某厂房屋顶分布式光伏发电项目实施方案(申报资料)

***屋顶分布式光伏发电示范工程实施方案示范工程名称：******10MW屋顶分布式光伏发电示范工程工程业主单位：******投资实施起止年限：**年**月至**年**月申报时间：**年**月申报地区：江苏省**市**区目录TOC\o"1-4"\h\z\u一、工程汇总表I二、工程概况12.1工程概述12.2地理位置1工程属地12.2.2工程地理位置22.3资源情况22.3.1根本气候环境22.3.2灾害性天气3常州1991年以来出现的天气气候极端事件32.3.4太阳辐射资源52.4装机容量62.5总投资71〕工程总投资72〕工程总投资82.6预计发电量〔自发自用电量〕92.6.1发电量计算方法91〕方阵外表全年获得的年平均太阳能辐射总量102〕系统装机容量103〕综合效率系数102.6.2工程25年自发自用发电量121〕组件衰减122〕工程25年发电量122.7电网接入方案13三、工程主要实施方案133.1可利用建筑面积情况133.2示范区域内用电负荷情况153.3电网接入情况163.3.1示范区电力系统概况161〕江苏电网概况162〕常州电网概况173.3.2接入系统方式191〕系统接入方案202〕系统接入后对原先电网影响分析223.4发电计量系统配置方案。243.4.1数据监控系统配置方案241〕数据监控系统架构图242〕监控内容253〕数据综合管理和处理264〕数据上报方案273.4.2发电计量系统配置方案281〕计量方案292〕计量仪表29四、实施周期及进度方案31五、技术经济分析325.1技术可行性分析32光伏方阵及结构321〕太阳能组件322)方阵安装倾角及间距333〕方阵安装结构35建筑荷载分析391〕钢结构彩钢瓦屋面荷载验算402〕钢筋砼屋面荷载验算41系统主要设备411〕逆变器412〕工程规划与逆变器的匹配433〕直流防雷汇流箱444〕直流防雷配电柜445.1.3系统主电路45光伏电场监控系统465.1.5系统主要设备材料清单475.1.6防雷接地系统485.2财务评价495.2.1主要经济指标495.2.2资金筹措525.2.3本钱估算535.2.4考虑财政补贴后发电本钱比照分析545.3工程施工组织设计555.3.1施工组织设想555.3.2施工环境影响分析571〕施工期的环境影响及防治措施572〕噪声573〕扬尘和废气影响574〕施工期废、污水排放的影响585〕运行期的环境影响586〕对生态景观影响587〕对社会经济的影响585.3.3施工消防措施581〕机电消防设计原那么592〕消防总体设计方案593〕工程施工场地规划60劳动平安与工业卫生611〕可能产生的职业危害以及造成危害的因素612〕施工期劳动平安和工业卫生措施613〕运行期劳动平安与工业卫生措施614〕光伏电场平安与卫生机构及专项设施配置625〕光伏电场平安生产监督制度626〕消防、防止电气误操作、防高空坠落等管理制度637〕工业卫生与劳动保护管理规定648〕事故调查处理与事故统计制度649〕其它劳动平安、工业卫生管理制度645.4工程实施意义65六、保障措施676.1工程投资公司介绍676.2**市**区政府工程管理监督676.3工程资金落实情况676.4工程组织监管方案676.5工程合同能源管理效劳合同及方案68附件1企业营业执照69附件2常州新北区工程意见文件70附件3工程资金证明文件71附件4工程合同能源管理效劳合同73附件5工程屋顶使用协议78附件6电力局电网接入意见79附件7荷载计算书80附件8光伏电站本钱费用表82一、工程汇总表金太阳示范工程汇总表工程

类型工程编号工程名称工程业主工程业主联系人及联系方式工程业主总资产

〔万元〕工程装机规模

〔kW〕工程所在地区

市县〔区〕工程建设地址工程投资

〔万元〕总投资自筹贷款集中应用示范工程1200001000013774.46774.401.12分散建设的用户侧发电工程1智能电网和微电网示范工程1独立光伏发电工程1金太阳示范工程汇总表〔续〕工程

类型工程编号工程所依托建筑用电价格〔元/千瓦时〕工程所在地区资源条件工程年发电量〔千瓦时〕工程所依托建筑年用电量〔千瓦时〕工程实施

起止时间〔年/月-年/月〕工程业主联系方式太阳辐照量〔MJ/m2·a〕年日照小时联系人联系集中应用示范工程1峰价：1.445平价：0.8824966.5201910501457约2.3亿2012/2-2012/111.11.22分散建设的用户侧发电工程1…智能电网和微电网示范工程1独立光伏发电工程1二、工程概况2.1工程概述工程名称：***工程建设管理模式：工程采用合同能源管理方式建设建设规模：建设10MWp容量的并网型太阳能光伏发电系统，包括太阳能光伏发电系统及相应的配套并网设施。建设地点及建设容量：常州新北区***厂房机械厂区22个厂房顶共115252㎡建设10MWp光伏电站。建设单位：***2.2地理位置工程属地工程建设地常州，常州处于美丽富饶的长江金三角地区，与上海、南京两大都市等距相望，与苏州、无锡联袂成片，构成了苏锡常都市圈。处于北纬31°09′-32°04′、东经119°08′-120°12′；现辖金坛、溧阳2个县级市和武进、新北、天宁、钟楼、戚墅堰5个行政区。常州有着十分优越的区位条件和便捷的水陆空交通条件，市区北临长江，南濒太湖，沪宁铁路、沪宁高速公路、312国道、京杭大运河穿境而过。全市水网纵横交织，连江通海。常州港作为国家一类开放口岸，年货物吞吐量超过百万吨。民航常州站有通达北京、广州、大连、厦门、深圳、海口、西安等国内20多个大中城市的航线。常州是“中国城市综合实力50强”和“中国城市投资环境40优”城市之一，并被确定为国家第一批可持续开展和全国环模试点城市。经过全市上下的不懈努力，常州市被命名为国家卫生城市，并通过环保模范城市国家级验收。金坛、溧阳同时被命名为国家卫生城市。生态环境进一步改善，荣获“中国人居环境范例奖”。2.2.2工程地理位置工程地处常州新北区***厂房机械厂区。常州新北区位于常州市城北，北濒长江，南至沪宁铁路。现辖6个乡镇，3个街道，总面积约439.16平方公里，常住人口约48万人。规划布局上分成三大区域：一是高新技术产业开发区，位于沪宁铁路和沪宁高速公路之间，面积约32平方公里，由高新科技园区、新区工业园、商贸生活区、行政中心区、旅游休闲区等园区组成，是正在建设中的现代化新城区。二是港口工业区，濒临长江黄金水道，面积约37平方公里。该区重点开展重化工和原材料工业。三是综合经济区，位于高新技术产业开发区和港口工业区之间，面积约47平方公里，近期重点开展乡镇工业和现代农业，也是未来新北区城市建设的预留用地。常州新北区区位优越，交通便捷。东靠上海，西邻南京，与苏州、无锡、镇江连袂成片。京沪铁路、沪宁高速公路、312国道、101省道、常澄路等形成四通八达的对外交通网。距远洋运输港口张家港和常州民航机场分别仅48公里和26公里。京杭大运河傍区而过，澡港河贯穿全区，位于新北区的长江常州港已开通国际远洋运输航线。2.3资源情况2.3.1根本气候环境常州地处北亚热北带向北温南带过渡的气候区域，季风影响显著，属湿润季风气候。气候特征是：四季清楚；雨热同步；光照充足；气象灾害常有发生。四季清楚：历年年平均气温为15.6℃，全市春、秋短，冬、夏长，其中冬季时间最长，夏季次之，春季再次之，秋季最短。气候季节差异十清楚显，冬季寒冷，夏季炎热，春、秋温和。雨热同步：由于季风影响显著，降水与气温相应同步升降。冬季气温低时降水量少；春季气温上升，降水逐渐增多；夏季气温最高，梅雨、暴雨、台风降水等生成的降水量也最多；秋季气温下降，降水量也显著减少。历年年平均降水量为1086.0毫米。光照充足，全年日照总时数为2019小时，与我国同纬度的其他市日照记录比拟，要充足得多。2.3.2灾害性天气气象灾害常有发生：全市一年四季均可出现气象灾害。有些是随季节变化出现，如暴雨多出现在春末至秋初；有些是同一季节可同时出现几种灾害，如台风与暴雨；寒潮与霜冻等。我市盛夏多伏旱；春、秋季多涝渍连阴雨；夏、秋多台风等。2.3.3常州1991年以来出现的天气气候极端事件与全球天气气候极端事件频繁出现同步，常州1991年以来也出现了许多天气气候的极端事件。1991年无论是年降水量还是春季降水量、夏季降水量和梅雨量都破了有记录以来的同期极多值，6月、7月还各出现了一次连续三天暴雨的记录，该年12月份又出现了零下11.2℃的最低气温，这是有记录以来12月份最低气温的极低值记录，这一年的异常情况人们至今尚记忆犹新。1993年4月降水量仅16.0毫米，是历史同期的极少值。1994年令人难以忘怀的是盛夏炎热高温，≥35℃的高温日数达35天，成了有记录以来的高温日数最多年。这年还出现3项历年同期新的极值记录，即2月最低气温零下0.7℃，为同期极高，5月平均气温23.1℃，为同期极高，7月降水量17.7毫米，为同期极少。1995年的秋季出现了四项极端事件，即秋季降水量、9月降水量、11月降水量均为常年同期极少值，9月最高气温38.2℃，为常年同期极高值。1997年春季平均气温16.5℃，是历年同期的极高值。1998年是长江流域大水之年，我们常州汛期降水量虽为正常，但1月降水量出现了历史同期极多值，年平均气温、4月平均气温、秋季和10、11月的平均气温、12月最低气温也都成了历史同期的极高值。1999年给人们印象最深的是多雨冷夏，夏季雨日、6月降水量都创了新高，夏季和7月平均气温之低、高温日数之少都成了历史上新的极值记录，但这一年冬季平均气温却创了历史同期的极高值记录。2001年春季降水量和3月降水量之少，均破了历史上同期的极值记录，但到8月又出现了相反的情况，该月降水量成了历年同期的极多值记录，特别是受8号台风“桃芝”的影响，7月31日8时到8月1日而2002年以来，时间尚不到三个月，但已有三项气温实况破了历年同期的极高值记录，这就是1月平均气温、1月最低气温和2月平均气温。注：以上数据来自江苏省气象局常州气候概况。本工程实施方案在设计过程中已经考虑到各极端气候对电站设计的影响。2.3.4太阳辐射资源太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。我国属太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时，根据中国气象局风能太阳能评估中心推荐的国内太阳能资源地区分类方法，共分5类，其中：一类地区全年日照时数为3200～3300小时，年辐射量在6700～8370MJ/m2。相当于225～285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。二类地区全年日照时数为3000～3200小时，辐射量在5860～6700MJ/m2，相当于200～225kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。此区为我国太阳能资源较丰富区。三类地区全年日照时数为2200～3000小时，辐射量在5020～5860MJ/m2，相当于170～200kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部和安徽北部等地。四类地区全年日照时数为1400～2200小时，辐射量在4190～5020MJ/m2。相当于140～170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一局部地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。五类地区全年日照时数约1000～1400小时，辐射量在3350～4190MJ/m2。相当于115～140kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳能资源最少的地区。一、二、三类地区，年日照时数大于2000h，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2／3以上，具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。常州市气象根本情况如表2-1所示。月份气温〔°C〕相对湿度〔%〕日均水平辐射度〔kWh/m2/d〕风速〔m/s〕热度日〔°C-d〕冷度日〔°C-d〕13.976.502.694.2433125.475.303.144.2353639.175.503.333.927730414.776.204.253.7114142519.278.704.783.320287622.983.404.583.40393726.186.205.053.50513825.686.504.713.40494922.182.603.993.50368101777.903.43.5492201111.676.702.813.81897612676.502.6843639年均15.379.303.783.7179825392.4装机容量工程初步设计总的安装太阳能组件数量为40000块，总容量为10MWp。工程各厂房设计装机容量见表2-2。表2-2工程各厂房设计装机容量表厂区名称厂房数厂房名称设计安装

组件数量装机容量〔W〕****1二分厂40001,000,0002技术质量大楼〔新〕36090,0003办公楼〔两局部〕460115,0004中小件分厂40001,000,0005大件分厂40001,000,0006厂房145001,125,0007厂房22800700,0008厂房31500375,0009连铸加工车间1600400,00010大型装配厂房2800700,00011轴承座加工中心机械加工特区1500375,00012连珠设备装配车间3000750,00013空压机房420105,00014制造事业部铸钢车间900225,00015中小件分厂堆焊和辊装配1300325,00016制造事业部18045,00017制管工具事业部机加工车间1400350,00018制管工具事业部铸铁车间2000500,00019热处理厂11200300,00020热处理厂21000250,00021厂房4600150,00022机电仓库480120,000总计40000100000002.5总投资1〕工程总投资本工程为6kV并网型太阳能光伏发电，拟选用晶体硅太阳能组件，组件总的安装容量为10MWp。组件布置方式为与屋顶紧密集合，产生建筑节能的效果。太阳能光伏发电系统由光伏组件、屋顶支架及根底、直流汇流箱、直流汇流柜、并网逆变器、交流汇流柜、升压并网系统、监控系统组成。工程工程投资概算表如表2-3表2-3工程建设投资概算表工程工程或费用名称设备购置费安装工程费建筑工程费其他费用合计(万元)(万元)(万元)(万元)(万元)一太阳能光伏发电系统设备及安装工程7531.7365.67897.31.1高效多晶硅太阳能光伏组件10MWp)6800.0267.37067.31.2光伏组件安装支架731.798.3830.0二电气设备及安装工程2569.11028.23597.32.1发电场电气设备及安装工程1142.4759.31901.82.2升压站电气设备及安装工程849.886.5936.32.3通信和控制设备及安装工程300.066.0366.02.4其他设备及安装工程276.9116.4393.3三建筑工程1455.41455.43.1发电设备根底工程1084.41084.43.2变配电工程101.4101.43.3辅助工程25.125.13.4其他244.6244.6四其他费用824.4824.44.1建设管理费546.3546.34.2勘察设计费263.4263.44.3其他14.614.6一至四局部合计10100.81393.81455.4824.413774.4太阳能发电场工程总投资13774.4单位千瓦投资(元/kWp)13.82〕工程总投资财务评价主要依据国家计委颁发的《建设工程经济评价方法与参数〔第三版〕》。财务评价采用建设期1年，生产期25年〔不含建设期〕进行计算。工程固定资产的余值按总投资4%计。主要经济指标表见表2-4。表2-4工程25年主要经济指标表工程单位数量主要经济指标装机容量W1000000025年年平均发电量kW·h10501457工程总投资万元13774.4工程25年总投资万元17901工程单位容量投资元／W17.9单位电能投资元／kW·h0.682经营期平均单位发电本钱元／kW·h0.682(补贴前)元／kW·h0.415(补贴后)2.6预计发电量〔自发自用电量〕2.6.1发电量计算方法根据太阳辐射资源分析所确定的光伏电场多年平均年辐射总量，结合初步选择的太阳能电池的类型和布置方案，进行光伏电场年发电量估算。根据光伏电场场址周围的地形图，经对光伏电场周围环境、地面遮光障碍物情况进行考察，建立的本工程太阳能光伏发电场上网电量的计算模型，并确定最终的上网电量。本上网电量的估算值的取值计量点为并网接入点。光伏发电站年平均上网电量Ep计算如下：kW·h其中：HA——倾斜面日平均太阳能辐射量Paz——光伏系统安装容量，容量为峰值功率，kWp；K——综合效率系数，受多种因素影响。包括：光伏组件安装倾角、方位角、太阳能发电系统年利用率、电池组件转换效率、周围障碍物遮光、逆变损失以及光伏电场线损、升压损失等。1〕方阵外表全年获得的年平均太阳能辐射总量应用专业软件〔RETScreen〕计算可以得到水平面及建筑不同朝向上的光伏阵列太阳能辐射量。具体数据见表2-5：表2-5常州市不同朝向面各月的太阳辐射量〔kWh/m2〕月份水平面日平均太阳辐射25°倾角日平均太阳辐射一月2.813.80二月3.354.03三月3.613.93四月4.504.56五月5.044.83六月4.754.46七月4.834.58八月4.614.56九月4.024.26十月3.363.90十一月2.963.90十二月2.723.84年平均数3.884.222〕系统装机容量工程中不同安装倾角及安装容量如表2-6所示：表2-6工程不同倾角安装容量水平安装容量

单位：kW25°倾角安装容量

单位：kW91758253〕综合效率系数系统整体效率K的计算公式为：K=η1×η2×η3×η4●光伏阵列效率η1光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括：①组件匹配损失。组件串联因为电流不一致产生的效率降低，根据电池板出厂的标称偏差值，约有0.2%的损失；②太阳辐射损失。包括组件外表尘埃遮挡及不可利用的低、弱太阳辐射损失，根据相关文献，采用相对保守的数值，取值4%；③直流线路损失。经估算得直流局部的线缆平均损耗约为1.1%；④温度效率ηtempη1=99.8%×98%×98.9%=96.7%光伏电池组件的功率随温度的上升，功率呈下降的趋势。本工程所用TSM—250PC05A的峰值功率系数为-0.41%/℃，NOCT〔标准运行条件下的电池温度〕为46℃。电池板工作温度可以由以下计算公式：Tc-Ta=(219+832Kt)其中：NOCT=46°C，Kt晴朗指数0.71，Tc为电池板温度，Ta为环境温度。，α为多晶硅的温度功率衰减因子，电池板为-0.41%/℃。考虑各月根据辐照量计算加权平均值，得到ηtemp加权平均值为92.7%。由上述各项损失合计得：η1=96.7%×92.7%=89.6%●逆变器的转换效率η2该效率为逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，依据选用的阳光电源逆变器的技术参数，欧洲效率取96.2%〔含隔离变压器〕。●交流传输效率η3各厂房点逆变器输出至交流汇流配电柜传输线损，最大传输距离约200米，单点最大装机容量为500kW，经估算得交流局部的线缆平均损耗约为2.6%，。●升压效率η4通过工程变压器效率约为：98%那么光伏系统总效率为：η=η1×η2×η3×η4==89.6%×96.2%×97.4%×98%=82.27%2.6.2工程25年自发自用发电量1〕组件衰减多晶硅太阳能电池组件，符合GB/T9535〔IEC61215〕标准，其光电转换率为15.3%，使用寿命不低于25年。组件10年内输出功率至少为额定功率的90%，25年内输出功率至少为额定功率的80%。表2-5天合组件25年功率衰减数据年份1st2nd3rd4th5th6th7th8th9th10th功率保证率97.50%96.80%96.10%95.40%94.70%94.00%93.30%92.60%91.90%91.20%年份11th12th13th14th15th16th17th18th19th20th功率保证率90.50%89.80%89.10%88.40%87.70%87.00%86.30%85.60%84.90%84.20%年份21st22nd23rd24th25th功率保证率83.50%82.80%82.10%81.40%80.70%2〕工程25年发电量由于本工程装机容量远小于企业自身耗电量，产生电力全部为自发自用。25年预测发电量见表2-6：表2-6工程25年发电量数据〔单位：kWh〕第1年第2年第3年第4年第5年1158861611400851113187041123655711154410第6年第7年第8年第9年第10年1107226310990115109079681082582110743674第11年第12年第13年第14年第15年1066152710579380104972331041508510332938第16年第17年第18年第19年第20年102507911016864410086497100043509922202第21年第22年第23年第24年第25年9840055975790896757619593614951146725年总发电量平均值262536425105014572.7电网接入方案本工程位于****机械厂区，区域各屋顶集中装机容量为10MWp，最大发电功率为10MWp，根据国家电网公司《光伏电站接入电网技术规定》〔Q/GDW617-2011〕和江苏省电力公司《光伏电站接入系统导那么》等相关光伏电站接入电网网技术规定，该工程已经属于中大型光伏并网电站，应接入10kV～35kV电压等级电网。根据工程建设规模、供电可靠性要求以及其所发电力电量主要供当地电网消纳平衡等综合因素分析，对该工程考虑采用逆变器输出聚集到一点，经一次升压到6kV后，拟定用专线方式接入厂区6kV母线，各就近屋顶分区域接入厂区6kV母线，接入容量以2500kVA为一个单位，本工程共需4台0.4kV/6kV2500kVA变压器。最终接入系统方案以接入系统审查意见为准。三、工程主要实施方案3.1可利用建筑面积情况***机械厂区总平面图如图3-1所示，园区可利用厂房22栋，各厂房屋顶建筑类型如表3-1所示。图3-2、3-3为园区平屋顶和彩钢瓦两种典型屋顶取样照。图3-1******厂区平面图表3-1***机械厂区可利用屋顶及面积厂区名称厂房数厂房名称屋顶面积建筑类型安装点****1二分厂13320单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶2技术质量大楼〔新〕7218多层建筑，属既有建筑平屋顶3办公楼〔两局部〕1232多层建筑，属既有建筑平屋顶4中小件分厂11340单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶5大件分厂13320单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶6厂111520单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶7厂25040单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶8厂32880单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶9连铸加工车间2880单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶10大型装配厂房6480单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶11轴承座加工中心机械加工特区5040单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶12连珠设备装配车间8640单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶13空压机房428单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶14制造事业部铸钢车间2836多层建筑，属既有建筑平屋顶15中小件分厂堆焊和辊装配3456单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶16制造事业部1734多层建筑，属既有建筑平屋顶17制管工具事业部机加工车间4284多层建筑，属既有建筑平屋顶18制管工具事业部铸铁车间1836单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶19热处理厂13786单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶20热处理厂21530单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶21厂43366单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶22机电仓库3086单层建筑，属既有建筑彩钢瓦顶总计115252图3-2平屋顶图3-3彩钢瓦顶3.2示范区域内用电负荷情况根据园区提供的最近一年园区各用电单位各时段平均负荷数据，统计整理后如表，其全年用电负荷分布曲线图如图3-5。从图可以看出整个园区用电负荷较平稳属于典型重工业高耗能情况，8：00-20:00都处于用电顶峰期，而此时间段正是电网用电的顶峰时段。如果光伏电站建立，将缓解该区域的用电负荷状况，缓解电网顶峰用电压力。表3-2***厂区分时段用电负荷统计表月份08:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00一月23788246692424224839245832489625095244982449824526250382444123901二月15292158581558415968158041600516132157491574915767160961571215365三月19176198861954220023198172006920230197481974819771201841970319267四月23545244172399524586243322464224839242482424824276247832419223657五月23059239132350024079238312413424327237482374823776242722369323170六月25972269342646927120268412718227399267482674826779273372668626096七月26458274372696327627273432769027912272482724827279278482718526584八月26943279412745828134278442819828424277482774827780283592768327072九月22817236622325323825235802388024071234982349823525240162344422926十月21118219002152122051218242210122278217482174821773222282169821218十一月20389211442077921291210712133921510209982099821023214612095020487十二月21603224032201622558223262261022790222482224822274227392219721706平均22513233472294423508232662356223750231862318623213236972313222621图3-5***厂区全年分时段统计负荷曲线图3.3电网接入情况3.3.1示范区电力系统概况1〕江苏电网概况江苏电网是华东电网的重要组成局部，到2006年底，江苏电网总装机容量53040MW〔含望亭电厂，不含阳城电厂〕，其中统调电厂89座，机组285台，装机容量共47600MW。至2006年底，江苏电网拥有：500kV变电所〔含开闭所〕22座，变压器35台〔组〕，主变压器总容量27250MVA；500kV线路81条，总长度7412km〔含省际联络线和阳城送出专线〕；220kV变电所〔含开闭所〕258座，变压器469台，主变压器总容量65700MVA；220kV线路682条，总长度13520km。目前220kV电网仍是江苏省的主要电网，原有的8条与相邻省、市联络的220kV线路已全部断开。由此可见，近年来江苏省电力电量一直呈现出快速增长的趋势。但是，现状江苏电网存在一些缺乏，主要包括：电力供求不平衡，能源供给协调压力加大，500kV主网潮流分布不均衡，局部地区顶峰时段电力供给严重缺乏，断路容量增长过快。2〕常州电网概况常州电网处于苏南电网中部，占据枢纽地位，是江苏电网的重要组成局部。常州电网的供电范围包括常州市区〔含原武进市〕及所辖金坛、溧阳二市。常州市电网受进电源〔见图3-7〕主要构成是：常州市范围内华电戚墅堰发电和镇江谏壁发电的7条220kV线路、三峡电站到武进的2条500kV线路、扬州江都变的2条500kV线路、宜兴东善桥2条500kV线路等。图3-7常州输送电网概况2006年常州市全社会最高供电负荷为3557MW，全社会用电量为212.68亿kW·h，分别比上年增长14.38%、16.44%。统调用电量〔供电量〕为196.57亿kW·h，统调最大负荷为3350MW，分别比上年增长16.24%、15.68%。2007年全市全社会最大负荷约3885MW，统调最大负荷约3728MW。到2006年底常州市装机总容量3307.6MW，其中常州电厂1200MW、戚墅堰电厂440MW、戚厂燃机780MW，沙河抽水蓄能100MW、地方及自备小机787.6MW〔统调448.6MW，非统调339MW〕。市区〔含武进〕有地方及自备小机721.6MW〔统调448.6MW，非统调273MW〕。2006年常州电网的最高运行电压为500kV，拥有500kV变电站2座，主变4台，总容量3500MVA，500kV线路直流1条、交流17条，线路总长度约327km。常州电网目前仍以220kV电网为主干电网，有220kV变电站23座，主变41台，总容量6540MVA〔另有220kV用户变电站2座，容量330MVA〕，220kV线路63条，长度约936km〔含用户线路〕。常州电网的特点如下：①华东、江苏电网北电南送、西电东送的交汇点，500kV系统短路水平较高，电网接线密集；②电网发供不能自我平衡，所缺电力主要从500kV变电站和镇江谏壁电厂受进；③常武220kV电网高度密集，短路电流水平接近50kA，500kV晋陵变电站投运后常武220kV电网武南、武北分片运行，有效控制了短路电流。“十二五”期间，江苏省电力公司与常州市政府将根据常州经济社会和城乡开展规划目标，共同为加快常州电网开展努力。重点推进500千伏溧阳输变电工程的建设和500千伏常州南输变电工程的前期工作；加快推进220千伏常化、新龙、丫河、金坛洮湖、溧阳东郊等一批重点输变电工程，加强常州市北部新城、科教城、新北工业园、武进高新区等重点开展区域电网的规划建设，形成以坚强500千伏电网为核心，220千伏电网灵活可靠、分区运行的目标网架，城乡电网供给能力显著增强。通过“十二五”的建设，新增35千伏及以上变电容量1769万千伏安，线路1528公里。常州电网已根本形成了“网架结构合理、供电平安可靠、运行经济灵活、电能质量合格、降损节能增效、技术可靠先进”的坚强电网。本工程中光伏电站所发电量全部送入江苏省常州电网。3.3.2接入系统方式1〕系统接入方案太阳能光伏发电系统由光伏组件、直流监测配电箱、并网逆变器、计量装置及上网配电系统组成。太阳能通过光伏组件转化为直流电力，通过并网逆变器，将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流。工程建设点为新北区***厂房机械厂区，两个区域各分散用户自身耗电很大，采用中压就近并网，新增输电线路的投资较小，接入系统条件较好，电力输送损耗较小，太阳能光伏发电就近消化。本工程位于常州新北区***厂房机械厂区，区域各屋顶集中装机容量为10MWp，最大发电功率为10MWp，根据国家电网公司《光伏电站接入电网技术规定》〔Q/GDW617-2011〕和江苏省电力公司《光伏电站接入系统导那么》等相关光伏电站接入电网网技术规定，该工程已经属于中大型光伏并网电站，应接入10kV～35kV电压等级电网。以各区域厂房屋顶装机容量为基准，每个厂房为一个发电子系统，每个发电子系统以太阳能电池组件-直流汇流箱-逆变器发电模块构成，各发电子系统汇流后成一路接入0.4kV光伏专用升压变压器母线侧，以一路6kV电缆接入厂区6kV配电室。光伏组件阵列、直流汇流箱就地布置在屋面，逆变器布置在每个子系统附近的地面上，升压变压器位于厂区变电站附件。图3-8光伏发电主系统电路结构图常州***厂房机械厂区为110kV总变电所，厂区由110kV永宝线和35kV宝轧线供电，总容量为29000kVA，光伏电站为新建工程，拟定采用专线方式接入动力产业园变电所6kV进线侧，容量10000kVA，光伏电站容量为动力产业园区线路最大输送容量的34.5%，由于***厂房属于高耗能重工企业，企业用电符合始终处于高位〔见3.2区域用电负荷统计〕，因此光伏电站接入可以被厂区完全消耗掉。厂区采用6kV三段母线供电方式，1#主变为110kV/6kV16000kVA供电，2#主变为35kV/6kV5000kVA供电，3#主变为110kV/6kV8000kVA光伏电站采用各就近屋顶分区域接入厂区6kV母线，接入容量以2500kVA为一个单位，那么本工程共需4台0.4kV/6kV2500kVA变压器。无功自动补偿成套装置应具备分相补偿，自动过零投切功能，分相补偿容量不小于总补偿容量的40%。容性无功容量可以补偿光伏电站满发时站内聚集系统、主变压器的全部无功和光伏电站送出线路的一半感性无功之和；感性无功容量能够补偿光伏电站送出线路的一半充电无功功率。在总变电所计量柜上新装一主一付两只计量表，构成双向计量。2〕系统接入后对原先电网影响分析由于太阳能光伏发电系统的一些特点，发电装置接入电网时对系统电网有一定的不利影响。本工程中发电装置的总装机容量在系统中所占比例较小，并网过程中对系统电网的影响及主要解决方案如以下几个方面：①电压波动太阳能光伏发电的实际输出功率随光照强度的变化而变化，白天光照强度最强时，发电装置输出功率最大，夜晚几乎无光照以后，输出功率根本为零。因此，除设备故障因素以外，发电装置输出功率随日照、天气、季节、温度等自然因素而变化，输出功率极不稳定。我们应考虑最严重情况下，系统最大输出功率时突然切机对系统接入点电压造成的影响。根据相关规定，光伏系统和电网接口处的电压允许偏差应符合GB12325的规定，光伏发电接入系统时，应采取必要措施，使投切时系统电压波动满足国家有关标准，并以+5%～-5%进行校核。本系统总的发电功率占电网供电量的比例较小，因此不会对电网造成影响的可能性不大。②高次谐波太阳能光伏发电系统通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，再通过并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，再经一次升压后并入电网，在将直流电能经逆变转换为交流电能的过程中，会产生高次谐波。本工程中光伏发电系统采用集中并网型逆变器。光伏发电的每台并网型逆变器逆变后谐波总畸变率完全满足国家标准《电能质量-公用电网谐波〔GB/T14549-93〕》的规定。本系统选择使用的逆变器的总电流波形畸变率，在额定功率时<4%，完全符合要求。③无功平衡一般情况下太阳能光伏发电逆变后的功率因数在0.99以上，根本上为纯有功输出，针对国网新标准的要求，本次工程采用集中并网逆变器，具有一定的提供无功功率的能力，有功功率可在+0.98～-0.98范围内连续可调。④系统自动化运行本系统为智能化系统，全自动运行，并且设计有较为全面的自身和负载保护功能，因此，系统的运行管理较为简单，无需专业人员值班，只需有人值守，定时巡视。逆变器：全智能化，LCD液晶点阵模块显示或触摸屏显示，可在海拔5000米以下使用。系统保护功能：输入接反保护、输入欠压保护、输出过载保护、输出短路保护、过热保护。本工程系统为6kV接入公用电网，同时配置低周低压解列装置，装置安装于光伏并网线路的系统侧同时系统设计具有高可靠性、高效率。系统核心设备的智能化设计、高可靠性、全面的保护功能，实现系统的全自动运行，让系统的运行、管理、维护工作变得非常简单。⑤系统继电保护系统逆变器具有设计有较好的保护功能，包括孤岛效应保护、过载保护等，出现孤岛故障时与系统侧备用电源自动切入装置、自动重合闸相互配合。由于系统不提供短路电流保护，因此仅在系统侧配置自动空气开关相应的保护。⑥线路保护对于***厂房机械厂区通过T接方式接入6kV园区公用电网，在光伏电站侧和系统电源侧配置电流速断和过流保护。具体接入系统方案以电网公司并网接入方案的评审意见为准。3.4发电计量系统配置方案。3.4.1数据监控系统配置方案数据监控系统是指通过安装数据计量和采集装置，同时对采集到的生产数据进行加工处理，并由专业的软件进行展示和监控、分析，而且采用远程数据传输手段，将数据实时、在线上传给国网电科院数据中心，数据中心是接收示范工程上传的监控数据，并进行汇总、分析和展示等。1〕数据监控系统架构图光伏电站数据监控系统由数据采集单元、内网、效劳器、操作站等组成。数据采集单元采集逆变器、环境监测仪、多功能仪表和电能质量监测仪的数据。数据通过企业内部划分网段的网络与效劳器进行通信，数据保存在效劳器中。通过操作站可以对监控数据进行远程监控和分析。图3-9监控系统结构图2〕监控内容环境监测仪上传温度、风速、光照强度，以及监测仪的运行状态，包括设备启动、运行、停止、故障、报警等状态。另外。由组件传感器上传所有光伏组件的组件温度。汇流箱上传太阳能光伏组件当前的电流，电压，功率，以及汇流箱的当前运行状态，包括工作、异常、维修、耗能数据。逆变器上传当前逆变器的直流侧电流电压功率，交流侧电流电压功率，总功率以及设备启动、运行、停止、故障、报警、机内温度、时钟等状态。电能质量检测仪上传频率、电压、电流，总的有功、无功功率、功率因素，电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡度，谐波包括电压、电流的总谐波畸变率、各次谐波含有率、幅值、相位、有功、无功等数据。多功能仪表盘上传数据包括储能电站数据：生产运行参数〔交\直流充放电压电流、交\直流充放功率、频率、充放电电量、充放电功率，充放电时间、存储电量参数〕以及设备启动、运行、停止、故障、报警、机内温度、时钟等状态数据。防止误操作系统数据：电气设备的运行参数、保护状态，设备启动、运行、停止、故障、报警、保护动作情况等状态。继电保护数据：断路器、重合闸装置等电气设备的运行参数、继电保护状态，设备启动、运行、停止、故障、报警、继电保护动作情况等状态。3〕数据综合管理和处理将采集到的实时生产数据〔发电量，报警，环境数据、故障等〕在监控系统中采用多种方式〔图形、Dashboard、报表等〕来进行展示。在采集得到的数据根底上对发电量，电能质量、故障信息进行统计，提供日、月、年报表。对采集到的数据进行加工和处理，进行发电量，电能质量，环境等各种因素综合分析。结合历史数据，提供发电量、故障多种(贝叶斯、决策树、神经网络)预测模型。对光伏生产设备进行管理。录入和查询生产设备的数量、运行参数、以及故障、维修情况。对于生产故障的报警信息，自动以邮件或者短信方式发送到相关管理人员。对系统用户进行权限分配和管理，自上而下的对系统进行管理和操作。4〕数据上报方案数据被采集后需要采用远程数据传输手段，将数据实时、在线上传给国网电科院数据中心，数据中心是接收示范工程上传的监控数据，并进行汇总、分析和展示等。①上送数据上送的数据主要包括气象环境监测数据、光伏电站并网点运行数据、光伏逆变器运行数据、汇流箱数据等。光伏电站气象环境监测数据：太阳总辐射、直接辐射、散射辐射、环境温度、环境湿度、电池板温度、风速、风向、气压。光伏逆变器运行数据：逆变器直流侧电压、电流、功率，逆变器交流侧电压、电流、功率、功率因数。并网点运行数据：并网点开关状态、并网点三相交流电压、电流、功率、功率因数、并网点上网电量。直流汇流箱运行数据：各组串/各端口直流输入电流、直流输出电流、直流母线电压。②数据格式通信接口和协议数据远程传输使用Modbus/TCP规约，使用RJ-45以太网口数据格式每个MODBUS报文遵循几个局部组成：地址域MODBUS/TCP的从站地址恒为1。功能码域MODBUS报文中功能域长度为一个字节，用以通知从站应当执行何操作。从站响应报文中应当包含主站所请求操作的相同功能域字节。有关功能码参照下表。功能码含义功能0x03读取存放器获得当前从站内部一个或多个当前存放器值数据域MODBUS数据域采用“BIGINDIAN”模式，即是高位字节在前，低位字节在后。如果是浮点数，那么规定低字〔WORD〕在前，高字在后。信号量表格式数据分为模拟量和状态量两种类型，采用连续的存放器空间分别存放在不同的MODBUS存放器地址中。所有的模拟量数据采用统一的数据格式，如浮点数或整型值，整型值给出小数点位数；状态量给出状态代码含义。发电计量系统配置方案1〕计量方案图3-10监控系统原理图虽然光伏发电为自发自用模式，但是为了工程合同能源管理的需要，计算输送给用户的上网电量需设置计量点，计量点原那么上设在产权分界点，即中压出线柜处。计量装置按照I类计量装置要求配置，安装计量上网电量电能表。计量点均安装同型号、同规格、准确度相同的主、副电能表各一套。主、副表均有明确标志。光伏电站所用备用电源用网电量的计量点在备用电源输入到升压变电站的低压配电柜一侧。2〕计量仪表中压电能计量表是真正反响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。主电能表采用静止式多功能电能表，技术性能符合GB/T17883和DL/T614的要求。电能表具备双向有功和四象限无功计量功能、事件记录功能，配有标准通信接口，具备本地通信和通过电能信息采集终端远程通信的功能。电能表通信协议符合DL/T645，采集信息接入电力系统电能信息采集系统。为保证发电数据的平安，在中压计量回路同时装一块机械式计量表，作为IC式电能表的备用或参考。该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、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。四、实施周期及进度方案由于此工程工程所有主体建筑为既有建筑，光伏工程施工周期相对短。整个工程周期为12个月，分项实施进度如下表4-1：表4-1工程实施进度表阶段起止时间具体内容说明可行性研究及审查2011.12～2012.2编制工程建议书，可行性研究、审批立项设计阶段2012.3～2012.4工程现场勘测、方案设计、施工图设计、设备招标、采购、业主合同签订、并网审批、补助资金申报建设准备阶段2012.4～2012.5施工材料到货、施工现场准备建设实施阶段2012.6～2012.11太阳能光伏发电安装施工流程：根底、支架。安装、组件安装、电缆铺设、设备安装〔汇流箱、直流防雷配电柜、逆变器、交流防雷配电柜、光伏升压站、通讯监控〕竣工验收阶段2012.11～2012.12调试、竣工验收备案五、技术经济分析5.1技术可行性分析系统设计方案设想将在以下几个方面来阐述：光伏方阵及结构本次工程光伏组件选型及性能，及组件安装方式的认定各建筑安装结构方案。系统主要设备包括逆变器、防雷汇流箱、直流配电箱设备选型及配合。系统主电路系统功率认定和系统主电路构成。光伏电场监控系统光伏发电场监控系统，监控显示方案构建。系统主要设备材料清单工程主要设备材料清单列表。防雷接地系统直接雷防护及感应雷防护，系统接地保护系统。光伏方阵及结构1〕太阳能组件在市面上出售的各种太阳能电池中晶体硅太阳能电池组件技术成熟，且产品性能稳定，使用寿命长。商用的太阳能电池组件中，单晶硅组件转换效率最高，多晶硅其次，但两者相差不大；晶体硅电池组件故障率极低，运行维护最为简单；使用晶体硅光伏组件安装简单方便，布置紧凑，可节约场地，使用寿命期较长，25年。因此，本工程拟选用常州天合生产的成熟可靠的TSM-250PC05A型多晶组件。电池组件详细技术参数见表5-1：表5-1太阳能电池组件技术参数表太阳电池种类多晶硅电池太阳电池生产厂家常州天合光能太阳电池组件生产厂家常州天合光能太阳电池组件型号TSM-250PC05A指标单位数据峰值功率Wp250(0+3%)开路电压〔Voc〕V37.8短路电流〔Isc〕A8.9工作电压〔Vmppt〕V30.5工作电流〔Imppt〕A8.2尺寸〔薄边框〕mm1650×992×26安装尺寸mm990×941重量kg14.5峰值功率温度系数%/K-0.41开路电压温度系数%/K-0.32短路电流温度系数%/K0.0532)方阵安装倾角及间距常州市处于31°09′-32°04′、东经119°08′-120°12′。本工程的光伏组件全部采用固定式安装方式。选择适宜的组件安装倾角，将使并网发电系统具有较好的全年发电量。一般情况下，组件的安装倾角选择等于或在纬度附近值，系统全年发电量较好。根据经验和模拟的结果，本工程组件选择了25°安装倾角。适宜的光伏方阵间距才能防止发电量的损失，一般情况下，光伏方阵的安装要求，每年冬至日的上午九点到下午三点之间，前排方阵不会遮挡后排方阵的直射阳光。如以下图5-1所示：图5-1方阵阴影示意图方阵间距的计算公式为：D=0.707H/tan[rcsin(0.648cos-0.399sin)]式中：H为前排方阵高度〔或遮挡物〕为当地纬度根据常州的纬度计算获得，间距倍率为1.987〔H高度的〕。方阵的高度与方阵的布置方案有关。工程将大局部采用单行组件竖向布置的方布置方案。TSM-250PC05A组件的外形尺寸为1650mm*992mm*46mm。单行方阵前后间距为1395mm，如以下图所示：图5-2方阵前后间距示意图3〕方阵安装结构①平屋顶平屋顶为预应力屋面，有较好的承载能力，经与原建筑设计单位初步复核，可在屋面现浇筑水泥墩，后安装光伏方阵。安装过程中要求单行方阵高度一致〔方阵东西方向高度一致〕。屋面水泥墩设计主要考虑以下因素：方阵布置为四行方式，考虑安装方阵后给建筑增加了荷载，因此水泥墩自身不能过重，以免给局部连接点增加荷载过多；充分考虑水泥墩的固定连接方案，防止方阵在最大风力下可能出现的滑动、侧翻等；制作过程中水泥墩要直接从屋面板生根，不能在保温层上部生根制作，以使水泥墩有更强固着力；水泥墩底部放入钢筋以防止后期打化学锚栓的过程中出现水泥墩开裂；及时补做防水材料。在方阵周围要求留有足够的维护维修通道。因屋面沿中间的分水线呈3%的两个散水坡，制作水泥墩的过程中，要求相邻的三列水泥墩顶部保持在一个水平面，并重复循环，以降低后续施工难度。屋面靠北最后一排的方阵与前面的方阵有区别，为两行布置方式，因此最后一排方阵具有三排水泥墩。支架采用可调轻钢结构设计，采用稳定三角支撑结构，前后立杆采用化学锚栓与水泥墩锚固。所有支架热浸镀锌防锈防腐处理，强度要求满足GB50009-2001《建筑结构荷载标准》。图5-3平屋顶安装示意图②彩钢瓦顶采用目前较先进的彩钢瓦屋面光伏阵列安装技术直接在彩钢瓦使用夹具安装。这种安装方式示意图如图5-4所示，其相对传统彩钢板屋顶工程安装方式具有如下优势：优点1：无需打穿屋顶结构，100%防漏：优点2：专业的模具设计，让夹具与彩钢板波峰完美结合，最大限度节省材料，相对传统安装方式节约多35%钢材用量优点3：使用钢材量，荷载降低，对工程结构荷载要求低，同时产品经过专业人员力学验算，软件模拟及第三方机构的受力测试，力学性能保证，全铝型材设计，25年质量保证，美观实用优点4：100%环保，可循环使用，安装简单方便快捷，相对传统安装方式施工时间、本钱节约一半左右屋面水泥墩设计施工主要考虑以下因素：首先屋面修设木板或竹板施工栈道，防止材料二次搬运直接踩踏在屋面板上，导致屋面板变形，密封胶脱开而漏水；明确原屋面结构檩条的位置，弹墨线标识出具体位置；施工人员在屋面上行走，必须穿绝缘软底鞋，走波谷，每天必须去除屋面板上杂物，防止锈蚀和划伤屋面板。所有需要敷设密封膏的位置不得有遗漏。屋面外板安装完毕后，去除屋面全部杂物、铁屑，如发现屋面板涂层划伤，须用彩板专用修补漆进行修补。拉铆钉及自攻螺钉如发生空钉，应随时用铆钉和密封膏补牢，橡胶垫圈不能损坏。图5-4彩钢瓦屋面安装示意图建筑荷载分析1〕钢结构彩钢瓦屋面荷载验算厂区彩钢瓦屋面全部为钢结构，根据上述彩钢瓦屋面组件安装方案，组件、支架和夹具的安装增加原有屋面的恒荷载。组件尺寸为1.65m×0.992m，重量为14.5kg，支架和夹具约1.5kg。总增加荷载为16kg/m2，约0.1KN/M2。载荷原设计屋面恒载0.25KN/M2，现增加屋面荷载〔恒载〕0.1KN/M2，按0.35KN/M2校核钢檩条和钢梁，〔活载按0.5KN/M2〕满足使用要求，配筋包络和钢结构应力比图如图5-5。校核计算书详见附件7。图5-5配筋包络和钢结构应力比图钢结构应力比图说明：柱左：强度计算应力比右上：平面内稳定应力比〔对应长细比〕右下：平面外稳定应力比〔对应长细比〕梁左上：上翼缘受拉时截面最大应力比右上：梁整体稳定应力比〔0表示没有计算〕左下：下翼缘受拉时截面最大应力比右下：剪应力比2〕钢筋砼屋面荷载验算根据上述彩钢瓦屋面组件安装方案，组件、支架、夹具及混凝土的安装增加原有屋面的恒荷载。组件尺寸为1.65m×0.992m，重量为14.5kg，支架和夹具约1.5kg，单个混凝土重约265kg，供四块组件使用。总增加荷载约为50kg/m2，即0.5KN/M2。原设计屋面活载2KN/M2，按上人屋面考虑，先增加屋面荷载〔恒载〕0.5KN/M2，但屋面活载按0.5KN/M2〔不上人〕考虑，总荷载减少1.0KN/M2，经校核能满足使用要求。系统主要设备1〕逆变器一般情况下，单台逆变器容量越大，转换效率越高。大型逆变器具有效率和价格上的优势。但在实际使用中，逆变器的选用并不是容量越大越好，还要考虑安装条件、电网条件以及与光伏方阵匹配等多种因素。具体要求如下：①逆变器的选择必须与光伏方阵的优化匹配结合，才能获得较高的系统效率；②安装条件：选择适合现场条件和要求的逆变器③在上述两条的根底上，尽量选择大容量，高转换效率的逆变器。④技术先进、性能稳定可靠、价格低廉。本工程将配置多种逆变器，该平台将成为一个系统整合多种逆变器技术试验平台，为后续规模化推广同类工程提供设计参考数据，也为同类工程实施积累经验。本系统为多种逆变器试验平台〔同一厂家不同规格产品〕。并网逆变器是太阳能发电系统中的关键设备。并网逆变器的品质好坏直接影响系统的运行效果；并网逆变器的效率上下，直接影响系统的发电量。根据对该产品的市场调研，以及支持外乡和国内光伏技术的开展总指导原那么，本工程分别根据工程屋顶装机容量。拟选用合肥阳光电源的SG100K3～SG500K3并网逆变器，其主要技术参数见表5-2：直流侧参数最大直流电压880Vdc最大功率电压跟踪范围450～820Vdc最大直流功率30～500kWp最大输入电流150～1200A最大输入路数6交流侧参数额定输出功率30～500kW额定电网电压400Vac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97.3%〔含变压器〕欧洲效率96.7%〔含变压器〕防护等级IP20〔室内〕夜间自耗电<30W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LCD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〕1020x1964x770mm重量900kg2〕工程规划与逆变器的匹配光伏发电系统的设计过程中，在电气上需将系统分为多个独立的发电单元，以便于设计规划、建设施工、后续维护，更利于提高系统性能。发电单元的划分需与光伏方阵现场安装结合考虑，原那么上单元划分根据方阵布局，方阵的布局配合电气单元划分。工程中各栋建筑位置和安装面积已经确定，建筑所处位置分散，因此难以选择集中式中大型地面的大型逆变器，选择大型逆变器会因为电缆长度差异大而使效率损失；各区厂房逆变器配置如下表所示：表5-3分区逆变器配置表厂区名称厂房数厂房名称装机容量

〔W〕30KW50KW100KW250KW500KW配置逆变器容量

(KW)常州***厂房机械1二分厂1,000,000210002技术质量大楼〔新〕90,00011803办公楼〔两局部〕115,00011004中小件分厂1,000,000210005大件分厂1,000,000210006厂11,125,00011211307厂2700,000217008厂3375,0001113809连铸加工车间400,00011140010大型装配厂房700,0002170011轴承座加工中心机械加工特区375,00011138012连珠设备装配车间750,0001175013空压机房105,000110014制造事业部铸钢车间225,0001223015中小件分厂堆焊和辊装配325,0001135016制造事业部45,00015017制管工具事业部机加工车间350,0001135018制管工具事业部铸铁车间500,000150019热处理厂1300,0001130020热处理厂2250,000125021厂4150,0001115022机电仓库120,0001100工程总计4516812100003〕直流防雷汇流箱并网系统防雷汇流箱应用原理根本一致，常用产品有六进一出、八进一出、十六进一出。本工程根据各屋顶容量选择防雷汇流箱。以减少接入组件数量，减少组件组串连接电缆损耗原那么进行选择。防雷汇流箱的主要特点：不锈钢外壳，满足室外安装的使用要求；每路配10A,1000Vdc保险丝；配有光伏专用高压防雷器，正极负极都具备防雷功能；采用正负极分别串联的四极断路器提高直流耐压值。本工程采用的防雷汇流箱直接安装于各方阵支架后部。4〕直流防雷配电柜直流防雷配电柜安装在机房逆变器旁。直流配电柜主要是将汇流箱输出的直流电进行二次汇流，再接至并网逆变器。该配电柜含有直流输入断路器、输出断路器、光伏防雷器。方便操作和维护。本工程共采用的直流防雷配电箱，每台直流柜对应输入一台并网逆变器，其主要特点：①规格：10kW～500kW②简化并减少系统布线③操作简单④维护方便⑤提高系统可靠性、平安性⑥选用ABB断路器，魏德米勒防雷器等高品质器件5.1.3系统主电路工程在实际设计过程中，根据已经确定的组件安装方式及建筑楼顶安装面积，经过现场确认安装范围，结合现场实际勘察结果，各建筑的装机功率如表5-3。根据电气布局及场区布局结合的需要，逆变器的配置是根据场区布局的划分，即根据各分区组件安装功率来配置逆变器的数量及总功率。逆变器与组件的组串匹配主要是为了电压匹配，根据逆变器的技术数据，此次使用的逆变器的MPP电压范围普遍在450Vdc～800Vdc之间，最大直流电压为880Vdc以上，综合考虑逆变器其它各项特点、天合光能组件特点、环境特点，选定每串组件的串联数量为20块TSM-250PC05A串联连接。根据建筑的安装要求及组串数量要求，将每栋建筑安装的组件数量确定为组串数量的整数倍，以减少组串电缆数量和组串电能损耗。逆变器的配置是根据场区布局分区的匹配的，各分区配置的逆变器功率与分区内方阵功率较好匹配，才能保证稳定运行，并不致造成过剩浪费。5.1.4光伏电场监控系统数据监控系统是指通过安装数据计量和采集装置，同时对采集到的生产数据进行加工处理，并由专业的软件进行展示和监控、分析，而且采用远程数据传输手段，将数据实时、在线上传给国网电科院数据中心，数据中心是接收示范工程上传的监控数据，并进行汇总、分析和展示等。光伏电站数据监控系统由数据采集单元、内网、效劳器、操作站等组成。数据采集单元采集逆变器、环境监测仪、多功能仪表和电能质量监测仪的数据。数据通过企业内部划分网段的网络与效劳器进行通信，数据保存在效劳器中。通过操作站可以对监控数据进行远程监控和分析。图5-6监控系统示意图5.1.5系统主要设备材料清单工程主要设备材料清单列表。表5-4工程配置表序号名称型号及规格单位数量1太阳能组件TSM-250PC05AW100000002太阳能组件安装支架及平屋面方阵根底工程热浸镀锌钢支架/铝型材彩钢瓦支架项13逆变器根据各屋顶配置容量项14直流防雷汇流箱及配电柜根据各屋顶配置容量项15交流配电柜根据各屋顶配置容量项16升压每个区域1套项17监控显示系统含整个工程监控显示系统及气象站项18电缆各种型号项19辅材金属桥架、连接器、接线端子、线管等项1防雷接地系统对于与建筑结合安装的光伏发电系统，不做单独的接地系统。按照建筑设计要求，每栋建筑都有可靠的联合接地体，接地电阻≤1Ω。光伏系统的接地直接使用建筑联合接地体。雷电分为感应雷和直接雷，按发生的时期分为夏季雷和冬季雷。①直接雷是指直接落到太阳能电池阵列、低压配电线路、电气设备以及在其旁的雷击。直接雷的电流峰值在15－20kA以下的大约占50％，也可观测到200－300kA范围的雷。由于这样的雷击的能量非常大，作为防直接雷的措施有安装避雷针。本工程中，安装在户外的是光伏方阵，但在厂区建筑群中，用于工程安装的建筑并不是最高建筑，遭受直接雷击的风险降低；光伏方阵全部为热镀锌金属支架，组件边框为铝金属边框，安装过程中，整个金属方阵将连接为一个等电位体，并按照建筑防雷要求，将方阵支架与建筑联合接地体焊接连接：具体做法为使用热镀锌扁铁，每隔20米与建筑防雷网焊接连接，并将焊接点做防锈防腐处理，以此到达防直接雷击效果。②感应雷分为有静电感应形成的雷和电磁感应形成的雷。由静电感应形成的雷是因雷云形成，例如电缆感应所产生的正电荷和雷击产生的地表的电荷中和后剩下形成雷电浪涌。由电磁感应形成的雷，是由于落到电缆附近的雷击产生的雷电电流使电缆感应形成雷电浪涌。太阳能光伏发电系统的雷电浪涌入侵途径，除了太阳能电池阵列外，还有配电线路、接地线以及它们的组合；从接地线侵入是由于近旁的雷击使大地电位上升，相比照电源高，从而产生从接地线向电源侧反向电流引起的。因此还需要防止感应雷击损坏的可能。防止感应雷击的方法是在系统输入端〔分别为直流端和交流端〕安装专业防雷浪涌模块，并将所有设备与建筑联合接地体做可靠接地连接。以下图是安装在直流输入端的防雷汇流箱中的魏德米勒防雷浪涌模块。在直流防雷配电柜中安装有同样型号防雷模块。图5-7直流防雷配电柜交流侧的防雷措施来自两个方面，一是安装在升压站系统高压防雷器，二是安装在逆变器内的防雷模块。5.2财务评价5.2.1主要经济指标1〕工程投资概算本工程为6kV并网型太阳能光伏发电，拟选用晶体硅太阳能电池，组件总的安装容量为10MWp。组件布置方式为与屋顶紧密集合，能产生建筑节能的效果。太阳能光伏发电系统由光伏组件、屋顶支架及根底、直流汇流箱、直流汇流柜、并网逆变器、交流汇流柜、升压并网系统、监控系统组成。工程投资概算编制依据①工程量：按设计图纸和有关规定计算。②取费依据：水电水利规划设计总院发布文件，风电标委[2007]0001号文“关于发布《风电场工程可行性研究报告设计概算编制方法及计算标准》〔2007年版〕和《风电场工程概算定额》〔2007年版〕的通知”。③建筑、安装、送电工程定额依据：《风电场工程概算定额》〔2007年版〕。④工程设计收费标准：国家计委、建设部计价格[2002]10号文“关于发布《工程勘察设计收费管理规定》的通知”。⑤建筑工程主要材料价格参考常州市建设局“关于发布2011年第三期全市建设工程、Ⅰ类材料市场综合指导价及Ⅱ类、材料价差调整系数的通知”。表5-6工程投资概算表工程工程或费用名称设备购置费安装工程费建筑工程费其他费用合计(万元)(万元)(万元)(万元)(万元)一太阳能光伏发电系统设备及安装工程7531.7365.67897.31.1高效多晶硅太阳能光伏组件10MWp)6800.0267.37067.31.2光伏组件安装支架731.798.3830.0二电气设备及安装工程2569.11028.23597.32.1发电场电气设备及安装工程1142.4759.31901.82.2升压站电气设备及安装工程849.886.5936.32.3通信和控制设备及安装工程300.066.0366.02.4其他设备及安装工程276.9116.4393.3三建筑工程1455.41455.43.1发电设备根底工程1084.41084.43.2变配电工程101.4101.43.3辅助工程25.125.13.4其他244.6244.6四其他费用824.4824.44.1建设管理费546.3546.34.2勘察设计费263.4263.44.3其他14.614.6一至四局部合计10100.81393.81455.4824.413774.4太阳能发电场工程总投资13774.4单位千瓦投资(元/kWp)13.82〕主要经济指标财务评价主要依据国家计委颁发的《建设工程经济评价方法与参数〔第三版〕》，以及国家新近颁发的有关财税规定的要求进行。财务评价采用建设期1年，生产期25年〔不含建设期〕进行计算。工程固定资产的余值按总投资4%计。主要经济指标表见表5-7。表5-7工程25年主要经济指标表工程单位数量主要经济指标装机容量W1000000025年年平均发电量kW·h10501457工程总投资万元13774.4工程25年总投资万元17901工程单位容量投资元／W17.9单位电能投资元／kW·h0.682经营期平均单位发电本钱元／kW·h0.682(补贴前)元／kW·h0.415(补贴后)5.2.2资金筹措本工程总投资为13774.4万元，其中自筹资金6774.4万元〔全部为自有资金〕，根据财建[2012]21号“关于做好2012年金太阳示范工作”的通知，政府补贴7000万元。投资方案与资金筹措见表5-8。表58投资方案与资金筹措表 单位：万元工程合计建设期11总投资13774.413774.41.1固定资产投资13774.413774.42资金筹措6774.46774.42.1自有资金6774.46774.4银行贷款003财政补贴700070005.2.3本钱估算本工程为国家财政补贴工程，因此在考虑工程建成后