1 /19 某某 工業(yè)園屋頂分布式光伏發(fā)電 項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案 二、工程概況 理位置 本項(xiàng)目 位于 江西省萬(wàn)年縣 ，利用廠房屋頂鋪設(shè)太陽(yáng)能電池組件 。 候資源 萬(wàn)年地處江西省東北部、鄱陽(yáng)湖東南岸，屬于丘陵地區(qū)，土地面積 方公里。地理坐標(biāo)為北緯 283015 28545，東經(jīng)1164648 1171510，東西寬 47 公里，南北長(zhǎng) 43 公里。 日照 年均日照時(shí)數(shù)為 時(shí)，最長(zhǎng)月份日照時(shí)數(shù)為 時(shí)，出現(xiàn)在 7 月份；最短月份日照明數(shù)為 時(shí)，出現(xiàn)在 2 月份。年均太陽(yáng)輻射總量為 卡 /平方厘米。氣溫 年平均氣溫為 ，年均最高氣溫出現(xiàn)在 1961 年， ；極端最低溫度 ，極端最高達(dá) ； 目規(guī)模、用途 項(xiàng)目規(guī)劃裝機(jī)容量 用 260晶組件 396 塊，屋面形式為混凝土屋面，屋頂面積約 1000 ， 裝機(jī)容量為 2 /19 本工程采用分 區(qū) 發(fā)電， 組串逆變集中 并網(wǎng)方案，每個(gè)光伏發(fā)電單元的電池組件采用串聯(lián)的方式組成太陽(yáng)能電池 組串， 太陽(yáng)能電池 組串接入組串式逆變器、交流匯流箱 ， 并網(wǎng)柜集中并入廠區(qū) 線，項(xiàng)目遵循自發(fā)自用，就地消化以及余電上網(wǎng)的原則進(jìn)行并網(wǎng)。 三、 技術(shù)方案 目設(shè)計(jì)目標(biāo) 城市屋頂光伏電站的建設(shè)進(jìn)一步加強(qiáng)了光伏示范項(xiàng)目的環(huán)保示范效應(yīng)， 符合我國(guó) 21 世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略規(guī)劃；也是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，建設(shè)和諧社會(huì)的具體體現(xiàn)；同時(shí)對(duì)健全光伏產(chǎn)業(yè)鏈、推進(jìn)太陽(yáng)能利用及光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程具有非常重大的示范意義，其社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等效益顯著。 在閑置的屋頂結(jié)構(gòu)上安裝光伏陣列，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與建筑一體化，無(wú)需額外用地或增建其他設(shè)施，適用于人口密集、土地昂貴的城市建筑。由于光伏陣列 安裝在屋頂結(jié)構(gòu)上，吸收太陽(yáng)能，轉(zhuǎn)化為電能，大大降低了室內(nèi)綜合溫度，減少了墻體得熱，既節(jié)省了能源，又利于保證室內(nèi)的空氣品質(zhì)。 解用電高峰期間電網(wǎng)壓力 有資料統(tǒng)計(jì)表明，我國(guó)建筑能耗（包括建造能耗、生活能耗、采暖空調(diào)等）約占全社會(huì)總能耗的 30%，其中最主要的采暖和空調(diào)，占到 20%，在用電高峰期間，電網(wǎng)供電壓力較大。而光伏發(fā)電系統(tǒng)由于自身發(fā)電特點(diǎn)，在有日照的條件下方可發(fā)電，并且日照條件越好，系統(tǒng)出力越大。 3 /19 在化石能源逐步枯竭、環(huán)境污染日異嚴(yán)重、生態(tài)意識(shí)不斷增強(qiáng)的今天， 實(shí)現(xiàn)光電建 筑一體化 ， 避免了由于使用一般化石燃料發(fā)電所導(dǎo)致的空氣污染和廢渣污染，不產(chǎn)生固體廢棄物，又能夠優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造生態(tài)環(huán)境，改善居住條件，還將對(duì)建設(shè)生態(tài)文明與和諧社會(huì)發(fā)揮十分重要的戰(zhàn)略作用。 寧波 是典型的能源消費(fèi)型城市，正處于轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，加快推進(jìn) 寧波 能源發(fā)展既是適應(yīng)國(guó)內(nèi)外能源發(fā)展新形勢(shì)、新要求的積極舉措，也是促進(jìn) 寧波 綠色發(fā)展、提升城市形象的必然選擇 。 寧波是全省經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、最具發(fā)展活力的地區(qū)之一，潛在的電力需求十分巨大。寧波制造業(yè)已形成較為完備的制造業(yè)體系。電子產(chǎn)業(yè)、紡織產(chǎn)業(yè)、機(jī)械制造、化工產(chǎn)業(yè)及食品飲料等發(fā)展迅猛，從中長(zhǎng)期看，寧波市電力工業(yè)將保持持續(xù)較快增長(zhǎng)，隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng)和人民生活水平的提高，電力增長(zhǎng)空間仍然較大。 本項(xiàng)目的建設(shè)是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、建成資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，落實(shí)“節(jié)能減排”戰(zhàn)略目標(biāo)的具體體現(xiàn) 。 可 降低煤炭比重，大力增加清潔能源供應(yīng)，將緩解環(huán)境治理壓力，提高 城市 的綠色發(fā)展水平。 計(jì)原則 1 穩(wěn)定性 太陽(yáng)能發(fā)電運(yùn)行的成熟穩(wěn)定性至關(guān)重要，本系統(tǒng)將采用先進(jìn)成熟的技術(shù)與設(shè)備，結(jié)合完善的保護(hù)措施，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。 2 先進(jìn)性 4 /19 本項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)配置、選擇先進(jìn)的關(guān)鍵設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能控制，以保證系統(tǒng)的先進(jìn)性。 3 高效性 選用高效的電氣設(shè)備，降低設(shè)備損耗；光伏組件到逆變器以及從逆變器到并網(wǎng)點(diǎn)的電力電纜應(yīng)盡可能保持在最短距離，減小線路損失，提高系統(tǒng)的輸出能量。 4 展示性 太陽(yáng)能光伏發(fā)電是新能源的重要部分，本項(xiàng)目將不僅體現(xiàn)光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)水平，緩解當(dāng)?shù)毓╇妷毫?，還將體現(xiàn)對(duì)可再生能源的重視 ，因此系統(tǒng)的展示性不可忽視。本項(xiàng)目將有良好的展示效果，可向當(dāng)?shù)卣褪忻裰庇^展示清潔能源的有效利用，宣揚(yáng)環(huán)保理念，同時(shí)還可作為業(yè)主單位的展示基地。 計(jì)依據(jù) 1）業(yè)主方提供的相關(guān)圖紙。 2）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)： 國(guó)家電網(wǎng)公司 光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定 0904 光電器件； 1173 光電功率發(fā)生系統(tǒng)過(guò)壓保護(hù) 1215 晶體硅地 面 光伏電池組件 設(shè)計(jì)鑒定和定型 ； 1204 直流輸出低壓供電裝置 全要求 ； 1000 電磁兼容 第 4分 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) /19 能質(zhì)量 0364 建筑物電氣裝置 第 7分： 特殊裝置或場(chǎng)所的要求 太陽(yáng)光伏（ 電系統(tǒng) 1721 光電模塊對(duì)意外碰撞的承受能力（抗撞擊試驗(yàn)）； 0364 建筑物的電氣設(shè)施； 0269 低壓熔斷器 T 191 包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志 T 18479 地面用光伏（ 電系統(tǒng) 概述和導(dǎo)則 T 19939 2005 光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求 Z 19964 2005 光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定 T 光伏器件 第 2 部分 ： 標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)電池的要求 ； T 20046 2006 光伏 (系 統(tǒng) 電 網(wǎng) 接 口 特 性 (1727:2004， T 2297 太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)術(shù)語(yǔ) T 2001 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程試驗(yàn) A：低溫試驗(yàn)方法 T 2001 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程試驗(yàn) B：高溫試驗(yàn)方法 T 2001 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程試驗(yàn) 備用恒定濕熱試驗(yàn)方法 208 外殼防護(hù)等級(jí) (碼 )(0529:1998) 6 /19 1993 半導(dǎo)體變流器應(yīng)用導(dǎo)則 T 12325 電能質(zhì)量 供電電壓偏差 T 12326 電能質(zhì)量 電壓波動(dòng)和閃變 T 14549 電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波 T 15543 電能質(zhì)量 三相電壓不平衡 T 448 電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)定 T 614 多功能電能表 T 645 多功能電能表通信協(xié)議 T 5202 電能量計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 T 11127 光伏（ 電系統(tǒng)過(guò)電壓保護(hù) 2009 并網(wǎng)光伏發(fā)電 系統(tǒng)工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范 分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目接入系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)國(guó)家電網(wǎng)公司 載荷分析 通?；炷廖菝嬖O(shè) 計(jì)荷載為 200米，本項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，組件及混凝土壓塊總荷載小于 75米。彩鋼瓦屋面采用輕質(zhì)鋁合金導(dǎo)軌安裝組件支架，屋頂設(shè)計(jì)荷載為 100米，本項(xiàng)目組件安裝每平米的荷載小于 75米。 由上述分析可見(jiàn)，光伏系統(tǒng)各項(xiàng)荷載指標(biāo)均符合建筑屋頂?shù)囊?guī)范設(shè)計(jì)要求，對(duì)已有建筑屋頂不存在結(jié)構(gòu)安全的影響。 項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，將對(duì)業(yè)主提供的廠房屋面圖紙及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行載荷復(fù)核，如有必要，將采取加固措施，確保項(xiàng)目實(shí)施萬(wàn)無(wú)一失 7 /19 筑一體化設(shè)計(jì) 本項(xiàng)目光伏發(fā)電，在屋頂上均勻布置受力點(diǎn)后安裝組件支架及梁柱 上，彩鋼瓦屋面采用平鋪方案進(jìn)行布置。具體方案如下： 圖 3 1 光伏建筑一體化系統(tǒng)示意圖 支架安裝方案 本項(xiàng)目涉及的建筑為鋼筋混凝土屋面面，因此支架安裝將根據(jù)不同類型的屋面分別采取相應(yīng)的實(shí)施方案。 混凝土屋面 涉及混凝土屋面安裝的擬采用沿屋面散水呈傾角或平鋪安裝（具體根據(jù)項(xiàng)目地實(shí)際情況選擇）。為避免對(duì)屋面現(xiàn)有防水層造成破壞，因此采用不穿透屋面的壓塊配重固定方式，即用混凝土壓塊將安裝支架固定于現(xiàn)場(chǎng)屋面，再將太陽(yáng)板固定其上的方式，具體安裝方式如下： 8 /19 圖 3 2 混凝土結(jié)構(gòu)屋面支架示意圖 該實(shí)施方案無(wú)需考慮破壞屋頂結(jié)構(gòu)，安裝所需材料規(guī)格統(tǒng)一?？蓪?shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)加工量小，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響小，工期短，方案經(jīng)濟(jì)性高。 類似項(xiàng)目安裝效果圖 9 /19 圖 3 4 混凝土屋面 網(wǎng)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要部件為太陽(yáng)能光伏組件和并網(wǎng)逆變器。并網(wǎng)系統(tǒng)的基本構(gòu)成見(jiàn)圖 3 6： 圖 3 6 并網(wǎng)系統(tǒng)原理圖 該光伏電站建設(shè)完成后分別并入廠區(qū) 10網(wǎng)，并網(wǎng)運(yùn)行，給 10 /19 廠區(qū)提供電力補(bǔ)充。當(dāng)光照充足時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電力輸入場(chǎng)區(qū)電網(wǎng)，作為補(bǔ)充供場(chǎng)區(qū)設(shè)備使用，光伏電站所發(fā)電不足以供設(shè)備使用時(shí)，從電 網(wǎng)獲取電能。 光伏 電氣 接入方案 具體 光伏 電氣接入方案參考國(guó)家電網(wǎng)公司提供的 分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目接入系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)以及當(dāng)?shù)毓╇姽镜囊蟆?圖 3 7 接入方案示意圖 3. 8 低壓電纜、導(dǎo)線的選型及敷設(shè) 所選電纜的橫截面積和連接器容量必須滿足最大系統(tǒng)短路電流（用于單個(gè)組件的電纜線材質(zhì)和橫截面積推薦為銅芯，耐壓 1000V，連接器的額定電流大于 10A）。方陣內(nèi)部和方陣之間的連接選取的電纜額定電流為計(jì)算所得電纜中最大連續(xù)電流的 。 逆變器連接選取的電纜額定電流為計(jì)算所得電纜中最大連續(xù)電流的 。 單回路穿鍍鋅金屬電管或 管敷設(shè)。多回路匯總后沿電纜溝/鋁合金線槽敷設(shè)。線管管徑和鋁合金線槽截面面積需滿足相關(guān)電氣 11 /19 設(shè)計(jì)規(guī)范。電纜、導(dǎo)線在線槽內(nèi)應(yīng)做固定。 雷和接地設(shè)計(jì) 光伏系統(tǒng)設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性的技術(shù)措施主要涉及到防雷和接地的專項(xiàng)措施。 1、直流側(cè)防雷措施：電池支架應(yīng)保證良好的接地，光伏電池陣列連接電纜接入組串逆變器，含高壓防雷器保護(hù)裝置； 2、交流側(cè)防雷措施：每臺(tái)交流匯流箱及升壓變壓器等設(shè)備，均裝有防雷器，可有效地避免雷擊和電網(wǎng)浪涌導(dǎo)致設(shè)備的損壞； 3、本工程電氣配電裝置采用全戶內(nèi)布置，為 使光伏電池組件和相關(guān)電器設(shè)備受到直擊雷和感應(yīng)雷的雷擊時(shí)能有可靠的保護(hù)，光伏方陣支架防雷使用建筑原有防雷系統(tǒng)。為保證人身安全，所有電氣設(shè)備都接入建筑的防雷接地系統(tǒng)，并將電氣設(shè)備外殼接地。連接點(diǎn)測(cè)量接地電阻值按小于 4考慮。 4、所有的機(jī)柜要有良好的接地。 5、對(duì)于安裝在屋頂或建筑物上的光伏系統(tǒng)，特別是在雷暴多發(fā)地區(qū)，必須配備防雷裝置，以防止直擊雷對(duì)系統(tǒng)的損壞；防雷裝置接地必須可靠，光伏組件支架必須正確接地。使用推薦的連接端子并將接地電纜良好地連接，固定到組件框架上，使用經(jīng)過(guò)電鍍處理的支撐框架，以保證電路導(dǎo)通良 好。 6、本工程低壓配電系統(tǒng)接地型式采用 統(tǒng)。其中性線和保護(hù)地線（ 接地點(diǎn)后要嚴(yán)格分開(kāi)。凡正常不帶電，而當(dāng)絕緣破壞有可能呈現(xiàn)電壓的一切電氣設(shè)備金屬外殼均應(yīng)可靠接地。 整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)多種保護(hù)如過(guò) /欠壓，過(guò)流，過(guò)載，防雷等保護(hù)功實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。 12 /19 據(jù)采集和監(jiān)測(cè)、控制顯示系統(tǒng) 本項(xiàng)目涉及到多點(diǎn)并網(wǎng)，因此可以采取分布式和集中式相結(jié)合的監(jiān)測(cè)控制方案。由于各光伏并網(wǎng)逆變器都自帶數(shù)據(jù)采集模塊和 且采用同一廠家的產(chǎn)品，所以可以很方便地通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)線、光伏專用監(jiān)控軟件，進(jìn)行單點(diǎn)和集中監(jiān)測(cè)和控制。 對(duì)于運(yùn)行的光伏電站系統(tǒng)，需要監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)有太陽(yáng)輻射量、光電池電壓及電流、電池組件溫度、逆變器輸入 /輸出電壓及電流、控制室溫度等。由于采集參數(shù)的多樣性和分散性，系統(tǒng)采用了分布式數(shù)據(jù)采集的結(jié)構(gòu)模式。所謂分布式數(shù)據(jù)采集，就是利用電量隔離變送器、溫度傳感器、太陽(yáng)輻射測(cè)量?jī)x等設(shè)備就近分散采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，通過(guò)智能數(shù)據(jù)采集模塊的 行數(shù)據(jù)總線技術(shù)將采集到的數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理。智能數(shù)據(jù) 采集模塊中設(shè)有獨(dú)立的中央處理模塊，可以在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波和簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理，然后通過(guò) 據(jù)總線將處理后的數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)，監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)將各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和處理。 電站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件的主要功能是數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、存儲(chǔ)和查詢。采集的主要參數(shù)是光伏組件輸出的電參數(shù)、累計(jì)電能、逆變器的輸入輸出參數(shù)、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度等信號(hào)。采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后，加入數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備查詢。可實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)入各個(gè)監(jiān)測(cè)界面，點(diǎn)擊功能控制鍵，可查看數(shù)據(jù)趨勢(shì)曲線、查詢歷史數(shù)據(jù)等操作，并生成數(shù)據(jù)報(bào)表。 若外接打印機(jī)，可打印指定的報(bào)表。監(jiān)測(cè)軟件還設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)功能，采用上位機(jī)和下位機(jī)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。 13 /19 圖 3 8 光伏系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)控制架構(gòu)圖 要產(chǎn)品、部件 選型 及性能參數(shù) （ 1） 電池組件的技術(shù)性能 太陽(yáng)能 電池組件 是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分 ，它通過(guò)光電轉(zhuǎn)換效應(yīng) 將太陽(yáng)的輻射 能量 轉(zhuǎn)換為電能 （直流電） 。 根據(jù)對(duì)目前幾種太陽(yáng)能電池組件的比較， 并結(jié)合建筑情況， 本項(xiàng)目 擬 采用 250效多晶硅 太陽(yáng)能電池組件。電池組件 主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表： 電池組件性能參數(shù)表 多晶硅組件參數(shù) 峰值功率 （ 260路電流 （ 路電壓 （ 值電壓 (37V 峰值電流 (形尺寸 (1650*992*40 重量 (20 (2) 逆變器的技術(shù)性能 ： 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成直流電能后，再通過(guò)逆變器將直流 14 /19 電逆變?yōu)?50380V 的三相交流電。在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，逆變控制部分擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)的 C 轉(zhuǎn)換，并準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)換電壓、頻率、相位、諧波含量等重要指標(biāo)，同時(shí)，負(fù)責(zé)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)各部分與公共電網(wǎng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，并對(duì)系統(tǒng)可能發(fā)生的各種異常狀態(tài)進(jìn)行保護(hù)，它是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。 本項(xiàng)目配備合適容量的 組串式 逆變器，經(jīng)比較，擬選用 國(guó)內(nèi)品牌錦浪 逆變 器 。該產(chǎn)品質(zhì)量可靠，性能完善。該產(chǎn)品具有如下技術(shù)特點(diǎn)： 滿足德國(guó)要求的有功夠率降額功能 多種語(yǔ)言液晶顯示功能，可自由設(shè)置。 多種通訊接口可以選擇，方便實(shí)現(xiàn)上機(jī)位控制。 寬直流電壓輸入范圍。 低電壓穿越功能 模塊化設(shè)計(jì)方便安裝與維護(hù) 完善的保護(hù)功能，系統(tǒng)的可靠性更高 擬 選用的逆變器為 通過(guò)金太陽(yáng)認(rèn)證的 并網(wǎng)型逆變器，在運(yùn)行過(guò)程中，實(shí)時(shí)采集交流電網(wǎng)的電壓信號(hào)，通過(guò)閉環(huán)控制，使逆變器的交流輸出相位與電網(wǎng)保持一致。 并網(wǎng)逆變器參數(shù)見(jiàn)下表： 額定功率（ 20 允許最大電池方陣功率 (22 最大輸入電壓（ 1000 最大輸入電流（ 18 圍 (200定交流輸出功率 (20 最大輸出功率 (22 電網(wǎng)額定電壓 (380 額定電網(wǎng)頻