参数室外设计参数：最冷月平均气温最热月平均气温冬季平均风速夏季平均风速最大冻土深度室内设计参数：室内空气计算参数按采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003)、火力发电厂设计技术规程(DL5000-2000)和火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程(DL/T5035-2004)执行。主站房及通信室的夏季室温不宜超过35C,一般设计采用空调调节室内温度；继电器室、电力电容器室、直

36、流屏室及分站房内配电装置室的夏季室温不宜超过40C：分站房采用自然进风，机械排风的通风方式，并由铝合金双层防沙调节百叶窗自然进风，采用风机机械排风。通风量均应能满足事故通风不小于换气次数12次/h计算的通风量。8消防设计消防设计主要是针对站区范围内的消防灭火设施的设计。8.1 设计标准和规范火力发电厂与变电站设计防火规范（GB50229-2006）建筑设计防火规范（GB50016-200。（2006年版）建筑灭火器配置设计规范（GB5014Q2005）（2005年版）8.2 主要设计原则依据国家有关消防条例、规范进行设计，本着“预防为主、防消结合”的消防工作方针，消防系统的设置以加强自身防范力

37、量为主，立足于自救，同时与消防部门联防，做到“防患于未然”，从积极的方面预防火灾的发生及蔓延。站区内电气设备较多，消防设计的重点是防止电气火灾。8.3 消防和灭火设施设置原则根据火力发电厂与变电所消防设计规范，站区内设置的逆变器室，耐火等级不低于二级，且火灾危险性为戊类，不设置消防给水系统。逆变器室建构筑物内灭火器按建筑灭火器配置设计规范（GBJ140-9。（2005年版）的有关规定配置。应考虑采用移动式气体灭火器作为主要灭火手段。在每个发电单元附近配置干粉灭火器，用于发电单元电气设备的灭火。升压变按规范配置相应的灭火器材。8.4 电气消防设计原则电缆的防火措施按规程要求执行。电缆沟分段分隔，

38、封堵电缆孔洞，涂刷防火阻燃涂料等。根据不同场所，配置相应的消防器材。加强全站防雷措施，避免设备因雷击破坏造成火灾等次生灾害。8.5 消防监控系统设计原则根据不同的保护对象，分别采用温、烟、光感探测器和热敏温感线等探测手段。在逆变器室设手动报警器或警铃。探测报警控制系统的主要功能是收集各方的火灾信息，同时发出报警信息。8.6 建筑消防设计原则逆变器室建构筑物均按有关规定的火灾危险性分类和最低耐火等级要求进行设计。建筑构造防火，如梁柱、楼板、吊顶、屋顶等构造设计，逆变器房防爆泄压、安全疏散等各方面的要求，均遵照建筑设计防火规范(GB50016-2006)等国家现行的标准进行设计。工程一般采用钢筋混

39、凝土结构，根据需要也可采用类似于箱式变电站的结构。设计纵横向水平通道，并与主要入口相连通。有防火要求的房间设丙级防火门。所有防火门均有自动闭门器第二节电气系统设计电气主接线是发电厂变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂，变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电器设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定由较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。电气系统设计规划应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先应满足

40、这个要求。电气系统可靠性包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电器设备可以简化接线。灵活性系统应满足在调度、检修及扩建的灵活性。调度时，应可以灵活地投入和切除逆变升压设备和线路。检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行。扩建时，可以容易地从初期规划过度到最终规划。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。经济性在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。应力求简单，以节省一次设备。继电保护和二次回路不过于复杂

41、，以节省设备和控制电缆。设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量，要避免因二次变压而增加电能损失。1光伏阵列设计应根据太阳能电池方阵规划总容量划分为若干个发电单元，整个太阳能电池方阵采用分块发电、集中并网方案，将系统分成若干个光伏并网发电子系统，每个发电子系统设置一个分站房，在分站房中通过直流配电柜-逆变器-交流配电柜-升压变压器将太阳能电池产生的电能升压至与电网电压相同的高压交流电，之后各个逆变器室中的高压交流电通过电缆沟送至主站房配电室，在光伏电站中，每个光伏发电子系统分为若干个板阵，每个板阵的布置均相同；各个板阵中同一行电池组件应设计在一

42、个平面上，每一列组件也在同一平面，这样就保证电池方阵外观排列整齐，次序合理，在保证发电量的同时，兼顾了光伏电站的景观效果。1.1 方阵基本参数应根据系统的总功率确定组件方阵所采用晶体硅太阳能电池组件总数量，每个子系统的板阵数的设计应根据选用的逆变器的输入参数来计算确定，每个子系统所配逆变器的规格和数量按电气总体规划的要求设置；每个板阵的组件安装数量应为组件串联数的整数倍，组件的串联数量应结合逆变器的最大功率跟踪窗、最高输入电压、组件的开路电压、最大功率电压来计算确定，每一个板阵上的组用数量可结合整个系统的规划和组件的板型设计。1.2 光伏方阵阵列总体布置晶体硅太阳能板阵阵列的方向均为面朝南，板

43、阵的仰角应根据当的的地理环境采用相关设计软件设计确定。板阵的数量根据设计规模来确定，板阵的排列应要根据场站的用地规划图的尺寸进行布置，每个板阵前后阵之间的间距按照满足白天有效光照时间为6小时内不产生摭档的情况下通过计算确定。2方阵基础设计2.1 主要建筑材料钢材:型钢、钢板主要用Q235钢；焊条：E43、E50;螺栓：普通螺栓（8.8级）。钢筋:构造钢筋及次要结构钢筋采用HPB235钢，受力结构采用HRB335、HRB400钢筋。混凝土：根据设计需要，现浇混凝土结构为C25C30,素混凝土垫层为C15。2.2 基础设计太阳能组件支架基础的布置和选型是根据建造场地的地形和基础持力层情况确定的。根

44、据场地情况和太阳能电池组件支架情况，采用钢筋混凝土独立基础，独立基础的设计埋深按照当地最大冻土深度来确定，满足建筑地基基础设计规范和建筑地基处理技术规范要求，基础施工时基坑开挖要超出基础埋深后，用砂石回填至基底标高，压实系数不小于0.95,同时基础回填土需夯实，夯平，以保证整个结构的稳定性和安全。第三节场站安防设计安防系统指以搭建组织机构内的安全防范管理平台为目的，利用综合布线技术、通信技术、网络互联技术、多媒体应用技术、安全防范技术、网络安全技术等将相关设备、软件进行集成设计、安装调试、界面定制开发和应用支持。在设计规划时，应当根据不同的太阳能发电厂项目的规模、场地大小、以及甲方对安防的需求

45、等安防系统集成实施的子系统，来进行选择设计监控系统、防盗报警、门禁系统、对讲系统、巡更系统等。对于大部分对安防要求不高的用户使用适当规模的视频监控系统就能够满足需要，而不能满足时再加上防盗报警系统相互补充配合。门禁系统大多适合于办公场所的出入地点安装，对讲系统则适用于大场地的相互联络、提醒，对值守工作的管理有较高要求的用户则可安装巡更系统。第四节数据传输设计数据传输系统是电力系统不可缺少的组成部分，是电力系统自动化的基础。对于光伏电站，主要传输数据有：光伏设备运行参数（逆变器数据、汇流箱电流数据、环境监测仪数据等）、视频监控数据（主要为大数据量视频信号）、门禁及报警数据、电气保护远动数据等等。

46、针对不同的数据、不同的传输距离、不同的安装连接方式以及干扰情况、设备本身所需通信方式等因素，主要采用以下几种数据传输方式：RS485总线传输、同轴电缆传输、光纤传输、网线传输第五节站用电设计规划厂站用电设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全站发展规划，妥善解决分期建设引起的问题，积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进，保证全站安全、经济地运行。站用电需要考虑光伏电站的各类用电负荷，比如分站房照明、空调等，主站房的照明、监控、保护、安防以及生活用电等，规划中站用电配电设置地点宜放置在主站房或者附近。站用电需要考虑稳定性，要根据站用电的可靠性来确定是一路供电，还是双

47、回路供电,或者是否选择发电机作为应急电源等。站用电的电源接入端一般不宜采用从光伏电站交流母线就地接入，如果附近有输配电线路或配变电站，一般考虑从附近的输配电线路上接入，如果没有其它的电源，则可以考虑从本光伏电站的高压送出端接入站用电变压器，避免从光伏发电计量装置的前端接入。第四章并网逆变器选型设计第一节逆变器容量的选型确定并网逆变器作为光伏并网系统的关键设备，它的选择直接关系到系统的效率、输出电能质量、电站的稳定性以及最终的发电量，因此必须从多方面综合考虑来进行选择。并网逆变器的功率通常跟光伏系统容量相等，但需要考虑以下几种情况：工作情况应考虑当地太阳辐射情况、设备最大工作功率以及在该功率下工

48、作的时间情况，即设备的日常工作平均时间、最大负荷情况；设备余量考虑选型并网逆变器的最大直流输入功率，设计选择的光伏系统功率不应超过并网逆变器的最大直流输入功率。如果项目建设地点辐射情况较好，设备在大多数时间中达到额定工作功率，那么设计应当适当留余量，范围以不超过15%为宜；如果项目建设地点辐射情况一般，设备在大多数情况下无法以额定功率发电，那么可以降低并网逆变器容量或者选择相同容量，以选择相同容量为宜。组审情况在确定系统容量时，需要考虑最大串联组件数量问题，以确定最终总光伏系统功率。提高效率和发电量的选择对于设计规范的光伏发电站而言，逆变器的功率应当与所连接光伏组件的功率相适宜。两个系统部分功

49、率的关系可以通过逆变器最大功率和光伏组件的峰值功率之间的比值进行描述。获得最大发电量对于旨在获得最大发电量的发电站设计，应当适当提高并网逆变器负荷程度，即上述的逆变器最大功率和光伏组件的峰值功率之间的比值，应当设置在大约110%比较合适。说明：本节仅从系统容量方面考虑发电量，实际发电量有很多考虑环节，对于以并网逆变器参数、规格的选择来提高发电量的内容在本章其他节叙述。经济型光伏电站如果要设计比较经济的发电站，应避免使用过大容量的逆变器。大容量的集中型并网逆变器由于整体容量的增大，对于相关设备的耐压、过电流有较高的要求，会造成设备造价增加。另外，对于在日照条件比较差的地区，应选用相对容量较小的逆

50、变器，而不以利用全部光照能量为标准选择逆变器容量。另外，提高发电效率和缩短投资回收周期还要取决于日照条件、逆变器在部分负载下的效率和送入电网的电量价格。第二节并网逆变器类型的选型确定对于不同系统规模，考虑到系统整体效率、最大发电量等因素，可能会选择不同方式的并网逆变器。1小功率光伏系统对于电源电压为220V的小型光伏发电系统，一般直接选用与光伏组件峰值功率接近的单相逆变器；对于电源电压为三相380V的小型光伏发电系统，当无适合的三相逆变器时，一般直接选用单相并网逆变器，在这种情况下需要对光伏组件的总数量进行三等分，相互独立的每一组组件各自接入一台单相逆变器上，三个相线上各接入一台相应的并网逆变

51、器，保证送入三个相线的发电量相等，当每相的光伏组件功率远大于逆变器输入峰值功率时，每一相上也可采用多台单相并网逆变器，此时接入到逆变器的组件数量也必须按照逆变器功率大小进一步均分。2中型光伏系统对于功率在几十个千瓦左右的中小型光伏系统，需要注意的是实际接入的电压，因为对于这类容量系统通常接入功率不大，甚至可以选择单相接入，即单相并网逆变器，也可以通过若干个组用逆变器的并联实现，当接入电压较高时，可考虑设置升压变压器。3大型光伏系统对于大规模太阳能发电系统，应当尽可能采用大功率的集中型并网逆变器，降低系统复杂程度。当系统发电功率远大于并网逆变器功率时，可将整个光伏系统按照逆变器的容量大小进行分割

52、，采用模块化并网方式。每一个模块可采用单台逆变器，也可采用多台并联运行。第三节影响逆变器选型的其他因素1设备电压等级目前市场上的大功率并网逆变器电压等级大致有2种，一种为低电压类型，具输出电压在400V以下，另一种为高电压型，具输出电压为10KM输出电压在400V以下的逆变器又因生产厂家所采用的技术不同，逆变器的输出电压各异，主要的输出电压类别有：270V、300V、315V、328V、380V、400V等，其内部一般设计无隔离变压器，当采用低压并网接入方案时，对于和电网电压等级不同的逆变器应在逆变器输出端设置隔离变压器，高压型并网逆变器具内部一般设计了升压隔离变压器，当采用高压并网接入方案时

53、，除非电网电压与逆变器输出电压为同一等级，一般应选用无隔离变压器的并网逆变器，在逆变器输出端单独设置隔离型升压变压器。对于不同制造商生产的并网逆变器，逆变器的最高直流输入电压会有所不同，小功率逆变器的电压比大功率逆变器要低许多，不同电压制式的国家所推出的并网逆变器具最高输入电压也是不同的，例如日本的TMAIC公司，产品最高输入电压为：610V,而欧洲和我国主要产品最高电压一般在850V-1000V范围。低输入电压的并网逆变器必然电池组用的并联数会比较多，相应工作电流会比较大，但是设备耐压降了下来；高输入电压的并网逆变器串联数增大，但并联数将会减少，汇流箱的使用数量也会减少，主电路电流相应会降低

54、，但是设备耐压要求比较高，对于控制回路中常规的开关器件的需压要求也相应提高，一般必须采用用极使用。2隔离并网要求逆变器一般采用隔离变压器来实现隔离并网，隔离变压器有2个作用，一是进行电气隔离，二是实现升压，光伏并网发电系统的电气隔离主要目的是防止逆变前级的直流分量直接进入交流电网从而危害交流电网中的电气设备正常运行，同时增强整个光伏发电系统的运行安全性。升压的目的则是并网接入。3输入极限参数3.1 输入最高电压设计需要考虑并网逆变器跟光伏电池组用的安全配合问题，要求光伏组用最高电压（开路电压）不超过并网逆变器最高输入直流电压，应当考虑当地环境温度对组件电压的影响（需要结合开路电压温度系数进行计算）。一般情况下应选用最高输入电压大于900V的产品。3.2 最大输入电流及接入端品数量目前的并网逆变器分为2类，一类为集中型，一类为组用型。对于集中型，输入端口数大多数按照MPPT数量来定，如果设备仅有1路MPPT,那么通常会仅有1路端口输入，如果是2个MPPT（比如某些厂家的500KW并网逆变器由2台250KW并网逆变器组成）即有2路输入，对于主从结构的设备，通常会只有1路（铜排），系统按照