工程学院分布式光伏电站可研报告

4太阳能资源辽宁省太阳资源具体的分布如下：图4.1辽宁省太阳能资源分布图根据上图，可以看出辽宁沈阳为太阳能资源中等地区，年日照数在2200-3000小时，年辐射总量达到5000-5850MJ/㎡，相当于日辐射量3.8～4.5KWh/㎡。沈阳市属北温带大陆季风气候区，由于北部蒙古高原的干燥冷空气经常侵入，形成了半干旱半湿润易旱地区。主要气候特点为四季分明，雨热同季，日照充足，日温差较大，降水偏少。春季少雨多旱风，夏季炎热雨集中，秋季晴朗日照足，冬季寒冷降雪稀。全年平均气温5.4℃～8.7℃，最高气温37℃，最低气温-36.9℃。年均日照时数2850～2950小时,日照率63—68%。沈阳地区太阳能辐射量年际变化较稳定，其数值区间稳定在3828.69～5507.17MJ/㎡之间，年平

光伏电站角度的选取采用“四季均衡，保证弱季”的原则。本项目太阳能电池板采用按最佳倾角41°的方式安装在楼顶屋面上，系统年平均峰值日照时间为4.5小时，年日照总量为1600小时。5网架结构和电力负荷5.1电力负荷现状沈阳工程学院配电服务范围内2011年最大用电负荷为2400千瓦，最小用电负荷为0.2千瓦。配电区内输电电压为10/0.4千伏，变电站容载比为1.25。变压器7台，其中2*1600kVA有1台，2*630kVA共6台，总容量1.07万千伏安。表5.1沈阳工程学院变电站基本负荷资料汇总表序号项目数值单位备注1变电站1.1最大负荷2400kW峰值负荷1.2最小负荷0.2kW1.3变电站年停电时间10-18min1.4容载比1.251.5配电变压器数量7台根据配电变压器数量逐个填写配电变压器相关数据1.6日典型负荷630kW96点/日，表格2配电变压器12.1变电容量0.63*2KVA2.2电压等级10/0.4kV2.3低压侧馈线回路数14回2.4低压侧馈线导线截面各路不同mm23配电变压器23.1变电容量0.63*2KVA3.2电压等级10/0.4kV3.3低压侧馈线回路数14回3.4低压侧馈线导线截面各路不同mm25.2.电站厂址选择沈阳工程学院分布式光伏发电项目拟选址在工程学院现有的建筑物楼顶上建设太阳能电站，在开发利用太阳能资源的同时节省了土地资源。根据光伏电站的区域面积、太阳能资源特征、安装条件、交通运输条件、地形条件，结合沈阳气象站的相关资料等，同时考虑光伏电站的经济性、可行性，初步规划出分布式光伏发电项目。该项目建设地点完全按照国家有关规定规划建设，经实际考察，无遮挡现象，具有以下特点：（1）富集的太阳光照资源，保证很高的发电量；（2）靠近主干电网，以减少新增输电线路的投资；（3）主干电网的线径具有足够的承载能力，在基本不改造的情况下有能力输送光伏电站的电力；（4）离用电负荷近，以减少输电损失；（5）便利的交通、运输条件和生活条件；（6）能产生附加的经济、生态效益，有助于抵消部分电价成本；（7）良好的示范性，国家电网启动分布式光伏发电支持政策。

源容量不超过上一级变压器供电区域内最大负荷的25%，所有光伏发电自发自用。为了减少光伏阵列到逆变器之间的连接线及方便日后维护，建议配置光伏阵列汇流箱，该汇流箱可直接安装在电池支架上，汇流箱的输出经直流线缆接至配电房内直流配电柜，经直流配电后接至并网逆变器，逆变器的交流输出经交流配电柜接至防逆流控制柜，输出0.4KV,50Hz三相交流电源，实现用户侧并网发电功能。6.2.2倾角的确定根据本项目的实际情况，结合沈阳本地太阳辐射资源情况，保持原有建筑风格，学校楼顶屋面采用41度倾角布置。6.3逆变器选型光伏并网发电系统由光伏组件、并网逆变器、计量装置及配电系统组成。太阳能能量通过光伏组件转换为直流电力，在通过并网逆变器将直流电转换为电网同频率、同相位的正弦波电流，一部分给当地负载供电，剩余电力馈入电网，本系统逆变器采用合肥阳光电源有限公司生产的型号为SG100K3，功率为100KW的逆变器。这样根据光伏组件的电压变化和温变化范围，可保证绝大多数直流输出电压范围均在MPPT范围内，汇流后进入一台逆变器可保证输出电压变化不超出设备最大功率跟踪范围内（450V-820V），并不超过设备安全电压1000V。阳光电源生产的光伏并网逆变器具有根据天气变化自动启停及最大功率跟踪控制功能。当系统出现异常时可以使逆变器自动停止工作并安全与系统脱离。逆变器的控制选用电压型电流控制方式，输出基波功率因数大于等于95%，电流各次谐波不得大于3%。图6-2SG100K3逆变器外观图SG100K3逆变器具有以下特点：和谐电网•零电压穿越功能•有功功率连续可调（0～100%）功能•无功功率可调，功率因数范围超前0.9至滞后0.9高效发电•含变压器最高转换效率达97.0%•高精度电能计量装置方案灵活•25℃～＋55℃可连续满功率运行•适用高海拔恶劣环境，可长期连续、可靠运行•加热除湿功能（可选）其主要技术参数列于下表：表6-2SG100K3并网逆变器性能参数表型号SG100K3直流侧参数最大直流电压900Vdc最大直流功率113kWp满载MPP电压范围450~820V最大输入电流250A交流侧参数额定输出功率kW100额定电网电压Vac400允许电网电压310~450Vac额定电网频率50Hz/60Hz允许电网频率47~51.5Hz/57~61.5Hz总电流波形畸变率<3%（额定功率）功率因数>0.99（额定功率）系统最大效率97.0%（含变压器）欧洲效率96.4%（含变压器）防护等级IP20（室内）允许环境温度-25~+55℃冷却方式风冷允许相对湿度0~95%,无冷凝允许最高海拔6000米显示与通讯显示触摸屏标准通讯方式RS485可选通讯方式以太网/GPRS机械参数外形尺寸（宽x高x深）1015x1969x785mm净重925kg选择使用的阳光电源的SG50K3电站型光伏逆变器；转换效率高达98.7%；户内型、户外型、集装箱型产品设计；适用于大中型电站项目，具有适应各种自然环境、符合各项并网要求、发电量高、可靠稳定的特点。图6-3SG50K3逆变器外观图其主要技术参数列于下表：表6-3SG50K3并网逆变器性能参数表型号SG50K3输入数据最大直流输入功率（W）kWp57直流输入电压范围，MPPT（V）450-820允许最大直流输入电压（V）900允许最大直流输入电流（A）130输出数据额定交流输出功率（W）50kW额定电网电压(V)440Vac最大交流输出电流（A）80电网工作频率范围（Hz）50/60功率因数0.95电流总谐波畸变率THD（%）<3%效率最大效率（%）96.6%欧洲效率（%）95.7%

为了减少光伏电池组件到逆变器之间的连接线，以及方便维护操作，建议直流侧采用分段连接，逐级汇流的方式连接，即通过光伏阵列防雷汇流箱（简称“汇流箱”）将光伏阵列进行汇流。此系统还要配置直流防雷配电柜，该配电柜包含了直流防雷配电单元。其中：直流防雷配电单元是将汇流箱进行配电汇流接入SG100k3逆变器；经三相计量表后接入电网。另外，系统应配置1套监控装置，可采用RS485或Ethernet（以太网）的通讯方式，实时监测并网发电系统的运行参数和工作状态。100KW光伏并网发电示意图如图6-1所示。D座项目将1台逆变器并联接入0.4KV电网。图6-4并网发电示意图本项目光伏组件铺设在工程学院的各个楼顶的屋面上。各区域面积及装机容量如表6.4所示：

在计算发电量时，需要主要考虑以下损失：交、直流线路损失3%；光伏组件表面尘土遮盖损失8%-10%；逆变器损失5%-10%；环境温度造成的发电量损失2%；折合以上各折减系数，光伏系统总效率为75％。根据太阳辐射能量、系统组件总功率、系统总效率等数据,可预测2286.78kWp光伏发电系统的年总发电量。预测发电量＝系统容量×光伏组件表面辐射量×系统总效率。按以上公式计算，将水平面的太阳辐射折算到单轴跟踪系统的光伏阵列平面上进行仿真计算，沈阳工程学院校园内可铺设太阳能电池方阵的建筑楼顶总面积为58336平方米，计划可安装电池组件的规划容量为2.2MW，实际装机容量为2286.78kWp，得出首年发电量为288.35万kWh,则整个并网发电系统的25年总发电量为7208.8万kWh，考虑系统25年输出衰减20%，则年平均发电量为230.68万kWh。7电气7.1电气一次7.1.1设计依据SJ/T11127-1997《光伏（PV）发电系统过电压保护—导则》GB/T19939-2005《光伏系统并网技术要求》GB/Z19964-2005《光伏发电站接入电力系统的技术规定》GB/T20046-2006《光伏系统电网接口特性》（IEC61727：2004）GB12326-2000《电能质量电压波动和闪变》GB12325-2003《电能质量电力系统供电电压允许偏差》GB／T14549-1993《电能质量公用电网谐波》GB50057-2000《建筑物防雷设计标准》DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》

表7.1电网参数表序号项目内容1配电系统模式TN-S母线（独立的N线和PE线）2系统电压AC380/220V3额定频率50Hz4系统接地方式中性点直接接地并网系统接入三相400V或单相230V低压配电网，通过交流配电线路给当地负荷供电，由于分布式电源容量不超过上一级变压器供电区域内最大负荷的25%，所有光伏发电自发自用。7.1.3直流防雷配电柜光伏阵列汇流箱通过电缆接入到直流防雷配电柜，按照100KW并网逆变发电单元进行设计，需要配置1台直流防雷配电柜PMD-D100K（100KW），主要是将汇流箱输出的直流电缆接入后，经直流断路器和防反二极管汇流、防雷，再分别接入1台SG100k3并网逆变器，方便操作和维护。图7-1直流防雷配电柜系工作原理图

10.1.4动力能源供应本期工程施工临时用电负荷按200kVA考虑，因本工程与主体工程同步建设、同时完工，故施工用电自主体工程施工用电引接。本工程为光伏电站，施工安装工程量小，其用水量少。施工生产、生活用水由主体工程提供。施工通信：施工现场拟配5路外线，施工单位自行安装内部总机。氧气、氩气、乙炔等施工用气可在当地就近购买。10.2工程项目实施的轮廓进度本项目为在现有屋顶上进行施工，施工周期较短。整个工程周期为6个月。11环境影响评价11.1工程施工期对环境的影响及防治11.1.1噪声影响及防治本工程施工内容主要包括光伏设备运输和安装等，施工期噪声主要为施工机械设备所产生的施工噪声及物料运输产生的交通噪声等。11.1.2扬尘、废气本工程光伏组件安装在屋顶，建设、运行过程基本上无扬尘、废气产生。11.1.3运输车辆对交通干线附近居民的影响本工程所在地区交通十分便利。光伏发电工程运输量不大，因此运输车辆对附近居民的影响较小。11.1.4污染物排放施工期的污染物排放主要包括少量废水和固体废弃物。工程施工废污水主要来自于土建工程施工、材料和设备的清洗。废水的主要污染物成分泥沙，可在现场开挖简易池，收集泥浆水进行沉淀处理。施工区的生活污水经收集后，排至施工区污水管网。不会对环境造成直接影响。施工期的固体废物主要有建筑垃圾及生活垃圾，要求及时清运并处置。11.2运行期的环境影响太阳能光伏发电是利用自然太阳能转变为电能，在生产过程中不消耗矿物燃料，不产生大气污染物，因此运行期间对环境的影响主要表现有以下几个方面，通过采取一定的措施后，可将环境影响降低至最小。11.2.1噪声影响太阳能光伏发电运行过程中产生噪声的声源为变压器和逆变器，其中变压器安置在配电间内，逆变器运行中产生的噪声较小（小于60dB（A））。经过各种隔声、防护措施后，不会对周围环境造成影响。11.2.2废水影响本工程建成后基本无生产废水。由于太阳能光伏发电具有较高的自动化运行水平，运行人员极少，基本无生活污水产生。11.2.3电磁场影响光伏电站升压站变压器容量小（10kV），因此可认为无电磁场不利影响。11.2.4雷击根据相应设计规程的要求，并网逆变器及变电站内主要电气设备均采取相应的接地方式，以满足防雷保护的要求。屋顶光伏组件均已可靠接地，并纳入了原建筑物的防雷保护范围内。11.2.5污染物排放总量分析本工程无废气、废水排放，因此本项目无需申请污染物排放总量指标。11.2.6光污染及防治措施光伏组件内多晶硅片表面涂覆一层防反射涂层，同时封装玻璃表面已经过特殊处理，因此太阳能光伏组件对阳光的反射以散射为主。其镜面反射性要远低于玻璃幕墙，故不会产生光污染。

13.1.2工程系统配置本工程系统装机总容量是约2.2MWp,项目投资总额约为2058.1万元。电池组件根据现行市场价格确定，按6.5元/Wp(含税价)含运费计算；其他机电设备按2011年第四季度价格水平估列；主要材料按当地市场价加运杂费计算。其他材料价格参照当地建筑工程材料预算价格以及当地其他已完工程实际价格等有关资料分析取定。表13.1100kW系统配置单材料数量备注太阳能电池板245W/30.2V400块英利100KW直流配电柜1台晟瑞PVS-6M汇流箱4台晟瑞太阳能电池板固定式支架100kW1套晟瑞逆变柜SG100k31台阳光交流配电柜100kW1套晟瑞提前放电式避雷针LDY-A30003套雷尔顿监控系统1套阳光防雷接地系统1套晟瑞辅材及备件电缆光伏专用线4mm²1000米YJV2×16mm²600米YJV4×50mm²100米13.2经济技术分析沈阳工程学院分布式光伏电站项目建设规模总计为2286.78kWp，项目投资总额约为2058.1万元。光伏系统建设期为1年，运行期25年。

整个设备使用年限25年，总利润=总上网电费收益-初期投资额=7324-2058.1=5265.9万元。本工程的静态投资为2058.1万元，从财务上看本工程的财务盈利能力和贷款偿还能力较好，在经营期内，本项目各项经济指标较好，项目的财务盈利能力良好。14结论和建议14.1主要结论14.1.1本工程的建设是必要的本项目的建设，符合我国21世纪可持续发展能源战略规划，也是发展循环经济模式，建设和谐社会的具体体现。同时，对推进太阳能利用及光伏发电产业的发展进程具有非常大的意义，预期有着