学校建筑屋顶分布式光伏发电示范项目设计方案

学校建筑屋顶分布式光伏发电示范项目设计方案1.1太阳能发电原理及系统特点和方式1.1.1太阳能电池发电原理太阳能电池是利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的装置。当N型和P型两种不同型号的半导体材料接触后，由于扩散和漂移作用，在界面处形成由P型指向N型的内建电场。太阳能电池吸收一定能量的光子后，半导体内部产生电子—空穴对，电子带负电，空穴带正电。在P-N结内建电场的作用下，电子和空穴被分离，产生定向运动，并被太阳能电池的正、负极收集，在外电路中产生电流，从而获得电能。太阳能电池结构原理1.1.2

太阳能发电系统特点（1）简单方便、安全可靠、无噪音、无空气污染、不破坏生态、能量随处可得、无需消耗燃料、无机械转动部件、维护简便、使用寿命长、建设周期短、规模大小随意、可以无人值守、也无需架设输电线路。（2）系统中的太阳能电池组件，使用寿命长具备良好的耐候性，防风，防雹。有效抵御湿气和盐雾腐蚀，不受地理环境影响。具有稳定的光电转换效率，且转换效率高。并保障系统在恶劣的自然环境中能够长期可靠运行。（3）在项目用地面积充足的情况下，为追求光伏组件最大发电效率，方阵支架都有一定的倾斜角度，该角度和方阵所处的地理位置有关。1.1.3并网太阳能系统发电方式太阳能并网发电示意图太阳能电池组件通过合适的串并联，满足并网逆变器要求的直流输入电压和电流。每块组件接线盒都配有旁路二极管，防止"热斑效应"，将组件由于部分被遮荫或电池片故障而导致的失效对系统效率的危害降到最低。同时，太阳能方阵的直流汇流箱内设置防反二极管，以防止各并联组件串之间形成回路，造成能源浪费和缩减组件的寿命。并网逆变器采用双环控制系统，实时检测电网状态，取得电网电压、电流、频率、相位等关键变量，通过计算分析，使输出电力与电网同步运行。且在运行期间，并网逆变器按工频周期检测电网状态，一旦电网异常如突然停电，压降幅度超标，并网逆变器立即触发内部电子开关，实现瞬时与电网断开。同时，并网逆变器不断检测电网状态，一旦其恢复正常并通过并网逆变器的计算分析，并网逆变器将重新并网。总之，作为并网系统的控制核心和直流变交流的枢纽，并网逆变器高度的自动化和精密的检测控制功能从根本上保证了系统并网的安全性和可靠性。光伏组件边框及其支撑结构均与建筑现有的接地系统连接，并网逆变器开关柜等设备外壳接地，防止直击雷及触电危险。另外，直流和交流回路中均设有防雷模块，防止感应雷击波伤害。系统配有完善的通讯监控系统，全面检测环境和系统的状态，将光照强度、环境温度、太阳能板温度、风速等环境变量和系统的电压、电流、相位、功率因数、频率、发电量等系统变量通过RS485或以太网或GPRS传输直控制中心，实现远程监控；同时如将同一地区多个并网电站的信息传输直同一控制中心，可方便区域的电网调度管理。并网系统可作为一种补充性能源，而不能作为后备或主要电力；这是因为其发电量相对安装场所的用电量而言，一般比重不超过20%，而且由于其"孤岛保护"功能，即电网停电时，并网逆变器要与电网断开，以防止太阳能系统所发电力在电网停电检修时引发安全事故。并网系统不可按照系统的发电量而将并网系统与特定的负载挂钩，即将并网系统与特定负载实现一对一供电和用电。这是因为并网系统的发电量依赖于系统的装机容量和天气条件（主要是光照和气温），其有效输出不是恒定的而是随机波动的；另一方面，负载的耗电量也会随负载特性（功耗的大小变化，如待机和工作时功耗明显不同）、负载投入使用的频次、使用时间而随机变化，因此如将并网系统和特定负载挂钩，将很难在不同时点上实现供需平衡。理想的做法是将并网系统的输出直接连接在当地供电母排上，实现系统即发即用，就近使用，不足部分可从电网索取补充。1.2设计说明和依据1.2.1

设计说明本技术方案严格按照相关工程技术说明书规定组织设计，以说明书中所述规范、规定和标准为根本，同时考虑国内、国外规范要求。除非另作说明，所有相关标准均为现行标准。当设计与技术说明书中规定之规范出现差异或矛盾时，采用较为严格的规范。方案中个别部分在允许的范围内，即经相关政府部门审定及认可后，采纳本地类似规范或标准。在此情况下，我方会与有关部门等提出论证，说明所采纳规范与所要求的规范的性质相同性，获认可后组织设计。1.2.2设计依据配电系统设计遵循标准：《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》GB/T9535《地面用光伏（PV）发电系统概述和导则》GB/T18479《低压配电设计规范》GB50054《低压直流电源设备的特性和安全要求》GB17478《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》GB50171《光伏器件》GB6495《电磁兼容试验和测量技术》GB/T17626《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620《交流电气装置的接地》DL/T621《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50254-96《高层民用钢结构技术规程》JGJ99-98《建筑设计防火规范》GB50016-2006《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-2001《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008版)《民用建筑电气设计规范》JGL/T16-92《电力工程电缆设计规范》GB50217-94《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000并网接口参考标准：《光伏并网系统技术要求》GB/T19939-2005《光伏发电接入电力系统技术规定》GB/Z19964-2005《光伏系统电网接口特性》GB/T20046-2006《地面用光伏（PV）发电系统》GB/T18479-2001《太阳能光伏系统术语》GB/T2297-1989《电能质量供电电压允许偏差》GB/T12325-2003《安全标志（neqISO3864:1984）》GB/T2894-1996《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-1993《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T15543-1995《电能质量电力系统频率允许偏差》GB/T15945-1995《安全标志使用导则》GB/T16179-19956《地面光伏系统概述和导则》GB/T18479-2001《光伏发电系统的过电压保护—导则》SJ/T11127-1997《光伏电站接入电网技术规定》Q/GDW617-2011围护结构设计依据标准：《钢结构工程施工质量及验收规范》GB50205—2001《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113—2003《钢结构设计规范》GB50017-2003《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50018-2002《中国地震烈度表》GB/T17742-1999《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008版)《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2004《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《建筑装饰工程施工质量验收规范》GB50210-2001《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》（01SG519）《钢结构防火涂料》GB14907-2002《铝合金建筑型材》GB/T5237-2000《混凝土接缝用密封胶》JC/T881-2001《硅酮建筑密封胶》GB/14683-2003《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-20031.2.3系统设计原则本工程设计在遵循技术先进、科学合理、安全可靠、经济实用的指导思想和设计原则下，着重考虑以下设计原则：（1）先进性原则：随着太阳能技术的发展，太阳能电源设计必须考虑先进性，使系统在一定的时期内保持技术领先性，以保证系统具有较长的生命周期。（2）安全可靠原则：作为公共建筑，安全是首要考虑的因素；针对本工程的特点，公司选用的结构充分考虑了风荷载、温度应力和地震作用对光伏系统的影响，设计安全系数保证满足国家规定及本工程的要求。（3）结构轻巧而稳定原则：结构稳定可以保证结构的安全，同时也会产生一种结构稳定所特有的美感，失稳的结构会给人带来危机感，造成人的紧张，使人很不愉快。但过于保守、粗放的设计则又显得笨拙、累赘，缺乏灵气，也会使人不愉快。（4）环保节能原则：本工程光电技术的应用主要体现为光伏屋顶的应用。其主要功能是发电，特别是太阳能电池发电不会排放二氧化碳或产生对温室效应有害的气体，也无噪音，是一种净能源，与环境有很好的相容性。其对于整个建筑的环保节能性能的影响，已经到了至关重要的地步。（5）可拆卸更换、维修方便原则：当太阳能屋顶的某个局部受损、更新时，组件板块能否灵活方便地进行拆卸更换，直接关系到系统的功能是否能得到保持，结构能否受到影响等因素，因此在结构设计时要求必须可更换、并且要很方便，且不能影响发电系统正常使用。（6）经济性原则：在以上原则得到充分保证的基础上，要充分考虑经济实用性、效益性，提高发电系统的经济与实用价值。保证资金投向合理，在确保满足国家规范的基础上，合理地使用材料至关重要，只有巧妙地、合理地发挥各种材料的特性，才能产生极佳的经济效益。对于本工程，集中优势、精心研究，创造精品工程。1.3建设类型工程选择在学校建筑屋顶，光伏组件安装坐北朝南，其方位有利于日光的采集，大大提高了光电转换效率。光伏工程安装位置位于北纬28°。彩钢板屋面结构采用屋面平铺安装方式，可上人混凝土现浇屋面结构采用20°倾角安装方式，光伏组件安装方向与建筑物轴向一致。本项目中的太阳能光伏电站安装类型包含屋面平铺支架系统、屋面倾角铺设支架系统。对于倾角铺设光伏系统支架特点包括：（1）大规模整齐铺设（2）多种稳固牢靠的与基础连接方式（本项目中采用支架与女儿墙预埋铁件连接方式固定系统）对于彩钢板屋面结构采用屋面平铺方式，其光伏系统支架特点包括：（1）适合瓦屋面不同厚度可调高度配件灵活满足客户应用。（2）连接板等配件采用多开孔设计，灵活有效实现支架位置调整。（3）光伏支架不破坏屋面自防水系统。（4）对于混凝土可上人屋面采用屋面倾角铺设方式。对于厂区东南侧草坪空地采用单轴跟踪支架系统，其特点包括：（1）在早晨和傍晚采用先进的控制策略，防止东西方向相互遮挡，从而达到节省占地和提高发电量的最优平衡（2）发电量提高比例最高达35%，可与双轴跟踪光伏支架媲美（3）与双轴系统相比，更少的旋转部件意味着更长的寿命和更少的维护（4）采用连杆驱动，单个电动推杆最多可推动50kW光伏方阵（5）搭积木方式，无论是中小型还是MW级系统均能快速实现（6）采用最优离散跟踪策略减少了机械传动部件的运动次数，从而大幅提高机械系统寿命并降低系统自用电量。1.4建筑面积和安装容量1.4.1

建筑面积经实地测量计算，本项目光伏建筑面积为2.5万平方米，建设地点为某师范大学屋顶。本系统共使用5台500kWp并网逆变器，5台0.4kV交流并网柜，5台直流柜柜，汇流箱若干台等。太阳能电池板采用YL250P-29b型号多晶硅组件；逆变器选用SG-500K3型号光伏并网逆变器。1.4.2

安装容量本项目总装机容量为2.5MW,预计年均发电269万千瓦时。某师范大学电站安装分布位置序号安装位置面积单位设计装机容量单位备注1惟义楼11081平方米838KW2先骕楼7688平方米582KW3名达楼6750平方米511KW4方荫楼7519平方米569KW某师范大学Googl地图屋顶太阳能光伏组件安装效果图屋顶太阳能光伏组件安装效果图屋顶太阳能光伏组件安装效果图屋顶太阳能光伏组件安装效果图1.5系统方阵布置及结构设计方案1.1.1

自然条件（1）基本风压W0=0.45kN/m2（2）基本雪压S0=0.4kN/m2（3）设计基本地震加速度值为0.20g1.1.2

抗震设防（1）根据《中国地震烈度区划图》南昌市基本烈度8度。（2）根据周边已建项目的地质勘察情况，本项目所在区域地貌单一，地层岩性均一且层位稳定，对基础无任何不良影响，适于一般性工业及民用建筑。（3）抗震设施方案的选择原则及要求建筑的平、立面布置宜规划对称、建筑的质量分布和刚度变化均匀，楼层不宜错层，建筑的抗震缝按建筑结构的实际需要设置，结构设计中根据地基土质和结构特点采取抗震措施，增加上部结构及基础的整体刚度，改善其抗震性能，提高整个结构的抗震性。1.1.3

荷载确定原则在作用于光伏组件上的各种荷载中，主要有风、雪荷载、地震作用、结构自重和由环境温度变化引起的作用效应等等，其中风荷载引起的效应最大。在节点设计中通过预留一定的间隙，消除了由各种构件和饰面材料热胀冷缩引起的作用效应。在进行构件、连接件和预埋件承载力计算时，必须考虑各种荷载和作用效应的分项系数，即采用其设计值。（1）荷载标准值计算1．恒荷载：太阳能板：q1=0.2KN/块Q2=0.12KN/m22．风荷载：风荷载标准值Wk=w0μzμsβz南昌市基本风压：w0=0.45KN/m2标高30米位置B类地区：μz=1.42体型系数：μS=0.7（正风压）μS=-1.4（负风压）Wk(+)=w0μzμsβz=0.45×1.42×0.7=0.45KN/m2Wk(-)=w0μzμsβz=0.45×1.42×(-1.4)=-0.89KN/m23．雪荷载：雪荷载标准值Sk=μrS0南昌市基本雪压：S0=0.40KN/m2体型系数：μr=0.8（太阳能板倾角为30度）Sk=μrS0=0.8x0.4=0.32KN/m2（2）荷载组合：1）1.2恒+1.4风（+）=1.2x0.12+1.4x0.45=0.774KN/m22）1.2恒＋1.4雪+0.6x1.4风（+）=1.2x0.12+1.4x0.32+0.84x0.45=0.97KN/m23)1.0恒+1.4风（-）=1.0x0.12-1.4x0.89=-1.126KN/m24）1.2恒＋1.4风+0.98x雪（+）=1.2x0.12+1.4x0.35+0.98x0.32=0.95KN/m2最不利组合为：正压：1.2恒＋1.4风+0.98x雪（+）=1.2x0.13+1.4x0.55+0.98x0.24=0.97KN/m2负压：1.0恒+1.4风（-）=1.0x0.13-1.4x1.09=-1.126KN/m2每块电池板所承受荷载：S=1.126x1.7x0.99=1.9KN作用到次梁上的节点处荷载：S1=2.73/4=0.47KN/块1.1.4

电池组件倾角铺设方式的支架结构和安装设计1.1.4.1电池组件屋面倾角铺设方式的支架倾角计算设计依据：方阵安装倾角的最佳选择取决于诸多因素，如：地理位置、全年太阳辐射分布、直接辐射与散射辐射比例、负载供电要求和特定的场地条件等。该项目所处地理纬度为北纬27度，设计最佳倾角不应超过该纬度值。根据当地的阳光照射条件，每年5月～9月是阳光照射强度最大的时间段，日照辐射总量约占全年辐射总量的75%，该时间段的阳光垂直入射所对应的平均安装倾角约为20度。为了更好的接受全年辐照量，最大的提高发电量，我们采用20°倾角。与独立光伏发电系统需要照顾冬天发电量不同，并网光伏发电系统只需考虑全年总发电量最大。综合考虑上网电量、可实现装机容量、发电效率、安装成本等主要因素，该光伏发电系统主要安装方式为：太阳能电池组件以20度安装角度倾斜安装，即所有可利用屋面面积太阳能光伏组件的安装方式为光伏组件电池表面与地面水平方向呈20度的倾角朝阳倾斜安装，组件的底边为水平方向。1.1.4.2电池组件倾角铺设方式的支架间距测算当光伏电站功率较大，需要前后排布太阳电池方阵，或当太阳电池方阵附近有高大建筑物或树木的情况下，需要计算建筑物或前排方阵的阴影，以确定方阵间的距离或太阳电池方阵与建筑物的距离。一般确定原则：冬至当天9:00～15:00太阳电池方阵不应被遮挡。光伏方阵阵列间距或可能遮挡物与方阵底边垂直距离应不小于D。计算公式如下：D=0.707H/tan[arcsin(0.648cos0.399sinφ)]式中：φ为纬度(在北半球为正、南半球为负)，该项目纬度取北纬27度，Η为光伏方阵阵列或遮挡物与可能被遮挡组件底边高度差，该项目如果根据上式计算，18度倾角倾斜安装时，为保证在9:00～15:00时段内前排电池板不会对后排产生影响，水平屋顶前后排电池组件之间、电池板与屋顶遮光障碍物之间最小预留前后间距为前排垂直高度的2倍。水平屋顶组件最小间距示意图折合标准光照条件下，项目建设所在地全年平均日有效日照时数3.8小时，组件朝向与建筑朝向一致，组件按前后排设置。为减少屋顶安装太阳能光伏组件所增加的荷载对建筑结构强度的影响，组件支架将生根在女儿墙上。固定倾角支架系统参见结构示意图：固定倾角支架系统正视图图表5−11固定倾角支架系统侧视图固定倾角支架系统檩条槽钢示意图1.1.4.3电池组件屋面平铺方式支架系统屋面平铺方式支架系统示意图倾角支架系统主梁受力分析1倾角支架系统主梁受力分析2倾角支架系统次梁受力分析1倾角支架系统次梁受力分析21.1.5

安装注意事项1.1.1.1电池组件安装防触电措施每个多晶硅组件开路电压为37.5V,但是若串联一定数量的太阳能电池组件，则会输出很高的直流电压，以下安全措施是防触电的有效对策：●作业时在太阳能电池组件表面铺设遮光板，遮挡太阳光。戴好低压绝缘手套。●使用已有绝缘处理的工具。●不要在雨天作业（不但存在触电隐患，而且会因湿滑导致坠落事故）。1.1.1.2组件串联电缆的连接注意事项一般的布线是指交流布线，而且负载并联接线工程占一半以上，而太阳能光伏发电系统的电气工程主要以直流布线工程为主，而且串联、并联的接线场合很多，因此对于极性要特别注意。施工必须符合相关的标准。电气施工前，请注意以下几点:1.6.电力系统设计1.6.1

接入系统方案本系统共用5台500kW逆变器。根据国家电网公司2009年7月《光伏电站接入电网技术规定》（试行），小型光伏电站接入电压等级为0.4kV；中型光伏电站接入电压等级为10‐35kV；大型光伏电站接入电压等级为66kV及以上电网。根据国家电网公司《光伏电站接入电网技术规定》，本项目新建光伏发电系统总装机容量为2.5MW，采取就地消纳，故采用0.4kV并网点，不同电压等级接入电网。满足本工程接入系统需求。建议本期光伏发电系统低压侧并网，具体以本项目的接入系统审查意见为准，最终接入系统方案以电网主管部门的接入系统报告审批意见为准。1.6.2

光伏方阵电气设计1.6.2.1系统直流侧最高工作电压在光伏并网发电系统中，系统直流侧的最高工作电压主要取决于逆变器直流侧最高电压，以及在直流回路中直流断路器额定工作电压。但设备的工作电压与设备所处的工作环境和海拔高度有关，南昌市处于北亚热带和暖温带过渡地带地区,空气相对比较潮湿，根据GB311.1《高压输变电设备的绝缘配合》、GB/T16935《低压系统内设备的绝缘配合》及直流开关、并网逆变器的资料，电站现场设备的绝缘水平应与正常使用条件基本相当。1.6.2.2组件串联方式设计在计算组件串联数量时，必须根据组件的工作电压和逆变器直流输入电压范围，同时需要考虑组件的开路电压温度系数。并网逆变器SG500K3为例，最大阵列开路电压880V，MPPT范围450V-820V。多晶240Wp组件开路电压为37.5V，峰值工作电压30V。设串联组件数为S，最多为Smax，①Smax=UDCmax/VOC=880V/37V=23.8(块),选取23块，结合厂家推荐的最佳MPPT范围560V-620V，则S=600/30=20(块)。每支路的太阳电池组件功率为20×240Wp=4800Wp。S＜Smax，每支路串联20块组件满足系统耐用及最大功率跟踪的要求。SG250K3，SG500K3同样可以选择20组件串联排列方阵。②组件串联的最大功率点电压=20×30V=600V＜880V。故设计符合要求。1.6.2.3电气系统防孤岛效应设计孤岛效应是指光伏系统并网逆变器在并入的电网失压时或电网断电时，逆变器仍然保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态，这样电力孤岛效应区域会发生电压和频率不稳定现象，有可能对外部设备造成损坏或发生触电安全事故。根据《光伏系统并网技术要求》GB/T19939‐2005对于防孤岛效应的规定：当光伏系统并入的电网失压时，必须在规定的时间内（2s内）将该光伏系统与电网断开，防止出现孤岛效应。为此，在该发电项目孤岛效应设计时，接入交流接触器对孤岛效应进行防护，即当电网电压断电时并入电网的接触器线圈失电，连接在并网回路的接触器常开触点断开，使并网回路断开逆变器停止工作，起到整体对于孤岛效应的防护作用。1.6.2.4电气系统构成选型设计太阳能光伏发电系统由光伏组件、直流汇流箱、并网逆变器、计量装置、上网配电系统及监控系统组成。太阳能通过光伏组件转化为直流电力，通过直流汇流箱汇集至并网型逆变器，将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流。直流逆变为380V交流后并入厂内电网。1.6.3系统设备选型设计1.6.3.1光伏组件选型设计对于该并网发电系统电池组件选型遵循以下原则：●在兼顾易于搬运条件下，选择大尺寸，高效的电池组件；●选择易于接线的电池组件；●组件各部分应能抗强紫外线（符合GB/T18950‐2003橡胶和塑料管静态紫外线心能测定）；线缆等应抗扭折和摩擦；目前，世界光伏市场上，主要产品为多晶硅及单晶硅太阳电池组件。英利公司具备生产多晶硅及单晶硅电池组件的技术能力，之所以选择多晶硅技术的太阳电池组件。因为较之单晶技术，具有下述优势：①低成本、工业规模化生产多晶硅技术为采用铸锭、切片技术进行工业化生产，随着切片技术的进步，硅片已经达到180uM厚度，故相较于单晶及其他太阳能电池产品，多晶硅电池更适于大规模生产，通过大规模的工业化生产，实现成本降低，从而有利于太阳能光伏发电的推广应用。②高效率本项目选用多晶硅组件的转换效率＞14%--达每平方米138瓦，代表了目前世界上商业化多晶硅组件产品的最高水平。虽然目前商业化生产的单晶硅电池的转换效率要比多晶硅高约1%，但考虑相同效率的多晶硅电池与单晶硅电池封装成组件时，由于单晶硅组件的有效发电面积少于多晶硅组件（受单晶棒直径限制，为了充分利用原材料，切割的单晶硅片的四个边角为小圆形—否则将会更加提高单晶硅片的成本，从而减少了组件的有效采光面积），所以，在相同效率的上述两种电池封装成组件之后，多晶产品的组件效率要高于单晶产品，因此，即使单晶电池效率比多晶电池要高，但在封装成组件之后，组件效率差距要小于1%。低衰减、长寿命。多晶电池组件拥有与单晶电池组件相同的寿命-长达25年，且衰减很小，20年衰减不高于20%，10年衰减不高于10%。在遵循以上组件选型原则的前提下，本项目太阳能电池组件选用235瓦高效多晶硅产品。该组件具有高转换效率、高质量，25年的使用寿命，组件安装方便、快捷，被广泛应用在BIPV等并网发电系统等领域。1.6.3.2逆变器选型设计参照标准：《光伏发电站接入电力系统技术规定》GB/Z19964‐2005《光伏系统并网技术要求》GB/T19939-2005《光伏电站接入电网技术规定》Q/GDW617-2011《光伏（PV）系统电网接口特性》GB/T20046-2006《400V以下并网光伏专用逆变器技术条件和试验方法》CGC/GF001:2009根据以上规范要求，本项目选择规格为SG500K3三相并网逆变器。之所以选择此产品，有如下考虑：①技术先进，研发力量雄厚选取一家专注于太阳能、风能等可再生能源电源产品研发、生产和销售的高新技术企业。主要产品有光伏逆变器和控制器、风机变流器、回馈式节能负载、电力系统电源等，并提供系统解决方案的设计及技术服务，是我国最大的光伏电源产品的研发生产企业，也是我国光伏和风力发电行业为数极少的掌握多项核心技术并拥有完全自主知识产权的企业之一。并网逆变器具有如下功能特点。电能质量保障。电压偏差保护。谐波和小型畸变。电压不平衡度保护。过/欠电压保护。过/欠频率保护。防孤岛效应。根据《光伏系统并网技术要求》GB/T19939-2005对于防孤岛效应的规定：当光伏系统并入的电网失压时，必须在规定的时间内（２S内）将该光伏系统与电网断开，防止出现孤岛效应。1.6.3.3电线、电缆选型设计电气连接应有牢固的机械强度使热循环引起的松动减小到最小并提供足够的电源线扣。在光伏组件和逆变器器间采用防水、机械良好和表皮防紫外线的光伏系统专用电缆连接。导线连续通过的最大电流额定值不小于总阵列短路电流的125%，并且不小于导线过电流保护器件的额定值。逆变器直流侧采用耐候性好的光伏发电系统专用铜芯软电缆（导线），电缆（导线）能够在-50℃~+100℃的环境温度下正常工作，导线耐压不小于1000V，太阳电池组件的串并联所使用的电缆线应满足抗紫外线、抗老化、抗高温、防腐蚀和阻燃等性能要求，电缆（导线）经过紫外线长期照射后不会发生硬化、绝缘降低，满足不少于20年室外使用的要求。逆变器的交流侧使用阻燃铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。采用标准：IEC60512Part3IEC60364-7-712IEC60512Part3直流电源导线应根据允许压降选择适当的截面，其计算公式如下：ΔU=IL/ΥSS:导线的截面积（mm2）I:导线通过的最大电流AL:导线长度mΥ:导电系数铝的为Υ=34铜Υ=57ΔU：允许电压降交流电源导线应根据最大负荷和电力电缆的安全载流量（即导线最大容许持续负荷）选择截面。选择导线截面，应符合下列要求：线路电压损失应满足用电设备正常工作及起动时端电压的要求；按敷设方式确定的导体载流量，不应小于计算电流；导体应满足动稳定与热稳定的要求；沿不同冷却条件的路径敷设绝缘导线和电缆时，当冷却条件最坏段的长度超过5m，应按该段条件选择绝缘导线和电缆的截面，或只对该段采用大截面的绝缘导线和电缆。导体的允许载流量，应根据敷设处的环境温度进行校正，温度校正系数可按下式计算：K＝√(t1-t2)/√(t0-t0)式中K温度校正系数；t1：导体最高允许工作温度（℃）：t0：敷设处的环境温度（℃）；t2：导体载流量标准中所采用的环境温度（℃）。导线敷设处的环境温度，应采用下列温度值：直接敷设在土壤中的电缆，采用敷设处历年最热月的月平均温度；敷设在空气中的裸导体，屋外采用敷设地区最热月的平均最高温度；屋内采用敷设地点最热月的平均最高温度（均取10年或以上的总平均值。）1.7主要产品部件清单及性能参数1.7.1

主要产品清单序号名称规格数量单位备注一主材设备费多晶硅太阳能电池板250Wp(1650*990)10000块并网逆变器500KW5台固定倾角支架系统热镀锌2500KW交流配电柜GNC交流隔离/AC400V/IP215台直流汇流箱IP6550台光伏线缆SOL-4.0SN/4mm230000米光伏专用户外型直流电缆2*35mm28000米线缆ZR-YJV22-1KV-3*70+1*352300米ZR-YJV22-10KV-3*705500米高压电缆ZR-YJV22-1KV-3*240+1*1203000米镀锌线槽100×50×1.5mm22000米300×100×1.5mm9500米防水接头串联/并联800对IP67防水户外型光伏数据采集器1套与并网逆变器配套兼容环境传感器1套光强、环境及组件温度监控系统监控微机2台含液晶显示器监控软件2套光伏系统配套专用RVVP-4*0.52000米通信电缆单色LED显示屏2套光伏电站主要产品清单1.7.2

产品性能参数1.7.2.1电池组件技术参数250Wp太阳电池组件技术参数太阳电池种类多晶硅指标单位数据峰值功率Wp250开路电压（Voc）V37.5短路电流（Isc）A8.64工作电压（Vmppt）V29.5工作电流（Imppt）A8.14最大系统电压V1000尺寸mm1560*990*40250Wp多晶硅太阳能电池组件参数图表I-V曲线1.7.2.2并网逆变器技术参数本项目所选用三相并网光伏逆变器电气参数序号名称技术指标1逆变器型号SG500KTL3隔离方式隔离3直流侧参数3.1最大直流电压900Vdc3.2最大功率电压跟踪范围450Vdc～820Vdc3.3推荐最大直流功率550kWp3.4最大直流输入电流1200A3.5最大输入路数16路4交流侧参数4.1额定输出功率500kW4.2额定输出电压和频率三相270Vac、50Hz4.3允许电网电压210Vac～310Vac4.4输出频率范围47Hz～51.5Hz4.5输出电流波形畸变率＜3%（额定功率）4.6功率因数自动运行模式：≥0.99（额定功率）调节控制模式：-0.95～+0.954.7最大交流电流1176A5系统参数1.1最大转换效率98.7%1.2欧洲效率98.5%1.3防护等级IP201.4夜间自耗电（待机功耗）＜100W1.5运行自耗电＜2kW1.6允许环境温度运行-30℃～+55℃（含加热器）存储-40℃～+70℃1.7散热方式风冷1.8允许相对湿度0～95%，无凝露6要求的电网形式IT电网7自动投运条件直流输入及电网满足要求，逆变器将自动运行8断电后自动重启时间5min9逆变器的降容系数海拔1000m1海拔2000m1海拔3000m1海拔3500m0.95海拔4000m0.910低电压穿越有11显示与通讯触摸屏/RS485通讯接口12机械参数12.1外形尺寸(深×宽×高)850*2800*2180mm12.2重量2288Kg13相关认证金太阳认证、TUV认证、KEMA认证逆变器电气参数表500KW逆变器机壳外形1.7.2.3交、直流配电设备交直流配电设备指的是并网逆变器交流侧和直流侧相衔接的配电设备，包括了直流防雷汇流箱、直流配电柜和交流配电柜等。（1）直流防雷汇流箱直流汇流箱安装在屋顶，作为连接光伏方阵与直流配电柜、并网逆变器之间重要的连接装置，起着汇流和保护的作用，通过将多路输入的光伏组件汇流成一路，并加装光伏防雷模块与直流保险，防止由于雷电流引起的过电压对设备的侵害。直流汇流箱直流防雷汇流箱的技术参数名称参数光伏阵列电压范围200～900最大光伏阵列并联输入路数20每路光伏阵列的最大电流10A直流总输出空开有光伏专用防雷模块有输出端子大小MC4防护等级IP65环境温度-25~60℃环境湿度0~95%宽/高/深（mm）400×600×200外壳材料聚碳酸酯（2）直流配电柜直流配电柜是直流接线箱汇流输出接到并网逆变器之前的起着保护与计量的作用，通过计量装置可以直观的观察方阵的电流、电压等参数，如果那部分有问题可以马上查询出大概位置，并加装光伏专用防雷模块，防止由于雷电流引起的过电压对设备的侵害。（3）交流配电柜交流配电柜是安装在并网逆变器之后，并入电网之前的起着保护与计量的作用，通过计量装置可以直观的观察整个系统的发电量和每个逆变器输入的电流等参数，并加装防雷模块，防止由于雷电流引起的过电压对设备的侵害。交流配电柜参考图1.8节能设计本工程采用绿色能源-太阳能，并在设计中采用先进可行的节电、节水及节约原材料的措施，能源和资源利用合理，设计中严格贯彻节能、环保的指导思想，在技术方案、设备和材料选择、建筑结构等方面，充分考虑了节能的要求。通过贯彻落实各项节能措施，本工程节能指标满足国家有关规定的要求。本电站建成后预计每年可为电网提供电量269万kW•h，与相同发电量的火电相比，相当于每年可节约标煤1020t(以平均标煤煤耗为360g/kW•h计)，相应每年可减少多种大气污染物的排放，其中减少二氧化碳（CO2）排放量2115吨，减少二氧化硫（SO2）排放量约20t、氮氧化物（NOX）6t、粉尘13t。可见光伏电站建设对于当地的环境保护、减少大气污染具有积极的作用，并有明显的节能、环境和社会效益。可达到充分利用可再生能源、节约不可再生化石资源的目的，将大大减少对环境的污染，同时还可节约大量淡水资源，对改善大气环境有积极的作用。本工程将是一个环保、低耗能、节约型的太阳能光伏发电项目。1.9防雷接地保护系统设计1.9.1采用的标准《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000《防雷保护》IEC62305-2006《太阳能发电系统的过压保护》IEC61173-241.9.2系统防雷光电场的防雷分为直击雷的防护和感应雷的防护，由于电池板平铺在屋顶上，所以直击雷防护主要是针对屋顶的光电场。1、直击雷的防护 电池方阵防雷。根据标准GB50057-94电池方阵按照第三类防雷建筑物（或根据建筑物等级分类）进行防雷，采用装设避雷网（带）。这部分的设计主要结合建筑物本身的外部防雷设计。2、感应雷的防护直流侧的防雷：在方阵直流接线箱和直流配电柜内部均有光伏专用避雷模块，避免因感应雷引入建筑内的造成电池组件和并网逆变器的损坏。交流侧的防雷:在交流配电柜内部也安装有交流避雷模块，避免因交流侧的过电压损坏太阳能系统内的设备。低压防雷主要防止低压设备受到过压干扰(过压类别III依据DINVDE0110-1:1997-04)；C级过压保护器，依据EDINVDE0675-6:1989-11，-6/A1:1996-03和-6/A2:1996-10标准）。防雷模块的特点： 标准组件，包括底座和保护模块 高速电流泄放 电热敏元件控制的隔离装置 由窗口红色标志反映的故障显示 多功能连接端子1.9.3系统接地具体实施方法：（1）配电盘与控制台的金属框架必须接于地网。（2）控制室内逆变器、配电柜、出线柜的金属框架及靠近这些设备的带电体的金属遮栏和金属门必须接于地网。（4）装于外部的高压断路器等其他设备必须接于地网。（5）建筑物的钢筋混凝土的构架及屋顶的防雷线必须接于地网。1.10电能计量遵循相关标准、规程要求：《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T5137《电能计量装置技术管理规程》DL/T5202《0.5s和0.55级静止式交流有功电度表》GB/T17883《多功能电能表》DL/T614《多功能电能表通信协议》DL/T645光伏电站接入电网前，应明确上网电量和用电量计量点，计量点原则上设置在电站与电网设施的产权分界处或合同协议中规定的贸易结算点；光伏发电站自用电取自外网时，应在高压引入线高压侧设置计量点。每个计量点均应装设电能计量装置。电能计量装置应符合《电能计量装置技术管理规程》DL/T5202，《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T5137的规定。本光伏发电系统，电能表采用静止式多功能表，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，采集信息接入电网调度机构的电能信息采集系统。电站的同一计量点安装同型号、同规格、准确度相同的主、副电能表各一套。主、副表有明确标志。推动光伏发电常常需要政府激励政策支持，以及伴随公众环保意识和适用的市场机制模式等。各地政府如德国、西班牙、日本及中国等国家都纷纷推出补助政策以推动太阳能光伏的发展，例如采用电费双向计量方法，供电公司会以较高的电价收购用户以太阳能光伏系统所产生的电量，并与用户从供电公司消耗的电量作比较，最后将两者费用相减就是用户所需缴付的电费，有关的原理图可见(图4-15)。2011年7月，我国已正式出台太阳能光伏发电上网电价政策（发改价格[2011]1594号），除西藏执行每千瓦时1.15元的上网电价外，其余省（区、市）上网电价均按每千瓦时1元执行。今后，国家发改委将根据投资成本变化、技术进步情况等因素适时调整。1．太阳能电池组件2．保护装置3．太阳能能电池组件直流侧4．并网逆变器5．电度表（两个电度表之差为需要缴纳的电费）光伏发电计量系统配置可逆流低压并网发电系统计量示意图1.10.1数据采集与监控装置一、数据采集器性能介绍数据采集器使用光伏专业采集模块，可与光伏并网逆变器和光伏阵列防雷汇流箱进行通讯，获取多台并网逆变器和光伏阵列防雷汇流箱（最多30台）的运行参数和工作状态，并可将相关设备信息通过RS485或Ethernet（以太网）上传到后台监控系统。可以实现远程监控、分析、采集实时数据，其特点如下：●能够即时检测运行故障●记录电站的发电量●可使用第三方软件进行数据诊断和系统配置●设定周期可以自动上传数据●安装方便，体积小，运行稳定●储存、通讯方式多样化，可通过485数据线、以太网传输和记忆卡存储。数据采集器本设备采用标准的数据通讯接口，遵循modbus协议，包括RS485/232标准串、USB、网络通讯等多种方式。数据采集器需外接供电电源AC220V，50Hz。数据采集器的应用示意图如下：二、环境监测仪性能介绍环境监测仪如下图所示，在户外安装，该装置由风速传感器、风向传感器、日照辐射表、测温探头、控制盒及支架组成，适用于气象、军事、船空、海港、环保、工业、农业、交通等部门测量水平风参量及太阳辐射能量的测量。可监测环境温度、风速、风向和辐射强度等数据，并配有RS485通讯接口，可接入并网监控装置的监测系统，实时监测环境数据。环境环境监测仪三、监控显示装置本工程的光伏并网发电系统采用高性能工业控制PC机作为系统的监控主机，配置光伏并网系统专用网络版监测软件，采用RS485或Ethernet(以太网)远程通讯方式，可以连续每天24小时对所有的并网逆变器运行状态和数据进行监测。（一）电站直流侧的监测要求直流侧测量在直流配电柜中实现，测量参数如下：◆各汇流箱的电压◆各汇流箱的电流◆直流配电柜输出电压◆直流配电柜输出电流，◆故障判定：1）任一汇流箱的电压超过配电柜输出电压的±10%；2）任一汇流箱的电流超过平均电流的±10%。◆需要计算的数据：1）各汇流箱直流功率（kW）；2）各直流配电柜的输出功率（kW）；3）电站总直流功率（kW）。◆需要存储的数据：1）每半小时电站直流总功率（kW）；2）故障记录（kW）。（二）逆变器的监测要求◆逆变器的直流输入电参数在直流配电柜内测量；◆逆变器的交流输出电参数在交流配电柜内测量。（三）交流输出的监测要求交流电参数在交流配电柜中测量：◆各台逆变器的相电流，单相电流◆交流输出总相电流，单相电流◆交流输出相电压，单相电压 ◆输出频率测量 ◆输出谐波测量，范围：奇次谐波：3‐33次，偶次谐波：2‐32次； ◆直流分量测量； ◆输出功率因数测量 ◆故障判定：1）任一相电压超出逆变器额定输出交流电压的±10%； 2）各台逆变器任一相电流超出平均相电流的±10%； 3）任一相频率超出额定频率的±1Hz； 4）各台逆变器任一相电流谐波畸变超出5%； 5）功率因数小于0.9； 6）各台逆变器任一相直流电流分量超过1A； 7）发生逆流； 8）任何一台逆变器该输出时无输出； 9）电网失电。 ◆需要计算的数据：1）