5MW大型并网光伏电站项目可行性建议书

1 1 1 1 22.1.3设计原则 22.1.4进度安排 3 3 3 42.2.3智能汇流箱设计 72.2.4直流配电柜设计 82.2.5光伏并网逆变器 82.2.6配电保护装置 2.2.7升压变压器 2.2.8发电计量系统配置方案 4.3发电量估算 五、环境影响评价 六、投资经济概算 1本项目拟建设5兆瓦大型并网光伏电站。出于项目经济性及技用固定式太阳能电池方阵(方阵倾角45°),暂不考虑采用跟踪系统。5MWp光伏电站共安装21744块230Wp太阳能电池组件(形成由18块串联，1208列支路并联的阵列),120台智能汇流箱，20台直流配电柜，20台250kW并网逆变器，5台交流配电柜，5台S9-1250/35变压器和1套综合监控系统。项目建设工期1年，25年内该系统年平均上网电量约为604.32万kWh,每年减排温室气体CO₂约5795.43吨。光伏阵列分别接入120台智能汇流箱，每6台智能汇流箱经1台直流配电柜与1台250kW的逆变器连接，5MWp电站共计20台250kW的逆变器，经逆变器转换后的400V交流，经站内集电线路，每4台逆变器与1台S9-1250/35变压器连接升压至35kV,经35kV输电线路接到汇流升压站的35kV低压侧。电站周边设围墙，站内建轻钢结构配电室。电站按《电力设备接地设计规程》,围绕建筑物敷设闭合回路的接小于4欧，不满足要求时添加降阻剂。2GB3859.2-1993《半导体逆变器应用导则》GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》GB/T15543-1995《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T20046-2006《光伏(PV)系统电网接口特性》本项目拟建设5MWp并网光伏电站，系统没有储能装置，太阳电池将日光转换成直流电，通过逆变器变换成400V交流电，通过升压变压器与35kV高压输电线路相连，再通过输电线路将电力输送到变电站。有阳光时，光伏系统将所发出的电馈入35kV线路，没有阳单台功率为250kW的三相光伏并网逆变器的引进、消化吸收研究采用多机并联方式实现大型光伏并网逆5MWp大型并网光伏电站，推荐采用分块发电、集中并网5MWp光伏电站可以分为5个1MWp的子系统，而1MWp的子系统也必须由更小的子系统按照5个1MWp的光伏并网发电单元进行设计，并且每个1MWp发电单元采用4台3连，4台逆变器的输出并联接入升压变压器的初级；每个1MWp光伏子系统配备一台a.WEQ\*jc3\*hps17\o\al(\s\up2(04),12)e…多个250kW并网光伏分系统各自独立(至少5个1MWp的子系统),便于实现梯级45MWp大型并网光伏发电站主要组成如下：方阵防雷接线箱——设计采用带组串监控的智能汇流箱(室外方阵场);光伏并网逆变器——设计采用带工频隔离变压器的25035kV开关柜(交流配电和升压变压器)——设计采用1250kVA/35kV升压变压器；序号项目名称规格型号总装机容量2多晶230Wp21744块3镀锌角钢1238吨4方阵防雷接线箱喷塑密封120台5直流配电柜20台67交流配电柜5台85台9电流互感器5套断路器5套隔离开关5套5台防雷及接地装置=20套1套1、太阳电池组件选型目前使用较多的两种太阳能电池板是单晶硅和1>单晶硅太阳能电池目前单晶硅太阳能电池板的单体光电转换效率为16%～18%,是转换效率最高的，但是2>多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池板的单体光电转换效率约15%～17%。制作成本比单晶硅太阳能电池5使用寿命长：抗老化EVA胶膜(乙烯-醋酸乙烯共聚物),高通光率低铁太阳能专表2.2.1230Wp太阳电池组件技术参数型号电性能参数电池片规格工作温度1>Isc是短路电流：即将太阳能电池置于标阳能电池两端的电流。测量短路电流的方法，是用内阻小于1Q的电流表接在太阳能电池的3>Voc是开路电压，即将太阳能电池置于100MW/cm²的光源照射下，在两端开路时，所对应的工作电压和电流值做成曲线就得到太阳能电池的伏安特性曲作电压和工作电流称为最佳工作电压和最佳工作电流，分别用符号Vm和Im表示，即6太阳能电池板的一个重要性能指标是峰值功率Wp,即最大输出功率，也称峰瓦，是指电池在正午阳光最强的时候所输出的功率，光强在1000瓦左右。④如何保证组件高效和长寿命保证组件高效和长寿命，主要取决于以下四点：高转换的原材料，例如：高的交联度的EVA、高粘结强度的封装剂(中性硅酮树脂胶)、高透光率高强度的钢化玻璃等；合理的封装工艺；员工严谨的工作而潦草完事等都是影响产品质量的大敌，所以除了制定合理的制作2、光伏阵列表面倾斜度设计从气象站得到的资料，均为水平面上的太阳能辐射量，需—倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量S——水平7a——中午时分的太阳高度角光伏阵列倾角根据当地气象局提供的太阳能辐射量，确定太阳能光伏阵列安装倾角。本方案假设设计太阳能光伏阵列安电池组件18块串联，单列串联功率P=18×230Wp=4140Wp;单台250kW光伏并网逆变器需要配置太阳电池组件并联的数量Np=250000-4140~60或61列。若Np取60列，则实际功率为248.400kWp,这样1MWp光伏阵列单元设计为240列支路并联，共计4320块太阳电池组件，实际功率达到993.600kWp。;若Np取61列，则实际功率为252.540kWp,这样1MWp光伏阵列单元设计为244列支路并联，共计4392块太阳电池组件，实际功率达到1010.1为了使整个电站实际功率达到5MWp,设计采用3组993.600kWp+2组1010.160kWp的组合方式，即该光伏电站总共需要230Wp的晶体硅太阳电池组件21744块，18块串联，1208列支路并联的阵列，实际功率达到5.00112MWp。2.2.3智能汇流箱设计智能汇流箱是光伏发电系统中的重要组成部分，其主要作用是按照一10路直流输入，1路输出；最大输入电流(每个支路):10A;防护等级IP65。根据实际情况，5兆瓦大型并网光伏电站配置成3组993.600kWp和2组1010.160kWp8的太阳电池阵列，总共需要20台250kW的并网逆变器，其中每台逆变器需配置6台智能汇流箱，5MWp光伏电站共需汇流箱120台。R:1-个广治查-!甲L&;死书的1.防审瓣格县分每台直流配电柜按照250kWp的直流配电单元进行设计，1MWp光伏并网单元需要4台直流配电柜。每个直流配电单元可接入6路光伏方阵防雷汇流箱，5MWp并网光伏电站共需配置20台直流配电柜。每台直流配电柜分别接入1台250kW逆变器，如下图所示：12569每台逆变器的额定功率为250kW,均含有控制采用基于SVPWM的无冲击同步并网技术，保证系统输出与电网同频、同相和同幅值。图2.2.5250kW光伏并网变流器(SunVert250)●大功率IGBT模块并联技术，过载能力强●功率组件模块化设计，便于组装调试及维护●高效工频变压器隔离，安全可靠，提高效率●完善的故障自检、保护和显示功能，系统的可靠性更高●标准通讯接口，便于远程监控直流侧最大直流输入电压MPPT电压范围交流侧并网电压范围并网电压频率电流畸变率(THD)<4%(额定功率)功率因数≥0.99(额定功率)系统最大效率工作温度-25℃~+55℃强迫风冷防护等级显示/操作液晶触摸屏通信接口以太网外形尺寸宽×高×深2.2.6配电保护装置配电保护装置包括并网解列点、可视断点、保护接触器、三相电度表或采用智能网络仪表(用于计量太阳能电池组件的发电量)等。以250kWp单元为例，250kWp太阳电池组件方阵配备一台250kW并网逆变器，逆变器的输出接到汇流总线，通过汇流总线接到35kV/1250kVA升压电力变压器的低压侧。配电线路如下图所示。035kV输电线路配电保护系统过流检测表图2.2.6单元配电线路图拟选用全密封电力变压器，该产品为免维护型箱式变压器，其装箱与箱盖可采用焊接型式连接，变压器油不会吸收空气中的水份，产品型号额定电压组合及分接范围标号空载负载空载电流阻抗重量(kg)高压高压分接油重总重1、发电计量仪表配置示意图、仪表类型光伏发电设备的计量点通常设在光伏并网逆(1)发电计量仪表配置示意图直流电!直证气电!L流沦箱(2)仪表类型本项目拟采用三相感应式交流电能表，该产品性能稳定可靠，可以用于2、数据采集方案并网光伏发电系统综合监控系统z并网光伏发电系统发电量计量与(1)监控系统功能介绍本地监控系统采用安装在变流柜上触摸屏，监控范围包括环境逆变器等。主要监控数据包括光伏发电单元的直流输出电压、电流和功远程中心监控系统采集各本地监控系统的数据，进行数据汇总、能。用户在办公室也能实时掌握现场设备运行状态光伏发电监控系统具备开放性和很好的可维护性，用户界面友(2)监控体系结构光伏发电监控系统由监控设备(如光伏并网逆变器、汇流箱、光照感器、电池检测器等),本地触摸屏、远程监控中心等组成。如下结构示意图：益中心电响误度C演船电冲领屈壤屈填光眼度图2.2.10光伏发电监控系统示意图光照强度传感器、环境温度传感器和基准电池等可通过模拟信号(如4-20mA信号)进光伏并网逆变器通过本地触摸屏来进行操作和数据监视，同时摸屏的RJ45端口采用Modbus/Tcp协议传到远程监控系统。如图2.2.11,能比较清楚地了解触摸屏与光伏并网逆变器、采集模块以及汇流箱采用485串口通讯，通过485协议进行通过运行界面，用户能查看设备运行实时数据，也能根据需要，备的启停或工作状态进行控制。数据显示方式多样化，有直接数系统介绍运行数据数设置0报警显示高级功能参数设置图2.2.12数据显示示例本地触屏还可保持部分历史数据流获并周变流器监控疾统流获并周变流器监控疾统湘电流4、远程监控中心远程监控中心软件采用北京能高NSPM光伏电站监控软件，硬件采用专门的工控机和态分析和集中监视、实时数据查询、生产报表、历史趋势分析、故障监控中心由工程师站、历史数据服务器、操作员站等组成，通工程师站工程师站_本地触摸屏5C和虫国0000.0VA经市压0000.0V中民血流0000.0A日报表-1#变流箱年用日时电瓦A)有功电度小时散(vAs)无功电度小时数rus)ee①8a面0面om四国。面。08国0四0000c008可8息02φ:为纬度(在北半球为正、南半球为负),根据项目地点经纬度计算；假设方阵倾角设计为45°(可以根据实际项目地点进行调整);H:为光伏方阵阵列的高度；光伏方阵阵列根据并网逆变器的输入要求，采用230Wp组件18块串联为1组串。方阵采用4行×95MWp太阳能电池共安装230Wp太阳能电池组件21744块(实际功率达5.00112MWp),每阵36块组件，共604阵。604个子阵组成5MWp的太阳能电池组件方阵场。东西方向放置25子阵、南北方向放置25子阵。占地400×200=80000m²,约120亩。此用地面积为根据通常情况得出的估值，实际使用面积应根据盈余，建议规划用地150亩。3.2电站防雷和接地设计为了保证本工程光伏并网发电系统安全可靠，防止因雷击、浪涌等(1)地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设和太阳电池方阵基础建设的同时，选择电厂附近土层较厚、潮湿的地点，挖1～2米深地线坑，采用40扁钢，添加降阻剂并引出地线，引出线采用35mm²铜芯电缆，接地电阻应小于4欧姆。(2)直流侧防雷措施：电池支架应保证良好的接地，太阳能电池阵列连接电缆接入光伏阵列防雷汇流箱，汇流箱内含高压防雷器保护装置，电池阵列汇流(3)交流侧防雷措施：每台逆变器的交流输出经交流防雷柜(内含防雷保护装置)接本系统由5个1MWp的光伏单元组成，总装机5MWp,太阳能光伏并网发电系统接入35kV/50Hz的中压交流电网，按照1MWp并网单元配置1套35kV/0.4kV的变压及配电系统进行设计，即系统需要配置5套35kV/0.4kV的变压及配电系统。每套35kV中压交流电网(1)输电线路设计压变压器，就地升压后经35kV电缆线路送至环网柜，由环网柜汇集后输送到35kV输电线路上，通过35kV输电线路送到变电站35kV侧母线，再经变电站主变升压后送入电网。若光伏电站离变电站较近，则由光伏电站至变电站的集电线路全线采用35kV电缆线路。光伏电站和集电线路的35kV电缆线路敷设方式采用直埋方式。1)低压电缆选择：太阳电池并网逆变器采用4并1方式，即4个250kW,出口电压为400V的太阳电池方阵逆变器，并入一台升压变压器。每个方阵额定电流达到约380A,电缆选择YJV-0.6/1kV-3×240+1×120mm²,每个子系统需要4回路电缆。(2)变电系统设计光伏电站内按1MWp一个方阵进行规划布置，共有5个方阵。根据光伏设备布置情况，环网柜室、并网逆变器及400V低压室。5MWp光伏发电工程共计安装20个250kWp太阳电池方阵，每4个方阵由4台逆变器并联接入一台变压器，本工程共需变压器5台。每4个250kW太阳电池方阵发电额定容量为1000kW,按照35kV变压器容量系列，选安全运行。采用35kV环又可断开短路电流，并具备开合空载变压器的性能，能有效的保护变压器。避雷器选用组过电压，对相间和相对地的过电压均能起到可靠的限制作用。该过柜可接4台250kW并网逆变器，并配有电流表。每面进线柜通过母线桥与变压器400V侧连接，并配有电流、电压及电度表。可以检测400V母线及并网逆变器的运行情况。光伏电站内不设无功补偿装置。可在220kV变电站35kV母线侧与变电站一同考虑无光伏发电设备的计量点设在变电站35kV开关柜侧，同时在光伏电站的每台变压器的0.4kV侧装设一块多功能数字式电度表。该电度表不仅要有优越的测量技术，还要有非常高示损耗、状态信息、报警等。此外，显示的内容、功能和参数可通并网逆变器转换效率和其他效率(主要是升压变压器效率)三部分组成。度设定光伏阵列表面倾斜度，可以大大提高光伏阵列的效率，取效率90%计算。2、光伏并网逆变器转换效率n₂:光伏并网逆变比，取效率96%计算。取变压器效率95%计算。经测试，本项目采用的太阳电池衰减率(即光致衰退率)约为0.5%,使用寿命长。由上述内容可知，本项目总装机容量为5MWp,假设年平均满功率发电1561小时，则该电站一年可发电780.5万kWh。若考虑光伏发电系统效率为82.08%,根据采用的太阳电池衰减率为0.5%,综合计算可得出以下结论：表4.1.15