甘肃临泽县扎尔墩滩10MW光伏电站设计技术报告

1、省临泽县扎敦滩10MW光伏电站技术报告 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc357171772 技术报告 PAGEREF _Toc357171772 h 1 HYPERLINK l _Toc357171773 一。一般说明 PAGEREF _Toc357171773 h 3 HYPERLINK l _Toc357171774 1.1项目概述 PAGEREF _Toc357171774 h 3 HYPERLINK l _Toc357171775 1.2报告编制原则与设计依据 PAGEREF _Toc357171775 h 3 HYPERLINK l _Toc35717

2、1776 1.3项目主要内容 PAGEREF _Toc357171776 h 3 HYPERLINK l _Toc357171777 1.4中国能源现状 PAGEREF _Toc357171777 h 3 HYPERLINK l _Toc357171778 1.5气象资料 PAGEREF _Toc357171778 h 4 HYPERLINK l _Toc357171779 二、电站规模及组成 PAGEREF _Toc357171779 h 4 HYPERLINK l _Toc357171780 2.1 4省临泽县扎尔敦海滩光照及辐射情况 PAGEREF _Toc357171780 h HYP

3、ERLINK l _Toc357171781 2.2斜面辐射剂量计算 PAGEREF _Toc357171781 h 5 HYPERLINK l _Toc357171782 临泽县太阳能资源软件模拟 PAGEREF _Toc357171782 h 6 HYPERLINK l _Toc357171783 临泽县太阳能资源气象统计 PAGEREF _Toc357171783 h 6 HYPERLINK l _Toc357171784 三。总体技术方案和发电量估算7 PAGEREF _Toc357171784 h HYPERLINK l _Toc357171785 3.1总体方案 PAGEREF _

4、Toc357171785 h 7 HYPERLINK l _Toc357171786 3.2光伏并网系统效率计算 PAGEREF _Toc357171786 h 8 HYPERLINK l _Toc357171787 3.3太阳能光伏组件串并联方案 PAGEREF _Toc357171787 h 8 HYPERLINK l _Toc357171788 四。太阳能光伏发电系统简介 PAGEREF _Toc357171788 h 11 HYPERLINK l _Toc357171789 4.1光伏电池组件阵列间距设计 PAGEREF _Toc357171789 h 11 HYPERLINK l _

5、Toc357171790 4.2光伏阵列总线设计 PAGEREF _Toc357171790 h 12 HYPERLINK l _Toc357171791 4.3直流配电柜设计 PAGEREF _Toc357171791 h 12 HYPERLINK l _Toc357171792 4.4交流防雷配电柜设计 PAGEREF _Toc357171792 h 13 HYPERLINK l _Toc357171793 4.5交流升压变压器 PAGEREF _Toc357171793 h 14 HYPERLINK l _Toc357171794 4.6系统防雷接地装置 PAGEREF _Toc3571

6、71794 h 14 HYPERLINK l _Toc357171795 4.7支座和抗风能力的计算 PAGEREF _Toc357171795 h 16 HYPERLINK l _Toc357171796 4.8系统测量和监控系统设计 PAGEREF _Toc357171796 h 17 HYPERLINK l _Toc357171797 4.9扎尔顿光伏电站配置及预算 PAGEREF _Toc357171797 h 19 HYPERLINK l _Toc357171798 4.10。环境效益 PAGEREF _Toc357171798 h 21 HYPERLINK l _Toc357171

7、799 一、光伏电站年度环境效益 PAGEREF _Toc357171799 h 21 HYPERLINK l _Toc357171800 2.光伏电站25年的环境效益 PAGEREF _Toc357171800 h 22 HYPERLINK l _Toc357171801 三、工作计划 PAGEREF _Toc357171801 h 22 HYPERLINK l _Toc357171802 4.财务会计 PAGEREF _Toc357171802 h 22 HYPERLINK l _Toc357171803 5.净现金流 PAGEREF _Toc357171803 h 23一。综合说明1.1

8、 项目概述(1) 项目名称省临泽县扎尔坦10MWP并网光伏电站项目(2) 施工现场中国临泽县扎尔坦1.2 报告编制原则及方案设计依据（一）认真贯彻落实国家能源相关方针政策，遵守国家有关法律、法规和标准。(2)厂区布局合理，安全、经济、可靠。（3）充分体现社会效益、环境效益和经济效益的协调统一。中华人民共和国可再生能源法IEC62093 光伏系统中的系统平衡元件设计认证IEC60904-1 光伏器件第1部分：光伏电流-电压特性的测量IEC60904-2 光伏器件第2部分：标准太阳能电池的要求DB37/T729-2007 光伏电站技术条件SJ/T11127-1997 光伏（ PV ）发电系统过流保

9、护导则CECS84-96 太伏电力系统安装工程设计规程CECS85-96 太阳能发电系统安装工程施工及验收技术规程GB2297-89太阳能系统术语GB4064-1984 电气设备安全设计导则GB3859.2-1993 半导体逆变器应用导则GB/T14007-92 陆用太阳能电池组件通则GB/T14549-1993 公共电网电能质量谐波GB/T15543-1995 电能质量三相电压允许不平衡GB/T18210-2000晶硅光伏方形IV特性现场测量GB/T18479-2001 地面光伏（ PV ）发电系统概述及导则GB/T19939-2005 并网光伏系统技术要求GB/T19964-2005 光伏

10、电站并网技术规程GB/T20046-2006 光伏（ PV ）系统并网接口特性GB/T20514-2006 光伏系统功率调节器效率测量规程1.3 项目主要内容临泽县扎尔坦10MWP并网光伏电站项目位于省临泽县扎尔坦10MWP地区。建设规模10MWp，占地400亩，地势为东西方400平方米，南北680平方米。场地地势总体平坦、开阔，起伏小，工程地质条件良好。扎顿滩10MW太阳能并网电站拟选址在山东省临泽县沙河镇扎顿滩西寨沙漠地区。临泽县地处全省河西走廊的中部，是流域的重要组成部分。它位于9951-10030E和3857-3942N之间。东邻赣州区，西接高台县，南接祁连山，南接苏南裕固族自治县，北

11、接自治区阿拉善右旗。面积2777平方公里，总人口约15万人（2004年）。全县地势南北高，中低，由东南向西北逐渐倾斜，有20%的山地和80%的中央走廊平原。本项目建设规模为10MWp。项目产生的电能经现场110kV升压站升压后，经110kV一次回路送至临泽县110kV变电站。1.4 我国能源现状我国是世界上最大的能源消费国之一，也是世界主要的能源生产国。随着国民经济的快速增长，2006年能源消费总量增加到24.6亿吨标准煤（吨标准煤），比2005年增长9.3%。2006年各种一次能源的比重为：煤炭占69.7%，石油占20.3%，天然气占3.0%，水电占6.0%，核电占0.8%。 2006年，中

12、国原油进口量达到1.5亿吨，约占中国原油总需求量的50%。中国一次能源消费构成如图2-1-1所示。图2-1-12006年中国一次能源消费构成预计到2020年，我国一次能源需求33亿吨标准煤，煤炭供应29亿吨，石油6.1亿吨；产量仅为2亿吨，供需缺口分别为7亿吨和4.1亿吨。显然，完全依靠煤炭、石油等常规能源来满足未来社会经济发展的能源需求是不现实的。我国能源供应情况是煤炭比重过大，环境压力大；人均能耗远低于世界平均水平，能源技术落后，系统效率低，产品能耗高，资源浪费大。我国能源供应面临严峻挑战：一是国际能源决策环境复杂，对外石油资源依存度快速增加；二是化石能源可持续供应能力面临严峻挑战。从长远

13、来看，能源资源及其供应能力将对我国能源体系的可持续性构成严重威胁。显然，从能源资源和环境保护的角度来看，以如此高的能源需求维持当前的能源结构是绝对行不通的。因此，在大力提高能源利用效率的同时，积极开发利用可再生能源，特别是资源量最大、分布最广的太阳能，将是我国的必由之路。1.5 气象资料气候属大陆性沙漠草原气候。气候干燥，雨量稀少，蒸发量大，多风。气候具有四季分明的特点，冬季寒冷漫长，夏季炎热短暂，春季升温快，秋季降温慢。四个季节云量少，晴天多，阳光充足，太阳辐射强。年平均日照时数3052.9小时，日温差大。全县年平均日变化幅度14，年平均气温7.7。极端最高气温39.1，极端最低气温-27.

14、3。年平均降水量118.4毫米，蒸发量1830.4毫米。全年盛行西北风和东风。主要灾害性天气包括大风、沙尘暴、干旱、低温冻害、干热风、局地暴雨、霜冻等。区域。2、电站规模及组成根据临泽县太阳能资源和电网接入情况，项目拟建太阳能光伏并网电站规模为10MW，占地400亩，400（东西）680 （南北）平方米。由于国际上单晶硅和多晶硅技术相对成熟，且单晶硅的生产成本高于多晶组件，因此发电晶硅组件机组拟直接选用多晶硅组件，安装方式为固定安装。2.1 省临泽县扎尔敦海滩光照辐射作为光伏电站年总发电量的计算依据，首先计算Zardun海滩1kwp太阳能电池的年发电量。从气象站得到的辐射量是水平面上的太阳辐射

15、量，需要将其转换成光伏阵列斜面上的辐射量来计算发电量。根据当地气象局提供的太阳辐射数据，计算出不同斜面的太阳辐射量。据气象局统计，1983-2005年月平均辐射量（kWh/m2/day）（表1）(kWh/m2/day)从 1983 年到 2005 年根据气象局（表 1）直接辐射水平辐射散射辐射纬度辐射纬度39393939经度100100100100一月6.482.890.545.56二月7.153.910.746.08行进7.094.971.196.21四月7.196.021.656.23可能6.776.462.095.91六月6.096.352.355.53七月5.846.102.295.4

16、4八月5.605.512.005.37九月5.774.791.535.41十月6.554.060.965.79十一月6.613.130.595.54十二月5.782.490.525.03年均值6.414.721.375.67倾角，当地纬度= （表2）倾角34353637383940斜面上的年平均辐射量2746.832749.722751.862753.282754.082753.922753.1341424344454647482751.622749.362746.372742.662738.212733.032727.122720.4849505152535455562713.122705.

17、032696.222686.692676.442665.482653.812641.4257585960616263642628.332614.532600.042584.842568.962552.382535.122517.18根据太阳能并网发电系统的特点，只考虑最大年发电量，因此组件的最佳倾角为38。2.2 斜面上辐射剂量的计算光伏阵列斜面发电量计算方法如下：临泽县太阳能资源软件模拟临泽县太阳辐射信息表（单位：kWh/m2/day）月日平均太阳散射/kWh/m2/day倾角/度日平均太阳水平辐射/kWh/m2/日平均斜面辐射/kWh/m2/day月亮日平均太阳散射/kWh / m2 /天

18、坡平均太阳水平辐射/kWh / m2 /天平均坡度辐射/kWh / m2 /天一月0.54382.894.2998二月0.74383.915.8133行进1.19384.977.5944四月1.65386.029.4227可能2.09386.4610.6179六月2.35386.3510.8862七月2.29386.1010.4037八月2.00385.519.1310九月1.53384.797.6622十月0.96384.066.2059十一月0.59383.134.6590十二月0.52382.493.7569年均值1.37384.727.54541kWp太阳能电池年发电量：7.5454k

19、Wh/m2/天365天/年=2754.0846kWh/m2/年（即1kWp太阳能电池年发电量为2754.08kWh）。临泽县太阳能资源气象统计据多年气象统计，临泽县扎尔敦海滩年太阳辐射量为2339.65kWh/m2；分量倾斜角校正因子=1/cos（最佳倾斜角）=1/cos(38)=1.269；1kWp太阳能电池年发电量：2339.65kWh/m2/年1.269=2969.06kWh/m2/年；最终发电量为上述两种方法的平均值，即：(2754.0846kWh/m2/年+2969.65kWh/m2/年)/2=2861.57kWh/m2/年。可以计算出十兆瓦可以发电为2861.57kWh*10000

20、*77%=22000000kWh三。总体技术方案及发电量估算本项目为10MWp并网光伏电站项目，电池组件采用多晶硅光伏电池。3.1 总体规划对于10MW太阳能光伏并网发电系统，建议采用块发电和集中并网方案。系统分为10台1MW光伏并网发电单元，分别并入0.4KV/35KV变压器配电装置。电网，最终实现整个光伏并网系统接入35KV中压交流电网并网发电的方案。系统按10台1MW光伏并网发电机组设计，每台1MW机组采用4台250KW并网逆变器方案。每个光伏并网发电单元的电池组件由多个太阳能电池阵列串联和并联组成。交流防雷配电柜并入0.4KV/35KV变压器配电装置中。扎尔敦坦光伏电站整体电路布局：一

21、兆瓦方阵整体电路布局图：3.2 光伏并网系统效率计算并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列效率、逆变器效率和交流并网三部分组成。（1）光伏阵列效率1：在太阳辐射强度为1000W/m2下，光伏阵列实际直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换过程中的损耗包括：组件匹配损耗、表面灰尘屏蔽损耗、不可用太阳辐射损耗、温度影响、最大功率点跟踪精度、直流线路损耗等，取效率为85 计算。(2) 逆变器转换效率2：逆变器输出的交流功率与直流输入功率的比值，取逆变器效率的95%计算得出。(3) 交流并网效率3：逆变器输出到高压电网的传输效率，主要是升压变压器的效率，按变压器效率的95%计算。(4)系统整体效率为

22、：总=123=85%95%95%=77%3.3 太阳能光伏组件串并联方案本项目选用电力公司生产的250KW逆变器。本太阳能光伏并网发电系统设计为10台1MW光伏并网发电单元，每台并网发电单元需要4台功率为250KW的逆变器，整个系统配备40台光伏并网-这种类型的连接单元。逆变器组成10兆瓦并网发电系统。选用性能可靠、效率高、多机并联的逆变设备。本方案选用额定容量为250KW的逆变器。主要技术参数见下表：容量250KW隔离法工频变压器最大太阳能阵列功率275KWp最大阵列开路电压900Vdc _ _太阳能电池最大功率点跟踪 (MPPT) 外壳250Vdc 880Vdc _ _最大阵列输入电流56

23、0AMPPT 精度99%额定交流输出功率250KW电流波形总畸变率0.9 9效率94 % _允许电网电压范围（三相）320V 440AC允许电网频率范围47 51.5Hz晚上自费20 m 时，只能取 h=120 m。1.2 被保护对象hp级别上的保护半径计算a) 当hp0.5h时，被保护物体高度hp级别上的保护半径式中： Rp避雷针在hp级别上的保护半径；hp被保护物体的高度；ha避雷针的有效高度。b) 当hp P 雪荷载，因此只要所选螺柱的允许剪切强度大于 4.14 N/mm2。普通螺柱（材质Q235）的许用剪应力50N/mm2，其强度足以满足设计载荷要求。该光伏组件采用永拓正泰的200w组

24、件，组件尺寸为1420980400，组件重量为27.5。本项目10MW组件光伏支架仍采用广泛使用的主次梁布置，主梁最大跨度980，次梁最大跨度875，柱高300；浸镀锌 C 槽钢。初步设计如下图所示：4.8 系统测量与监控系统设计一、发电量测仪表配置及仪表型号示意图系统中所有仪表均配备带RS485接口的多功能电子仪表，考虑使用Spher品牌。为了全面掌握系统发电信息，系统发电计量分为低压侧和高压侧计量。低压侧表安装在交流汇流箱和升压变压器之间，测量交流汇流器后的输出功率信息。高压侧仪表安装在高压开关柜内，用于测量系统升压后的输出功率信息。所有测量数据通过RS485端口致到系统GPRS模块，再由

25、GPRS模块无线传输到计算机监控终端工控机。另外，为了满足远程监控的要求，系统GPRS模块向电力监控室致系统运行等信息。GPRS模块介绍如下：产品性能：使用高性能工业级模块支持拨号无线上网提供拨号软件，操作更方便支持语音通话（需定制）支持中英文短信收发提供简单易用的短信收发主机驱动支持完善的AT指令最高数据传输速率为171.2Kbps，平均速率约为3040KbpsRS232 DB9接口单5V-35V宽范围电源工作温度：-25 +70 产品参数：网络类型范围评论GPRS网络传输速率GPRSGPRS B 类天线接口理论：171.2Kbps50/SMA（母）RS232标准电平实际情况与本地网络有关：

26、40100Kbps串口级类型DB9（母） 300115200bps DC：+5V35V 工作：最大450mA9针支持标准波特率标准适配器：+9V/500mA串行接口模型空闲：25mA串口波特率-25+702、系统数据采集与监控系统数据采集与监控包括一整套数据采集与监控设备及措施。一是系统配备NR-01型环境监测仪，用于采集环境温度、恒定风向、环境湿度、太阳辐射瞬时值和日累计值等数据。此外，每台逆变器都配备了一套检测装置，用于采集光伏阵列的电压、电流、温度，逆变器的输出电压、电流和功率，系统的日常发电量，以及系统的累计发电量。所有这些数据通过系统GPRS模块无线致到系统监控终端，系统监控终端采用

27、监控设备，包括监控主机、监控软件和显示设备。本系统采用高性能工控PC作为系统监控主机，配置光伏并网系统多机版监控软件，采用RS485通讯方式，可获取所有并网逆变器的运行参数和工作数据实时，并提供外部以太网远程通讯接口。4.9 扎尔顿光伏电站配置及预算一、项目配置本项目的配置如下表所示：序列号姓名型号规格单元数量全部的1多晶硅光伏组件200瓦特_片504002光伏支架系统铝合金钢结构wp10兆瓦3光伏阵列防雷汇流箱JNZHL-16塔2804直流防雷配电柜JNZP-500塔405交流防雷配电柜JNJP500塔10635 kV交流汇流柜1000kVA塔107并网逆变器SG 250 KTL塔408逆变

28、输出变压器0.4kV / 35kV _ _塔10935 kV 变压器开关设备10kV/100A塔101 035kV汇流柜、保护柜10kV/1000A塔21 135 kV 电容器柜塔11 2升压变压器35kV /110kV塔11 3110kV出线开关柜及保护柜110kV/100A塔21 4计量显示自制集成片11 5监督控制盒放监控软件自制集成放11 6监控装置1 7监视器显示1 8环境监测器SSYW-01放119防雷接地系统放120每个电压等级的电缆放1二十一辅助材料放1二十二电站钢网围栏高度 2.5 米仪表251523工厂基础设施钢结构车间平方米832.524备件放12、项目投资预算本项目总投

29、资见下表：设备材料汇总表序列号姓名型号和规格单元数量制造商单价（元）总价（元）货运保险1多晶硅模块200瓦特_片50400永拓900.0045360000.002光伏支架钢铝型材结构功率1 0080汇聚科技1450.0014616000.003防雷汇流箱JNHL-1 2塔280汇聚科技5,000.001400000.004直流配电柜JN ZP - 8 / 2 50kW _塔40汇聚科技20000.00800000.005并网逆变器SG250KTL塔40电源575000.0023000000.006交流配电柜250kW _ _ _塔40汇聚科技30 000.001200000.00 _7分体式变

30、压器0.4kV / 35kV _ _1000kVA塔10中华电力290000.002900000.00835 kV 变压器开关设备10kV/100A塔10转变7 0000.0070 0 000.00935kV汇流柜、保护柜10kV/1000A塔1转变11 0000.0011 0,000.001 035 kV 电容器柜塔1转变110000.00110000.001 1升压变压器35kV /110kV10000kVA塔1中华电力500000.00500000.0012110kV出线开关柜及保护柜110kV/100A塔2转变220000.00440000.0013计量显示塔1汇聚科技80000.00

31、80000.0014监控装置监控软件、工控机、液晶显示器放2电源25000.0050000.0015环境监测器SSYW-01塔1电源35000.0035 000.0016GPRS模块DL6200塔2汇聚科技2000.004000.0017电缆米翠40 00000.0018建筑配件放2150 0000.0019土木工程、地基、围栏等放110 50000.0020防雷接地系统放19000000.00全部的106.855.0004.10。环境效益项目总装机容量10000kWp，年均发电量22000kWh。一、光伏电站年度环境效益姓名数量单元评论电池组总功率1 0兆瓦年均发电量220010,000 千

32、瓦时每年节省电费2200百万1000元/度每年可节约标准煤88 0 0吨0.400kg/度_每年节水4400 0吨2.000公斤/度每年减少CO2 （二氧化碳）排放量21934吨0.997kg/度_每年减少SO2 （二氧化硫）排放量660吨0.030kg/度_每年减少NO2 （二氧化氮）排放量330吨0.015kg/度_每年减少粉尘排放5984吨0.272公斤/度光伏电站25年环境效益姓名数量单元评论电池组总功率100兆瓦25年总发电量550 0010,000 千瓦时25年节电550 00百万1000元/度25年可节省标准煤193600吨0.400kg/度_25年节水968000吨2.000公斤/度25年减少CO2 （二氧化碳）排放482548吨0.997kg/度_25年减少SO2 （二氧化硫）排放1452吨0.030kg/度_25年减少NO2 （二氧化氮）排放726吨0.015kg/度_25年减少粉尘排放149600吨0.272公斤/度三、工作计划扎尔敦海滩10MW光伏电站工作安排如下：ID任务名称起始时间时间结束期间1项目建议书提交审批2013-5-12013-5-2625天2公