一期1000kw屋顶分布式光伏项目可行性研究报告

***屋顶分布式光伏发电（一期1000kWp）项目可行性研究报告***屋顶分布式光伏发电（一期1000kWp）项目可行性研究报告XVIII从比较结果可以看出：（1）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。（2）商业用化使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。（3）晶体硅电池组件、刚性非晶硅组件故障率极低，运行维护最为简单。（4）晶体硅光伏组件、刚性非晶硅组件安装简单方便。（5）非晶硅薄膜电池在价格、弱光响应，高温性能等方面具有一定的优势，但是组件效率较低，在安装场地面积有限情况下，会影响到安装总容量。因此综合考虑上述因素，本工程拟选用晶体硅太阳能电池。在单晶硅电池和多晶硅电池选择上，单晶硅电池由于制造过程中能耗较高，在市场中所占比例逐渐下降；本工程选用性价比较高的多晶硅电池组件，这也与国外的太阳能光伏电池使用情况的发展趋势相符合。2.4光伏列阵运行方式选择对普通的多晶硅太阳能电池组件常用的布置方式建议是按当地的最佳倾角和方位角，而彩钢瓦屋面采用组合式支架平铺的方式安装，这种布置方式的优点是支架系统简单，安装方便，布置紧凑，节约场地；缺点是不能对太阳能资源充分利用当光伏发电系统整体造价较高时，不能充分发挥其经济效益。如果单纯从研究的角度出发，可以做部分很小功率的测试系统，用于跟踪系统数据的测试搜集，为今后建设提供充分的数据，并能准确的做出投资决策。2.5并网逆变器产业状况太阳能电池的输出为直流电能，需转换为交流电能后才能对交流负载供电。光伏并网系统主要由太阳能电池方阵和并网逆变器等组成。并网逆变器的基本功能，是把来自太阳能电池方阵的直流电转换成交流电，实现并网发电。同时具有最大限度地发挥太阳能电池方阵性能的功能和异常时或故障时的保护功能。合理的逆变器配置方案和合理的电气一次主接线对于提高太阳能光伏系统发电效率，减少运行损耗，降低光伏并网电站运营费用以及缩短电站建设周期和经济成本的回收期具有重要的意义。因逆变器采用了电力电子技术，与发电机相比，无转动部件，所以又称为静态变换器。工作过程中，直流侧输入功率为定值，电网电压高低相位不同时输出不同的电流。因此，逆变器可以看是一个受控电流源。作为电流源，与电力系统中常规的发电机(电压源)不同，其电压自动跟踪电网输出电流，不存在同期要求。作为电流源，其谐波是值得注意的，不能超过电网要求。逆变器分类：目前世界上最主流的并网光伏逆变技术均以DSP作为处理器，采用IGBT桥式逆变电路，利用PWM（脉宽调制）技术实现“直流——交流”的逆变功能。（1）按功率分类并网逆变器可分为小型、中型、大型逆变器三种。小型逆变器一为10KW以下，中型逆变器为：10KW～100KW；大型逆变器为：100KW及以上。（2）按是否带隔离变压器分类按逆变器是否带隔离变压器，分为有隔离型和无隔离型。与同容量的带隔离变压器的逆变器相比，无变压器的逆变器具有体积小、重量轻的优点，其缺点表现在直流输入和交流输出之间无“电气隔离”，太阳电池方阵的短路故障等可能会对电网造成不利影响，此外，注入电网的直流电流略大。（3）按输出相数分类按并网逆变器的额定输出功率、输入光伏支路数量、输出为三相或单相，无蓄电池的并网光伏发电系统的逆变方案可分为集中型逆变方案和支路型逆变方案两种。①集中型逆变方案集中型逆变方案是指并网光伏发电系统通过集中型并网逆变器（CentralInverter）将太阳电池方阵输出的直流电能转换为与低压电网在电压上同频、同相、幅值相同，且三相平衡的三相交流电能。集中型逆变器的单机容量一般由100千瓦至1000千瓦不等。在采用集中型逆变方案的并网光伏发电系统中，首先由多块太阳电池串联组成太阳电池支路来增加系统直流电压，提高逆变效率；多路太阳电池支路在集中型光伏接线箱中经熔断器后并联成一路直流输出；多台集中型光伏接线箱的直流输出汇集到集中型逆变器的直流输入端，再经IGBT三相桥式逆变电路转换为三相交流电能。集中型逆变器具有功率大、体积大、重量重、发热量大、IP防护等级不高的特点，一般设计成标准电气柜体或箱体，室内安装。②组串型逆变方案组串型逆变方案是指并网光伏发电系统通过中小型并网逆变器将太阳电池方阵输出的直流电能转换为与低压电网在电压上同频、同相、幅值相同的交流电能，几个逆变器输出电脑汇入一个低压交流盒，若干个交流盒并联集中接入变压器集中升压的方式。中小型逆变器的单机容量一般由几百瓦至几十千瓦不等。在采用中小型逆变方案的并网光伏发电系统中，首先由多块太阳电池串联组成太阳电池支路；几条太阳电池支路（通常为1～3条）送入中小型逆变器的直流输入侧，再经IGBT三相桥式逆变电路转换为三相交流电能；将组成并网光伏发电系统的多台中小型逆变器汇入低压交流盒，再将若干个交流盒并联至升压变电压器，升压后接入附近电网。中小型逆变器具有功率小、体积小、重量轻的特点，按安装条件的不同可分为IP防护等级高、室外安装，或IP等级较低、室内安装两种类型。③集中型与支路型逆变方案的比较集中型逆变方案接入的太阳电池支路数较多，适用于：太阳电池方阵由同一规格、型号的太阳电池组成；各太阳电池的安装倾角、方位角，及受光情况均一致；控制室内有足够空间安装集中型逆变器等应用场合。单台中小型逆变方案接入的太阳电池支路较少，通常为1～3条，适用于：太阳电池方阵由两种以上型号、规格的太阳电池组成；太阳电池的受光情况略有差异（如部分太阳电池可能受到阴影遮蔽）；控制室面积有限、无法安装集中型逆变器等应用场合。集中型逆变方案的优点还体现在逆变效率略高于组串型逆变器、单位额定功率的成本略低，非常适合于地面空旷的兆瓦级电站上。而组串型逆变方案的优点体现在系统组成方式灵活、冗余性好（单台支路型逆变器发生故障停机后，对整个并网光伏发电系统的能量输出影响很小）。2.6我国的太阳能资源分布情况中国地处北半球欧亚大陆的东部，主要处于温带和亚热带，具有比较丰富的太阳能资源。根据全国700多个气象台站长期观测积累的资料表明，中国各地的太阳辐射年总量大致在3.35×103～8.40×103MJ/m2之间，其平均值约为5.86×103MJ/m2。该等值线从大兴安岭西麓的内蒙古东北部开始，向南经过北京西北侧，朝西偏南至兰州，然后径直朝南至昆明，最后沿横断山脉转向西藏南部。在该等值线以西和以北的广大地区，除天山北面的新疆小部分地区的年总量约为4.46×103MJ/m2外，其余绝大部分地区的年总量都超过5.86×103MJ/m2。中国太阳能资源分布见图2-5。按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类地区：一类地区：全年日照时数为3200～3300h，年辐射量在6700～8370MJ/m2。相当于228～285kgce(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。这是我国太阳能资源最丰富的地区。图2-5中国太阳能资源分布图二类地区：全年日照时数为3000～3200h，年辐射量在5860～6700MJ/m2，相当于200～228kgce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、江苏南部、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2200～3000h，年辐射量在5020～5860MJ/m2，相当于171～200kgce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1400～2200h，年辐射量在4190～5020MJ/m2。相当于142～171kgce燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以，属于太阳能资源可利用地区。五类地区:全年日照时数约1000～1400h，年辐射量在3350～4190MJ/m2。相当于114～142kgce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，年辐射总量高于5860MJ/m2，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。2.7甘肃省太阳能区位优势甘肃省各地年太阳总辐射值在4700~6350MJ/m2，其地理分布有自西北向东南递减的规律。河西走廊大部分地区年太阳总辐射>6000MJ/m2，这里降水稀少，空气干燥，晴天多，非常有利于太阳能的利用；另外武威民勤一带也是太阳总辐射高的地区。甘肃南部地区则是年总辐射量的低值区，在4700~5200MJ/m2，这是由于该地区降水和云量多造成的；甘南州西南部略高于周围地区。3项目建设的必要性3.1合理开发利用光能资源，符合能源产业发展方向我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，能源将近76%由煤炭供给，这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济和社会负面影响。大量的煤炭开采、运输和燃烧，对我国的环境已经造成了极大的破坏。大力开发太阳能、风能、生物质能等可再生能源利用技术是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。“十三五”期间我国在能源领域将实行的工作重点和主要任务仍然是加快能源结构调整步伐，努力提高清洁能源开发生产能力，以太阳能发电、风力发电、太阳能热水器、大型沼气工程为重点，以“设备国产化、产品标准化、产业规模化、市场规范化”为目标，加快可再生能源的开发。目前的太阳能发电技术主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电技术，其中太阳能热发电技术尚处于试验开发阶段，而太阳能光伏发电技术已经成熟、可靠、实用，其使用寿命已经达到25—30年。3.2地区国民经济可持续发展的需要在国家宏观政策的指导下，甘肃省将以风能、太阳能、生物能、ICCC为主，积极推进新能源产业。要实现地区经济的可持续发展，必须改变以往依赖农业资源开发利用的单一经济结构，需对资源进行重新配置。要充分利用风力、水力、太阳能、矿产、旅游、野生植物、农副产品等潜在优势，加快产业结构调整，逐步提高科技含量，增进经济效益。随着国家加大光伏分布式发电的政策扶持，我国光伏市场将得到较快的发展，“十二五规划”达到装机容量40GW是可能的，十二五期间，分布式发电有可能保持在50%左右的份额。2020年，我国光伏发电累计安装容量将达到100GW，根据分布式发电经济性分析，随着用户侧“平价”上网的逐步实现，分布式光伏发电将有更快的发展速度。3.3结构调整的需要开发新能源是我国能源发展战略的重要组成部分，我国政府对此十分重视，《国家计委、科技部关于进一步支持可再生能源发展有关问题的通知》（计基础[1999]44号）、1998年1月1日起施行的《中华人民共和国节约能源法》、国家经贸委1999年11月25日发布的《关于优化电力资源配置，促进公开公平调度的若干意见》，2005年2月28日全国人大通过《中华人民共和国可再生能源法》，并自2006年1月1日起施行，都明确鼓励新能源发电和节能项目的发展。开发风能、太阳能等清洁能源，发展可再生能源产业等支持新能源发展的方针还被明确写进了2011年中国政府工作报告。中国将提高非化石能源占一次能源消费比重至11.4％，并作为约束性指标写入“十二五”规划。随着2000年9月1日开始实施《中华人民共和国大气污染防治法》，各省市人民政府对新建、扩建火电厂的污染物排放标准或总量控制的力度逐步加大，新建和改建火电厂成本将大大增加，必将制约火力发电的建设和发展。因此，积极开发利用当地的可再生能源，替代部分煤电，适当减轻能源对外依靠的压力，对改善当地的电源结构和走能源可持续发展的道路是十分必要的。根据我国《可再生能源中长期发展规划》，提出了未来15年可再生能源发展的目标：到2020年可再生能源在能源结构中的比例争取达到16％，到2010年，太阳能光伏发电总容量达到30万千瓦，到2020年达到180万千瓦。2008年，我国光伏发电新增安装容量40MW，是历史之最，比2007年增长1倍。根据国家《产业结构调整指导目录(2011年本)（2013年修正）》，其中的“第一类鼓励类，第四条电力，第5项风力发电及太阳能、地热能、海洋能、生物质能等可再生能源开发利用”。明确太阳能发电为国家产业结构调整的鼓励投资项目。2011年和2012年我国的装机量分别是2.5G瓦和4.5G瓦，截止2012年底国内累计光伏装机已经超过8GW，预计未来3年会有30G多的安装量，每年平均10G的安装量。2013年7月15日，《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》出台，这份文件进一步细化了国务院提出的刺激国内光伏需求的“国六条”，2015年国内光伏发电装机目标在20GW基础上再上调75%，装机容量将达到35GW以上，2013年至2015年将新增装机容量30GW，年均新增光伏发电装机容量10GW。3.4改善生态、保护环境的需要我国能源消费占世界的10%以上，同时我国一次能源消费中煤占到70%左右，比世界平均水平高出40多个百分点。燃煤造成的二氧化硫和烟尘排放量约占排放总量的70%～80%，二氧化硫排放形成的酸雨面积已占国土面积的1/3。环境质量的总体水平还在不断恶化，世界十大污染城市我国一直占多数。环境污染给我国社会经济发展和人民健康带来了严重影响。世界银行估计2020年中国由于空气污染造成的环境和健康损失将达到GDP总量的13%。光伏发电不产生传统发电技术（例如燃煤发电）带来的污染物排放和安全问题，没有废气或噪音污染，没有二氧化硫、氮氧化物排放及二氧化碳排放。系统报废后也很少有环境污染的遗留问题。太阳能是清洁的、可再生的能源，开发太阳能符合国家环保、节能政策。甘肃具有较为丰富的太阳能资源，工业区屋顶较多，附近负荷大。适合于建设大规模高压并网光伏电站。但是随着近年来国内地面电站在西部装机容量大幅度的提升，西北负荷小，加上西部电网构架比较脆弱，导致了地区负荷消耗不了，电能送不出去的情况，严重限制了西部光伏电站的建设。因此国家目前大力提倡分布式光伏电站建设，分布式光伏电站主要适应于工业区、经济开发区、大型公共实施等屋顶相对集中的区域。甘肃省是沿海经济较发达省份工业区多，地区电能负荷消耗非常大，电力市场前景广阔，在海建设分布式光伏电站具有很好的经济效益和环境效益。综上所述，电场建成投运后，可缓解甘肃电网供电矛盾，提高可再生能源在能源结构中的比重。太阳能电场的建设符合国家能源政策要求，不仅是当地经济的可持续发展、人民的物质文化生活水平提高的需要，也是甘肃省电力工业发展的需要。4工程任务及规模4.1工程建设场址及规模本项目建设场地位于兰州新区昆仑大道695号的***屋顶，利用该公司的厂房屋顶建设分布式光伏发电项目。本项目在***屋顶建设规模为一期规划容量1000kWp并网型分布式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上网设施。一期项目总占屋顶面积1.2万平方米。4.2建设任务充分开发利用当地***屋顶资源，建设多点低压并网光伏电厂为当地企业供电，建设绿色环保的新能源，根据企业目前用电需求一期建设1000kWp光伏发电站。本电站的装机形式采用碳钢檩条组合式支架。针对1000kWp的太阳能光伏并网发电系统，将系统分成3个并网发电子系统，3个发电子系统分别经3个并网点低压接入甘肃电网。4.3电力系统现状电网概况：甘肃电网是西北电网的中心，与宁夏、陕西、青海、四川和新疆电网联网运行，是西北电网功率交换枢纽。目前通过10条750kV和15条330kV线路与新疆、青海、宁夏、陕西联网运行，发挥着水火互济，跨省功率交换的重要作用。截至2013年，全省发电装机容量2734万千瓦。有750kV变电站6座，主变7台，容量13500MVA；750kV开关站1座；330kV变电站44座，主变97台，容量24180MVA；220kV变电站8座，主变22台，容量2850MVA；有750kV线路24条，330kV线路144条，220kV线路41条。目前750千伏网架已初步形成，在负荷中心的兰州及白银地区形成了以330千伏多角环或双环网联系较为紧密的网架结构。各地区基本形成了以330千伏变电站为中心的110千伏供电的辐射型电网。截至2013年，全网统调电厂装机容量2957.5万千瓦。其中：水电704万千瓦，占23.8％；火电1553万千瓦，占52.5％；风电646万千瓦,占21.8％；光伏发电54.5万千瓦，占1.89％。4.4电站与系统连接方案4.4.1太阳能发电站接入系统电压等级选择本光伏发电站装机规模为1000kWp，分三个子系统接入系统，电压等级选择为0.4kV。本项目为分布式光伏发电项目，单点接入容量不大于400kWp，接入点电压为0.4kV。具体接入系统设计方案将在将来接入系统专题设计中进行进一步深入细致的论证，以当地电力部门最终审定的方案为准。4.4.2太阳能发电站主接线方案本电站光伏组件安装在企业厂房的彩钢瓦屋顶，通过多回路接入用户配电箱、配电室或箱式变电站低压侧母线。5光能资源5.1甘肃省的太阳能资源甘肃省具有丰富的太阳能资源，年太阳能总辐射量在4800－6400MJ/m2，年资源理论储量67万亿KWh，每年地表吸收的太阳能相当于大约824亿吨标准煤的能量，开发利用前景广阔。河西走廊、甘南高原为甘肃省太阳辐射丰富区，年太阳总辐射量分别为每平方米5800MJ和6400MJ；陇南地区相对较低，年太阳总辐射量仅4800～5200MJ；其余地区为5200-5800MJ。除陇南地区外，甘肃省年太阳总辐射量比同纬度的华北、东北地区都大。甘肃省以夏季太阳总辐射最多，冬季最少，春季大于秋季。7月各地太阳总辐射量为每平方米560～740MJ；1月为260～380MJ；4月为480～630MJ；10月为300～480MJ。太阳总辐射冬季南北差异小，春季南北差异大。甘肃省各地年日照时数在1700-3320小时之间，自西北向东南逐渐减少。河西走廊西部年日照时数，在3200小时以上；陇南南部，在1800小时以下；其余地区在2000～3000小时之间。5.2项目区域太阳能资源5.2.1兰州新区Meteonorm数据分析本期工程场址区域长期太阳能资源分析资料采用Meteonorm的太阳能资源数据进行分析。气象数据如下图所示。根据Meteonorm参考点数据，可得到项目所在地的年平均月太阳总辐射量，如图5-1所示。项目所在地水平面日平均太阳总辐射量在4月~8月较大，辐射值大于151.4kWh/㎡/mth；而11月~次年1月太阳总辐射量较小，辐射值小于75kWh/㎡/mth；项目所在地年平均太阳总辐射总量为1477.9kWh/㎡。相关气象要素：年平均空气温度为6.8℃，年平均相对湿度为56.2%，1年平均风速为1.2m/s。5.3光资源综合评述根据太阳能资源等级划分，兰州新区属于太阳能资源很丰富区。甘肃该区域包括金昌、武威、民勤的全部,古浪、天祝、靖远、景泰的大部,定西、兰州市、临夏部分地区,环县部分地区及甘南州玛曲的部分地区。本区年太阳总辐射量在5400～6100MJ/m2之间,年日照时数2600h以上,日照百分率>58%,每年太阳日照时数>6h的天数在260d以上,本区大部分地区太阳能资源稳定,个别地区属于资源较稳定区。由此可见，兰州市具有大规模利用的优越的自然条件。6建厂条件6.1工程基础本项目太阳能组件安装在在甘肃省***企业的屋顶上面，屋顶结构为彩钢屋面。如下图：6.2工程气象条件兰州新区属典型的温带半干旱大陆性气候，四季分明，阳光充足，冬季寒冷干燥，春季多风少雨，夏无酷暑，秋季温凉。年平均气温6.9℃，一月平均气温-7.3℃，七月平均气温20.5℃；年平均降水量300～350毫米，年蒸发量1880毫米；全年平均无霜期139天，年日照量1744～2659小时，日照率60%；最大冻土深度约1.1米；农作物一年一熟；夏秋多东南风，冬春多西北风，主导风向为西北风，年平均风速2.3米/秒。6.2.1区域气象条件对本项目的影响气温的影响本工程选用逆变器的工作环境温度范围为-30～40℃，选用电池组件的工作温度范围为-40～55℃。正常情况下，太阳电池组件的实际工作温度可保持在环境温度加30℃的水平。因此，按本工程场区极端气温数据校核，本项目太阳电池组件的工作温度可控制在允许范围内。本项目逆变器需布置在室内，其工作温度也可控制在允许范围内。故地区气象温度条件对太阳电池组件及逆变器的安全性没有影响。降水的影响本项目场地无地表河流，无行洪通道，场地年平均降雨量为350mm，雨水会沿着屋面散水通道疏散，对电气设施的运行安全没有影响。冰雹的影响根据GB/T9535-1998《地面用晶体硅太阳电池组件－设计鉴定和定型》（与IEC1215标准等效）进行核算，达到国家标准的太阳电池组件可经受直径25mm、速度36.7m/s的冰雹打击。本项目地区无冰雹气象出现记录，故可以不考虑冰雹的影响。风荷载的影响本工程对于风荷载的设计取值主要依据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012中的附图（D.5.3<全国基本风压分布图>），本工程确定的风荷载设计值为0.75kN/m2，并按此设计太阳电池组件的安装支架及基础等，固定支架的抗风能力在42m/s风速下不损坏。雷暴的影响本项目所在地区年平均雷暴次数为23.6次/年，属于中雷区。本项目根据太阳电池组件布置的区域面积及运行要求，合理设计防雷接地系统，并达到对全部太阳电池阵列进行全覆盖的防雷接地设计。风沙的影响兰州新区地处西北，有一定的沙尘暴天气出现，需考虑风沙对设备运行的影响、合理设计。6.2.2结论根据《中华人民共和国气象行业标准—太阳能资源的评估方法》以及国家新近修改的评估标准，以太阳总辐射的年总量为指标，进行太阳能资源丰富程度评估，用于制作甘肃太阳能资源区划指标。兰州新区属典型的温带半干旱大陆性气候，四季分明，阳光充足，冬季寒冷干燥，春季多风少雨，夏无酷暑，秋季温凉。年平均气温6.9℃，一月平均气温-7.3℃，七月平均气温20.5℃；年平均降水量300～350毫米，年蒸发量1880毫米；全年平均无霜期139天，年日照量1744～2659小时，日照率60%；最大冻土深度约1.1米。时间上的这种分布特征为兰州持续利用太阳能提供了非常有利的条件。 按照《中华人民共和国气象行业标准—太阳能资源的评估方法》以及国家新近修改的评估标准，兰州市属于太阳能资源很丰富的地区。由此可见，兰州市具有大规模利用的优越的自然条件。6.3交通运输兰州新区航空条件便利，拥有甘肃省唯一的国际航空港——兰州中川机场。高速公路直通兰州中心城区，另有甘肃省道201线穿盆地而过。兰州新区总体规划“三纵一横”。三纵：兰州-张掖城际铁路、机场高速、快速路（201省道提级）形成西部交通廊道；兰州新区-安宁快速路，形成中部廊道；兰州新区城关快速路，兰州市区-兰州新区市域轨道形成东部廊道。一横：白银-兰州新区-兰新铁路联络线、白银-兰州新区城际铁路、白银-中川机场高速形成兰州新区至白银交通廊道。6.4电网接入条件本项目位于***，根据各个光伏单元的实际分布情况，拟采用“自发自用，余电上网”的接入方式。1）消纳报告***屋顶一期1000kWp分布式光伏发电项目是利用***建筑屋面铺设光伏组件。本项目建成后主要任务为发电，运营模式为“自发自用，余电上网”，总规模1000kWp，共配置19台50kWp组串式逆变器，2台7进1出交流汇流箱，1台5进1出交流汇流箱。（1）理论发电量根据根据太阳辐射量、系统组件总功率、组件和逆变器效率等数据；太阳电池组件采用平铺方式布置。本工程共采用275Wp多晶硅电池组件3640块，系统总容量1000kWp，据此计算并网发电系统的年最大理论发电量和各月的最大理论发电量。本工程的发电量计算根据太阳辐射量、系统组件总功率、系统总效率等数据。进行发电量的估算首先要算出并网光伏发电系统的总效率，并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、逆变器的效率、交流并网效率三部分组成。（1）光伏阵列效率η1：光伏阵列在1000W/m2太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括：组件匹配损失约99%、表面尘埃遮挡损失约97.5%、不可利用的太阳辐射损失约97%、温度的影响约96%以及直流线路损失98%等。综合各项以上各因素，取η1=88%（2）逆变器的转换效率η2：逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比。包括逆变器转换的损失、最大功率点跟踪（MPPT）精度损失等。对于大型并网逆变器，取η2=96％。（3）交流并网效率η3：即从逆变器输出至电网的传输效率。一般情况下取η3=94~96%，本次测算采用95%。系统的总效率等于上述各部分效率的乘积，即：η＝η1xη2xη3=88%x96％x95％=80%晶体硅光伏组件在光照及常规大气环境中使用会有衰减，根据本项目所使用的光伏电池组件性能，最大极限按系统25年输出衰减20%计算。25年运行期内各年实际发电量和25年平均发电量计算如下表。年份年末功率年发电量（kWh）累计发电量（kWh）197.50%12935601293560296.80%12692412562801396.10%12600573822858495.40%12508735073731594.70%12418186315549694.00%12327637548312793.30%12233208771632892.60%12141359985767991.90%1204951111907181091.20%1195767123864851190.50%1186583135730681289.80%1177398147504661389.10%1168085159185511488.40%1158900170774511587.70%1149716182271671687.00%1140532193676991786.30%1131348204990471885.60%1122163216212101984.90%1112979227341892084.20%1103795238379842183.50%1094610249325942282.80%1085297260178912382.10%1076242270941332481.40%1067446281615792580.70%105813229219711总衰减20%25年总发电量（kWh）2921970925年年平均发电量（kWh）1168788.38日平均发电量（kWh）3202.16由上表可得：25年总发电量为29219709kWh，25年年平均发电量为1168788.38kWh，日平均发电量为3202.16kWh。（2）用电量***部分现有用电设备及功率统计件下表：名称用电名称配电箱装机容量（kW）总计（kW）***照明AL11111AL211.911.9AL312.312.3AL412.312.3AL511.911.9AL611.411.4加热机组AP-NFJ13030AP-NFJ24.344.34***照明AL11111AL211.911.9AL312.312.3AL412.312.3AL511.911.9AL611.411.4加热机组AP-NFJ13030AP-NFJ24.344.34***照明AL11111AL211.911.9AL312.312.3AL412.312.3AL511.911.9AL611.411.4加热机组AP-NFJ13030AP-NFJ24.344.34***照明AL166AL266AL-KYJ22AL366AL488AL566AL6881AL-1552AL-1551AL-2551AL-255加热机组AP-NFJ1100100AP-NFJ23535***变电送1AL-B11010空压机系统AP-KYJA9595行车系统128.4128.4锅炉房系统1201201#段工艺负荷AP11001002#段工艺负荷AP21001003#段工艺负荷AP31001004#段工艺负荷AP41001005#段工艺负荷AP51001006#段工艺负荷AP6100100总用电功率2817.72由上表可知：***用电设备功率超过2817.71kW，按正常用电情况，每日用电量大于1000kWp光伏电站系统每日发电量，所发电量可以全部消纳。本项目经设计阶段，进行了场址现场勘查及收资、基础资料分析、设计方案论证、设计优化必选和发电用电量计算，得出以下结论：本项目发电量小于用电量，所发电能可以由***全部消纳，除检修期间不会逆流上网，检修期间通过变压器升压后输入国家电网，符合国家能源局关于分布式光伏“自发自用/余量上网”的基本政策。2）接入系统方案通过现场勘查，本厂区现有2台1000kVA干式变压器及1台630kVA干式变压器。根据企业消纳分析，按照就近消纳原则，建议采用多点低压并网方式。通过多回路接入用户配电箱、配电室或箱式变电站低压侧母线，单个并网点装机容量不大于400kW，采用三相接入电网，本系统总容量为1000kWp，共分为三个子系统，建设容量分别为385kWp、385kWp、230kWp；其中1个385kWp子系统分别接入1台1000kVA变压器低压侧，剩余1个385kWp子系统与1个230kWp子系统接入另一台1000kVA变压器低压侧；单元电气接线如图6-2所示。具体接入方案以最终审批方案为准。图6-2多点低压并网示意图本工程将太阳能光伏板安装于彩钢瓦厂房屋顶，安装多晶硅光伏组件共计3640块，单块容量为275kWp，光伏电站的装机总容量1000kWp。整个系统采用通过认证的光伏并网逆变器19台。本项目所建设分布式光伏发电系统，主要由光伏阵列、并网逆变器、低压输配电等几部分构成。本项目共采用单块容量为275Wp多晶硅组件3640块，采用每20块组件串联组成一个组串，共182串，实际安装总功率1001000Wp，将其中70串接入7台50kWp逆变器逆变之后接入1台7汇1交流汇流箱，经汇流箱汇流后接入厂区配电所原有1000kVA干式变压器低压侧；将剩余112串中的70串接入7台50kWp逆变器逆变之后接入1台7汇1交流汇流箱，经汇流箱汇流后接入厂区配电所另外一台1000kVA干式变压器低压侧；剩余42串接入5台50kWp逆变器逆变之后接入1台5汇1交流汇流箱，经汇流箱汇流后接入厂区配电所原有任意一台1000kVA干式变压器低压侧。项目系统图如下所示：每个并网点的装机容量均小于或接近于400kW，从实际发电效率和工程实施的经济型、业主自用电负荷等方面考虑，采用多点低压方式是合理可行的。本方案能够就近消化本工程光伏电站所发电力，余电上网，潮流流向较合理，具有实施方便、减少经济投资、有利于低成本运行维护管理、对用户用电等几乎无供电影响。7光伏电站发电量估算7.1太阳辐射的计算模型7.1.1概述地面接收的太阳总辐射能量受到诸多因素的影响，可以概括为天文因素、地理因素、大气物理因素和气象环境因素。天文因素：包括太阳常数、日地相对距离、太阳赤纬、太阳高度角、太阳方位角、太阳时角；地理因素：包括测点的经度、纬度、海拔高度；大气物理因素：包括大气分子和气溶胶粒子的散射，臭氧、二氧化碳、水汽的吸收；气象与环境因素：包括云(云量、云的类型等)、日照百分率、日照时数、地表与云之间的多重反射等。虽然影响太阳总辐射的因素比较复杂，最终到达地面上可供利用的太阳能资源可由日照时数、日照百分率和总辐射量来表征。为了估算本光伏电站的发电量，必须进行太阳运动轨迹的计算、太阳辐射通过大气后的强度计算、水平面上的太阳辐射总通量的计算以及太阳电池板倾角的计算。计算主要有以下几方面：1）利用球面三角公式计算出每天日出日落时间和任意时刻太阳高度角、方位角；2）将到达水平面上的太阳辐射能分为直接辐射和散射辐射二部分；3）将任意倾斜面的太阳辐射能分成直接辐射、散射辐射和地面反射；依据以上步骤可计算出测点太阳能电池板在任意倾角下的太阳辐射量。7.1.2太阳辐射量的计算日地距离、太阳高度角和白昼长短决定了太阳的天文辐射量；大气的透明度影响到了水平面上的直接太阳辐射值。大气分子和气溶胶粒子的散射、臭氧、二氧化碳、水汽的吸收、包括云（云量、云的类型等）、地表与云之间的多重反射等地理、大气物理和气象环境等因素也对太阳辐射量有较大影响。对这些因素的时空分布的理论定量描述是困难的，在工程实践中，只能通过实际地面辐射的观测来确定。太阳总辐射量是表征一地太阳辐射能量多少的特征值。太阳总辐射由直接辐射和散射辐射两部分组成。太阳能电池板接收的总辐射量是由太阳的直接辐射、散射辐射和地面反射组成的。而直接辐射、散射辐射和地面反射是随季节变化的，在不同的气候条件下各种辐射在总辐射中所占的份额是不同的。式中，Ht－为太阳能电池板上每小时接收的总辐射能；Hd－为太阳能电池板上每小时接收的散射辐射能；式中：H－为地表水平面上每小时接收的散射辐射能；Hb－太阳能电池板上每小时接收的直射辐射能,Rb－为斜面太阳入射角的余弦和天顶角的余弦之比；β－为太阳能电池板的倾角；ρ－为反应地面辐射特性的系数；根据以上公式可计算不同倾角下的太阳电池组件的年接收辐射量。7.2兰州新区项目厂址太阳辐射计算及发电量测算7.2.1电量预测所采用的气象数据本项目光伏电站场址太阳能发电量分析采用了Meteonorm提供的资料，该地区全年日照1744～2659以上，太阳总辐射值全年为5320.4MJ/m2。7.2.2计算原则由计算模型可知，在光伏发电系统中，光伏组件的放置方式和放置角度对组件接收到的太阳辐射有很大的影响。与光伏组件放置相关的有下列两个角度参量：太阳电池组件倾角和太阳电池组件方位角。太阳电池组件的倾角是电池组件与水平地面的夹角。太阳电池组件的方位角是组件方阵的垂直面与正南方向的夹角。向东设为负，向西为正。一般在北半球，太阳电池组件朝向正南方布置，即组件方位角为0°时，发电量最大。本工程设计原则上保证太阳电池组件朝正南方向布置。到达地面的太阳辐射量、太阳能方阵的倾角直接影响着光伏发电系统的发电量。对于并网型光伏发电系统只需合理选择太阳电池组件的位置和倾角，以获得最大的太阳辐射量使得全年发电量最大化即可。7.2.3固定倾角太阳组件辐射量依据PVSYST分析计算出在不同倾角下单位面积所能接受的太阳辐射量，由计算可知，在兰州市安装的太阳电池组件的倾角为0°时，组件年接收太阳能辐射量为每年5320.4MJ/m2。7.2.4太阳电池组件发电量估算并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、逆变器效率、交流并网等三部分组成。（1）光伏阵列效率η1：光伏阵列在1000W/m2太阳辐射强度下，实际的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失包括：组件的匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度影响、最大功率点跟踪精度、及直流线路损失等，取效率87%计算。（2）逆变器转换效率η2：逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，取逆变器效率98.5%计算。（3）交流并网效率η3：从逆变器输出至电网的传输效率，取变压器效率98.5%计算。（4）系统总效率为：η总＝η1×η2×η3＝87%×98.5%×95%=80%（5）系统发电量估算：系统发电量估算，基础数据如下：1）10年平均月总辐射数据2）10年平均月环境温度3）光伏系统各部分效率4）固定式安装，方位为正南。经计算得出，第一年发电量为129.36万度，剩下24年按照每年0.8%递减计算，计算结果如下表7-2所示，年平均发电量为116.88万度电。年份发电量（万kwh)年份发电量（万kwh)第01年1293560第14年1158900第02年1269241第15年1149716第03年1260057第16年1140532第04年1250873第17年1131348第05年1241818第18年1122163第06年1232763第19年1112979第07年1223320第20年1103795第08年1214135第21年1094610第09年1204951第22年1085297第10年1195767第23年1076242第11年1186583第24年1067446第12年1177398第25年1058132第13年116808525年总发电量292197097.2.5结论由以上计算可得，本工程25年总发电量约为2921.97万kWh，25年年平均发电约116.88万kWh。8总体技术方案8.1容量组成及光伏发电分系统1）容量组成电站本期工程规模容量1000kWp，均采用多晶硅太阳电池组件，并全部采用固定导轨安装运行方式；2）光伏发电分系统本项目为分布式光伏电站，建议将本项目分3个子发电单元，采用低压多点的方式接入甘肃电网。8.2组件选型本工程拟选用太阳能电池组件详细技术参数见表2-4所示，要求组件既经济又可靠，使用年限可达25年，给长期投资带来最佳回报，并获得IEC61215第二版认证证书，及其它安全认证。组件外观图如下图所示：（1）光伏电池组件的特点如下：●72片高效的多晶电池片组成。●优质牢固的铝合金边框可以抵御强风、冰冻及变形。●新颖特殊的边框设计进一步加强了玻璃与边框的密封。●铝合金边框的长短边都备有安装孔，满足各种安装方式的要求。●高透光率的低铁玻璃增强了抗冲击力●优质的EVA材料和背板材料（2）太阳能电池组件技术参数：组件型号TSM-PD05指标单位数据峰值功率Wp275功率偏差w0~+5组件效率%16.8开路电压（Voc）V38.1短路电流（Isc）A9.32工作电压（Vmppt）V31.1工作电流（ImpLpt）A8.84系统最大耐压Vdc1000尺寸mm1650*992*35重量kg18.6峰值功率温度系数%/℃-0.41开路电压温度系数%/℃-0.32短路电流温度系数%/℃0.0510年功率衰降%≤1025年功率衰降%≤20运行温度范围℃-40～+858.3逆变器选型屋顶分布式光伏并网电站，宜选择中小型支路型逆变器，容量配置灵活，MPPT跟踪路数多，使逆变器效率更高，提升光伏电场整体效率。中小型逆变方案是指并网光伏发电系统通过中小型并网逆变器将太阳电池方阵输出的直流电能转换为与低压电网在电压上同频、同相、幅值相同的交流电能，几个逆变器输出电脑汇入一个低压交流盒，若干个交流盒并联集中接入变压器集中升压的方式；中小型逆变器的单机容量一般由几百瓦至几十千瓦不等；在采用中小型逆变方案的并网光伏发电系统中，首先由多块太阳电池串联组成太阳电池支路支；几条太阳电池支路（通常为1～3条）送入支中小型逆变器的直流输入侧，再经IGBT三相桥式逆变电路转换为三相交流电能；将组成并网光伏发电系统的多台中小型逆变器汇入低压交流盒，再将若干个交流盒并联至升压变电压器，升压后接入附近电网；中小型逆变器具有功率小、体积小、方便安装、重量轻的特点，按安装条件的不同可分为IP防护等级高、室外安装，或IP等级较低、室内安装两种类型；适应现场多年环境温度-30℃～+40℃；采用MPPT技术，跟踪路数多、跟踪电压范围要宽、最大直流电压要高；提供人机界面及监控系统；具有极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、交流过流及直流过流保护、直流母线过电压保护、电网断电、电网过欠压、电网过欠频、光伏阵列及逆变器本身的接地检测及保护功率(对地电阻监测和报警功能)等，并相应给出各保护功能动作的条件和工况(即时保护动作、保护时间、自成恢复时间等)。交直流均具有防浪涌保护功能；完全满足《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定(试行)》的要求，具有低电压穿越功能，可调有功功率，交流电流谐波不超过允许值。型号BG50KTR输入侧（DC)最大直流输入功率（W)56000最大直流输入电压（V)1100启动电压（V)220最小工作电压（V）570MPPT工作电压范围（V)570-950每组MPPT最大输入电流（A）90MPPT路数1每组MPPT可接入组串数12输出侧（AC)额定输出功率（W)50000最大交流输出电流（A)80电网电压范围3/N/PE,230/400V（310-480V）电网频率范围50Hz（47-51.5Hz）/60Hz（57-61.5Hz）功率因数﹣0.8~+0.8谐波失真＜3%交流输出三相（L1，L2，L3，N,PE）/（L1，L2，L3，PE）系统最高效率98.90%欧洲效率98.50%MPPT效率99.90%防护等级IP65冷却方式智能风冷拓扑结构无变压器运行环境温度﹣25℃~+60℃保护功能直流绝缘监控、直流监控、接地故障监控、电网监控、孤岛保护、过压保护和短路保护等通信方式RS485（标配）；WiFi、以太网（选配）噪音＜60dB9电站总平面布置9.1场址概况拟建场址位于兰州新区昆仑大道695号的***厂房屋顶。屋面结构为彩钢瓦屋面，在组件方阵设计时，应该充分的考虑屋面建筑物阴影遮挡；屋面荷载需经过第三方鉴定方可建设。该项目预计占用屋顶面积总共1.2万平方米，规划装机容量为1000kWp。9.2建场地区交通运输兰州新区航空条件便利，拥有甘肃省唯一的国际航空港——兰州中川机场。高速公路直通兰州中心城区，另有甘肃省道201线穿盆地而过。兰州新区总体规划“三纵一横“。三纵：兰州-张掖城际铁路、机场高速、快速路（201省道提级）形成西部交通廊道；兰州新区-安宁快速路，形成中部廊道；兰州新区城关快速路，兰州市区-兰州新区市域轨道形成东部廊道。一横：白银-兰州新区-兰新铁路联络线、白银-兰州新区城际铁路、白银-中川机场高速形成兰州新区至白银交通廊道9.3电站总体布置设想9.3.1太阳电池方阵布置设计1）概述本项目为分布式光伏发电项目，建设地址在开发区的企业屋顶，需要根据每个屋顶的可利用面积及其它实际情况来设计方阵的布置，尽量将发电单元的装机容量控制在以0.05MWp为倍数，便于电气设备的配置。太阳电池方阵的布置设计包括阵列安装方式设计、方位角设计、阵列间距设计。需根据总体技术要求、地理位置、气候条件、太阳辐射能资源、场地条件等具体情况来进行。2）设计原则（1）太阳电池方阵排列布置需要考虑屋面的结构、屋面的建筑等因素，要与当地自然环境有机地结合。同时设计要规范，并兼顾光伏电站的景观效果，在整个方阵场设计中尽量节约屋面面积。（2）尽量保证南北向每一列组件在同一条轴线上，使太阳电池组件布置整齐、规范、美观，接受太阳能辐照的效果最好，屋面利用更紧凑、节约。（3）每两列组件之间的间距设置必需保证在太阳高度角最低的冬至日时，所有太阳能组件上仍有6小时以上的日照时间。（4）所有固定式太阳电池方阵的方位角控制为0度。（5）彩钢瓦屋面采用平铺的方式。3）安装方式设计由于本工程光伏组件安装在彩钢瓦屋面，所以采用平铺的方式。每20块晶体硅太阳电池组件串联，构成1个组串。4）方阵布置说明在光伏阵列中，每块组件功率为275W，每个阵列单元的功率为：20*275W=5.5KWp；本工程按1000kWp光伏阵列进行分区，每个分区布置整数个光伏组串单元根据屋顶实际可利用面积布置，尽量控制在以0.05MWp倍数为装机单元，便于配置电气设备。9.4电场总体规划9.4.1出线本工程多点低压接入国家电网。9.4.2电站给排水本工程施工用水由建筑施工用水、施工机械用水、生活用水等组成。采施工高峰日施工用水量为10m3/d，为保证施工期间的用水量，在施工现场和拌合站附近设置临时蓄水池。9.4.3厂区排水采用分流制排水系统，设有厂区雨水排水系统。雨水排水系统：光伏电站的场地雨水的排水主要分为以下两个部分：（1）二次设备间场地排水：二次设备间位于模板五连跨车间内部，该场地地势相对较高，通过厂房排水沟排走，最终进入站区外天然排水系统。（2）光伏电池方阵场地排水：屋顶光伏电池方阵内雨水顺屋面之前排水系统流走，暴雨强度公式：注：暴雨强度公式选自中国建筑工业出版社《给水排水设计手册》第5册城镇排水第二版。式中：重现期P设计取3年；暴雨强度公式用于站内雨水排水沟的断面设计。9.4.4防排洪厂区地址位地处在地势较高的屋顶，没有山洪之类自然灾害。9.5厂区道路布置由于是屋顶项目，不存在道路布置。9.6电站管线布置电站内附属设施的水、电，可就近从附近设施中接入。太阳能电池板阵列组中的电流由电缆从电缆桥架引入电气设施。9.7施工总进度根椐目前的设计、施工的经验及水平、主要设备订货情况，要求施工机械的安排能满足要求。本工程计划建设期4个月。施工图是里程碑计划实现的先决条件。施工图交付进度的原则是：先总体后单项，先主体后辅助，先土建后工艺，先地下后地上，先深层后浅层，先季节性影响大的后季节性影响小的。其余施工图纸根据施工进度及时提供。3）主要设备交付计划：设备的按期交付是里程碑计划实现的重要保证。及时跟踪设备的实际交付时间，并根据现场工程进度的具体进展，对设备的交付进度作一定的调整和完善，以确保交付设备能够完全满足工程进度的需要。4）分项施工进度计划：根据当地的气候条件，土建工程全年都可以施工。可根据现场及工程要求合理安排施工计划。5）主要土建项目交付安装的要求：土建项目交付安装时，以尽量减少交叉和相互干扰为原则，并应满足下列要求：（1）电子设备间：电子设备间内部分：控制室、配电室等电气建筑物的屋面（包括楼面）防排水、室内粉刷、地面、门窗及锁具的安装等均应完成。（2）现场道路：进场道路由光伏电站临近的经十三路进入园区内主要干道完成，能够满足现场设备运输的要求。（3）光伏组件基础：光伏组件基础施工完毕，达到设计及规范要求，并经监理公司等单位的专业人员验收合格。10电站直流发电系统根据并网逆变器目前的技术水平，考虑可靠性、实用性、灵活性等要求，1000kWp晶体硅发电系统宜采用多点低压并网方式，以0.4kV接入电网。为了减少电池串列到逆变器之间的连接线，以及方便操作和维护，本系统的电池串列采用分段连接，逐级汇流的方式接线。直接将部分电池串列通过光伏阵列中小型逆变器，通过交流电缆将若干台逆变器并联接入低压交流防雷配电柜汇流。本工程将太阳能光伏板安装于彩钢瓦厂房屋顶，安装多晶硅光伏组件共计3640块，单块容量为275kWp，光伏电站的装机总容量1000kWp。整个系统采用通过认证的光伏并网逆变器19台。本项目所建设分布式光伏发电系统，主要由光伏阵列、并网逆变器、低压输配电等几部分构成。本项目共采用单块容量为275Wp多晶硅组件3640块，采用每20块组件串联组成一个组串，共182串，实际安装总功率1001000Wp，将其中70串接入7台50kWp逆变器逆变之后接入1台7汇1交流汇流箱，经汇流箱汇流后接入厂区配电所原有1000kVA干式变压器低压侧；将剩余112串中的70串接入7台50kWp逆变器逆变之后接入1台7汇1交流汇流箱，经汇流箱汇流后接入厂区配电所另外一台1000kVA干式变压器低压侧；剩余42串接入5台50kWp逆变器逆变之后接入1台5汇1交流汇流箱，经汇流箱汇流后接入厂区配电所原有630kVA干式变压器低压侧。11电气11.1电气一次11.1.1接入方案***屋顶分布式光伏发电（一期1000kWp）项目建成后，主要满足本企业负荷及用电量需求。暂定光伏电站通过多点低压接入甘肃电网。接入方案最终以电网部门审定的接入系统方案为准。11.1.2方案分析太阳能光伏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，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主要考虑以下几个方面：①由于太阳能光伏发电装置的实际输出功率随光照强度的变化而变化，输出功率不稳定，并网时对系统电压有影响，造成一定的电压波动。②太阳能光伏发电装置输出的直流电能需经逆变转换为交流电能，将产生大量的谐波，并网时应满足系统对谐波方面的要求。③太阳能光伏发电装置基本上为纯有功输出，并网时需考虑无功平衡问题。（1）系统电压波动计算太阳能光伏发电装置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，输出功率基本为零。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。计算考虑最严重情况下，发电装置突然切机对系统接入点电压造成的影响。根据GB/T12325-2003《电能质量-供电电压允许偏差》，本报告按此标准来校核太阳能光伏发电系统突然切机对系统电压的影响。本项目光伏发电系统单点实际输出最大交流功率小于320kW（组件安装容量的80%）。线路投切所引起的系统电压波动小于5%，满足相关规程要求。（2）谐波问题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，并入电网，在将直流电能经逆变转换为交流电能的过程中，会产生大量谐波。由于有较大容量的非线性负荷存在，应依照GB/T14549－93《电能质量公用电网谐波》的要求，对谐波水平进行专题评估后采取相应的措施。（3）无功平衡问题太阳能光伏发电场所发电力功率因数较高，约在0.98以上，基本上为纯有功输出。为满足无功补偿按分层分区和就地平衡的原则，太阳能光伏发电场需配置适当的无功补偿装置，以满足电网对无功的要求，提高电压质量，降低线损。光伏发电场无功补偿的配置，应保证高压侧母线功率因数不低于0.95的要求，并能根据电网要求具有灵活投切的功能。11.1.3系统保护根据本报告推荐的光伏电站接入系统方案，本站以多点低压分布式接入配电线路，根据《光伏电站接入系统导则（2010年版）》，并网线路宜配置相关的线路保护功能。本工程系统保护配置最终应按照相关接入系统审批意见执行。11.1.4电能量计量本工程所发电量“自发自用，余电上网”，应配置上网关口电能表及发电关口电能表各一块，上网关口计量电能表具备双向计量功能，用于客户与电网间的上、下网电量计量；发电关口电能表，用于发电量统计和计费补偿。11.1.5光伏电站接线设计本期光伏电站项目装机规模1000kWp，本电站暂考虑采用多点低压0.4kV接入甘肃电网。本电站的建设应与地区电网的局部结构优化改造和电力电量平衡相结合，待系统设计完成后，下阶段设计将根据审定的接入系统方案进行优化和调整。本工程将太阳能光伏板安装于彩钢瓦厂房屋顶，安装多晶硅光伏组件共计3640块，单块容量为275kWp，光伏电站的装机总容量1001kWp。整个系统采用通过认证的光伏并网逆变器19台。本项目所建设分布式光伏发电系统，主要由光伏阵列、并网逆变器、低压输配电等几部分构成。本项目共采用单块容量为275Wp多晶硅组件3640块，采用每20块组件串联组成一个组串，共182串，实际安装总功率1001000Wp，将其中70串接入7台50kWp逆变器逆变之后接入1台7汇1交流汇流箱，经汇流箱汇流后接入厂区配电所原有1000kVA干式变压器低压侧；剩余112串中的70串接入7台50kWp逆变器逆变之后接入1台7汇1交流汇流箱，经汇流箱汇流后接入厂区配电所另外一台1000kVA干式变压器低压侧；剩余42串接入5台50kWp逆变器逆变之后接入1台5汇1交流汇流箱，经汇流箱汇流后接入厂区配电所原有630kVA干式变压器低压侧。11.1.6主要电气设备选择（1）电线电缆太阳能电池组件至逆变器的连线采用PV-1-F1×4，敷设方式沿组件支架架空敷设。逆变器至低压交流交流汇流箱的导线连接ZRC-YJV22-0.6/1KV-3×35mm2，交流汇流箱至变压器根据距离的不同选用YJLV22-1kV-3×70mm2～YJLV22-1kV-2×185mm2电缆；敷设方式：桥架。电缆沟道内采用角钢支架敷设电缆。不同电压等级的配电装置及配电装置的不同段之间的电缆沟连接处设置阻火隔墙。电缆沟阻火隔墙两侧各1.5m范围内均涂防火涂料。电缆穿管敷设完毕后应将管子的两头封堵。电缆通道按《发电厂、变电所电缆选择与敷设设计规程》规定及《发电厂、变电所设计防火规范》设置防止电缆着火延燃措施：如在户外进入户内等处设置阻火隔墙或阻火段；封堵所有的电缆竖井孔、墙孔、电缆孔洞等。（2）无功补偿根据国家电网关于大型光伏电站接入电网技术要求，光伏电站需装设约为电站容量20%的无功补偿装置。但是本工程为分布式多点接入，且单点接入容量小的特点，因此光伏电站是否配置无功补偿装置或者补偿多少根据当地电网情况来设计，电站具体总补偿无功容量根据接入系统设计而定。11.1.7防雷、接地及过电压保护设计所有电气设备的绝缘均按照国家标准选择确定，并按海拔高度进行修正。考虑到太阳能电池板安装于屋顶上、高度较高，本次太阳能电池方阵内安装避雷针和避雷线等防直击雷装置，霹雷带可与建筑屋面原有霹雷系统连接，同时综合楼屋顶也安装避雷带进行防直击雷保护。站内设一个总的接地装置，以水平接地体为主，垂直接地体为辅，形成复合接地网，接地电阻以满足电池厂家要求为准，且不应大于4欧。11.1.8电缆敷设及电缆防火太阳能电池板至逆变器以及逆变器到低压交流汇流箱电缆主要采用屋面敷设电缆槽盒的方式；交流汇流箱至配电室电缆采用电缆桥架和直埋电缆敷设方式。电缆构筑物中电缆引至各处的孔洞处，均应实施阻火封堵。电缆沟道分支处、进出口处均应实施阻火封堵。11.2电气二次光伏电站配置内部计算机监控系统，计算机监控范围有：逆变器、太阳能电池、直流控制电源系统等电气设备的监控和调节。逆变器采用微机监控，对各太阳能电池组件及逆变器进行监控和管理，在LCD上显示运行、故障类型、电能累加等参数。由计算机控制太阳能电池组件及逆变器与电力系统软并网，控制采用键盘、LCD和打印机方式进行人机对话，运行人员可以操作键盘对太阳能电池组件及逆变器进行监视和控制。11.3电气主要设备材料表11-1电气主要设备材料汇总表序号名称型号单位数量1太阳能电池组件275Wp片36402支架C型钢MW13交流汇流箱5汇1台17汇1台24组串式逆变器BG50KTR50kW540V台195并网柜0.4kV台312土建工程12.1土建工程采用的主要设计技术数据地基承载力特征值：≤250kPa50年十分钟10米最大平均风速：24m/s历年最大积雪厚：40cm地震基本烈度：Ⅵ度（0.2g）场地土类别：松散砾、粗、中砾建筑场地类别：Ⅲ类12.2主要建筑材料钢材：型钢、钢板主要用Q235-B钢，有特殊要求的采用Q365-B钢；焊条：E43、E50；螺栓：普通螺栓、摩擦型高强螺栓（8.8级、10.9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。粘土砖、加气混凝土砌块：根据设计需要分别采用MU10粘土砖等其它满足设计要求的砌体。可用于高低压配电室填充墙封闭。有防潮要求的墙体采用粘土砖。砂浆：地上或防潮层以上砌体采用M5混合砂浆，地下采用M5水泥砂浆。12.3建（构）筑物抗震分类和抗震设防原则根据《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）、《火力发电场土建结构设计技术规定》（DL5022-93）的规定，本工程建（构）筑物为丙类建（构）筑物的有：高低压配电室，逆变器室,控制室，太阳能电池支墩等。其地震作用应符合本地区抗震设防烈度8度（0.2g）的要求，其抗震构造措施按8度设计。13光伏发电场接地网及电缆沟根据土壤电阻率测试结果，站址区地层接地条件较好，设计土壤电阻率按50欧姆·米。全场采用复合式接地网，水平接地体采用镀锌扁钢，集中接地极处采用镀锌钢管作为接地极。屋面场区电缆敷设以电缆桥架为主，各电池板之间、电池板至逆变器、逆变器至交流盒室采用相应大小的桥架，桥架固定于屋面上。14给排水及消防水14.1电站水源本项目电站工业、绿化、消防等用水由厂区供水管网供给。14.2电场消防贯彻“预防为主，防消结合”的方针，在设备与器材的选择及布置上充分考虑预防为主的措施。在建筑物的防火间距及建筑结构设计上采取有效措施，预防火灾的发生与蔓延。15劳动安全与工业卫生为了保护劳动者在建设生产过程中的安全与健康，改善劳动条件，太阳能电场设计必须贯彻执行国家及行业颁布现行的有关劳动安全和工业卫生的法令、法规、标准及规定，以提高工程建设项目劳动安全和工业卫生的设计水平。在拟建甘肃省兰州市西北之光光伏电站工程劳动安全与工业卫生的设计中，应贯彻“安全第一，预防为主”的原则，重视安全运行，加强劳动保护，改善劳动条件。劳动安全与工业卫生防范措施和防护设施，必须与主体工程同时设计，同时施工，同时投产，并应安全可靠，保障劳动者在生产过程中的安全与健康。对电力行业提出的二十五项反事故措施实施细则的要求，结合本工程的实际情况进行设计，本工程中劳动安全和工业卫生的设计应满足有关规范的要求。15.1防火、防爆1)各建筑(构)物在生产过程中的火灾危险性及耐火等级按《火力发电厂与变电所设计防火规范》(GB50229-1996)执行；2)建(构)筑物按《建筑设计防火规范》GBJ16(2001版)、《建筑内部装修设计防火规范》(GB50222-1995)的要求设计，确保建(构)筑物间的安全距离及防火要求；3)所有穿越如具有防火墙的管道均选用防火材料将缝隙紧密填塞。15.2防雷电由于太阳能电池阵列的面积大，而且安装在没有遮盖物的室外，因此容易受到雷电引起的过高电压的影响，所以必须考虑相应的防雷措施。避雷元件要分散安装在阵列的回路内，也安装在接线箱内；对于从低压配电线侵入的雷电浪涌，必须在配电盘中安装相应的避雷元件予以应对；必要时在交流电源侧安装耐雷电变压器。15.3防电伤1)所有电气设备均按照现行的《电气设备安全设计导则》(GB4064-1993)要求进行设计；2)所有电气设备的接地均按照现行《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169-2006)要求进行设计，电气设备均接地或接零；3)按规定配置过载保护器、漏电保护器；4)为防止静电危害，保证人身及设备安全，电力设备均宜采用接地或接零防护措施；5)电气设备带电裸露部分与人行通道、栏杆、管道等的最小间距符合配电装置设计技术规程规定的要求；6)为确保工作人员自身安全以及预防二次事故，在作业时必须穿适当的防护服装，如戴安全帽、带好低压绝缘手套、穿安全防护鞋或轻便运动鞋等；7)检修太阳能电池组件时，应在表面铺遮光板，遮住太阳光后再进行维修；同时尽量避免雨天作业。15.4防噪声、振荡及电磁干扰1)噪声的防治措施：设备订货时提出设备噪声限制要求，对于变压器、逆变器等噪声设备隔声措施使其噪声满足《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-1985)的要求。2)站区布置建筑设计应考虑防噪措施。3)防振动危害，应首先从振动源上进行控制并采取隔振措施。主设备和辅助设备及平台的防振设计应符合《作业场所局部振动卫生标准》(GB10436-1989)及其它有关标准、规范的规定。15.5其它安全措施1)各建筑物、工作场所、设备及场区道路照明满足生产及安全要求，单元控制室采取格栅照明，照度充足，灯光柔和，以保护运行人员的视力；2)所有设备及材料均满足太阳能电场运行的技术要求，保护在规定使用寿命内能承受可能出现的物理的、化学的和生物的作用。3)所有设备均坐落在牢固的基础上，以保证设备运行的稳定性。设计中做到运行人员工作场所信号显示齐全，值班照明充足，同时具有防御外界有害作用的良好性能；4)其它防火、防机械伤害、防寒、防潮等措施，均应符合国家的有关劳动安全与工业卫生规定的要求。16工程投资匡算16.1编制原则参考光伏发电工程设计概算编制规定及费用标准有关文件规定、费用定额、费率标准等，按2013年第四季度价格水平编制。编制依据：（1）《光伏发电工程设计概算编制规定及费用标准》（NB/T32027—2016）（2）财综[2011]98号文《关于统一地方教育附加政策有关问题的通知》；（3）本光伏电站本阶段设计资料及工程量清单；（4）其他参考：当地相关政策、文件规定。1