【文章內(nèi)容簡介】 2035小時10175萬KWh 22 第二十二年2016小時10080萬KWh 23 第二十三年1997小時9985萬KWh 24 第二十四年1978小時9890萬KWh 25 第二十五年1959小時9795萬KWh 二十五年共發(fā)電：273375萬KWh 3 電站接入系統(tǒng) 本工程裝機容量為50MW（一期10MW,二期20MW，三期20MW），地址位于吉林省通榆縣。一期工程擬設(shè)置 2 臺變壓器，以T 接方式接入20 kV 線路。該電站場址離20KV 線路 僅 200m，而且通訊方便。4 建設(shè)規(guī)模和總體方案 通榆有著極為豐富的太陽能資源和適合的土地資源，有條件建設(shè)大規(guī)模的太陽能電站。本項目擬在通榆新華建設(shè)50MW 并網(wǎng)光伏電站，系統(tǒng)設(shè)有儲能裝置，太陽電池將日光轉(zhuǎn)換成直流電，通過逆變器變換成交流電，通過升壓變壓器升壓并將電力輸送到電網(wǎng)。有陽光時，光伏系統(tǒng)將所發(fā)出的電輸入電網(wǎng)，沒有陽光時不發(fā)電。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障或變電站由于檢修臨時停電時，光伏電站也會自動停機不發(fā)電；當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)后，光伏電站會檢測到電網(wǎng)的恢復(fù)，而自動恢復(fù)并網(wǎng)發(fā)電。5 光伏電站框圖和設(shè)備選型 光伏組件及其陣列設(shè)計 根據(jù)通榆項目當(dāng)?shù)氐木暥群筒煌瑑A角方陣面全年所接受的日照輻射量分布情況，本工程光伏組件采取最佳傾角固定安裝方式。整個50MW光伏發(fā)電系統(tǒng)在并入電網(wǎng)之前分成不同的子系統(tǒng)，即獨立模塊，每個模塊根據(jù)自身安裝功率選擇相應(yīng)的逆變器或逆變器組合將光伏組件所輸出直流電逆變?yōu)榻涣麟?，并最終通過升壓變壓器升壓，接入當(dāng)?shù)毓搽娋W(wǎng)。 太陽電池選型 為對比不同材料光伏組件的各項性能指標(biāo)，本50MW并網(wǎng)光伏發(fā)電工程擬采用（）標(biāo)準(zhǔn)測試條件（STC）為標(biāo)準(zhǔn)條件下：、1000W/㎡的輻照度、25℃的電池溫度： TFSMT2 標(biāo)準(zhǔn)條件下穩(wěn)定功率 Wp＝46W177。5% 額定工作電壓 Vm＝60V177。5% 額定工作電流 Im＝177。5% 開路電壓 Voc ＝79V177。5% 短路電流 Isc ＝177。5% 溫度系數(shù) Pm＝％/℃ 旁路二極管 10A 1000V 最大系統(tǒng)電壓 1000V 橫向結(jié)構(gòu) 激光式樣 邊框 鋁合金，表面陽極氧化 尺寸(寬*長*厚)2100*1200*80mm 工作溫度40～90℃ 重量 15Kg 固定光伏組件模塊 由于太陽能電池組件和并網(wǎng)逆變器都是可根據(jù)功率、電壓、電流參數(shù)相對靈活組合的設(shè)備，整個50MW光伏發(fā)電項目可采用模塊化設(shè)計、安裝施工。模塊化的基本結(jié)構(gòu)：50MW太陽能電池組件由165個子系統(tǒng)組成，采用固定傾角安裝。每個子系統(tǒng)主要由光伏陣列、相應(yīng)功率的逆變器以及各級配電裝置構(gòu)成。這樣設(shè)計有如下好處 ●各子系統(tǒng)各自獨立，便于實現(xiàn)梯級控制，以提高系統(tǒng)的運行效率； ●每個子系統(tǒng)是單獨的模塊，由于整個50MW光伏系統(tǒng)是多個模塊組成，各模塊該又由不同的逆變器及與之相連的光伏組件方陣組成組成，系統(tǒng)的冗余度高，不至于由于局部設(shè)備發(fā)生故障而影響到整個發(fā)電模塊或整個電站，且局部故障檢修時不影響其 他模塊的運行； ●有利于工程分步實施； 各子系統(tǒng)組件安裝方式及數(shù)量 根據(jù)本項目所在當(dāng)?shù)鼐暥?，在緯度角附近的朝向正南傾斜面上全年所接受日照輻射總量最多，oo o本工程所在地緯度為44，對固定支架安裝，本工程擬采用朝向正南（方位角0）34 固 定傾角安裝。 太陽電池方陣間距計算 在北半球，對應(yīng)最大日照輻射接收量的平面為朝向正南，與水平面夾角度數(shù)與當(dāng)?shù)鼐暥认喈?dāng)?shù)膬A斜平面，固定安裝的光伏組件要據(jù)此角度傾斜安裝。陣列傾角確定后，要注意南北向前后陣列間要留出合理的間距，以免前后出現(xiàn)陰影遮擋，前后間距為：冬至日（一年當(dāng)中物體在太陽下陰影長度最長的一天）上午9：00到下午3：00，組件之間南北方向無陰影遮擋。固定方陣安裝好后傾角不再調(diào)整或人工季節(jié)性調(diào)整。固定光伏組件方陣的支架采用鍍鋅型鋼插入支架 計算當(dāng)光伏組件方陣前后安裝時的最小間距D 一般確定原則：冬至當(dāng)天早9：00至下午3：00太陽能電池組件方陣不應(yīng)被遮擋。計算公式如下： D=cosβL，L=H/tanα，α=arcsin(sinφsinδ+cosφcosδcosω)，即等于： D=cosβH/tan[arcsin()] 太陽高度角的公式：sinα=sinφsinδ+cosφcosδcosω 太陽方位角的公式：sinβ=cosδsinω/cosα 式中：φ為當(dāng)?shù)鼐暥龋?δ為太陽赤緯， 度； ω為時角，上午9:00 的時角為45 度。光伏組件排布方式為： 176。，地面坡度約為5 度，經(jīng)計算，在當(dāng)?shù)毓夥M件傾角為緯度角34177。1176。范圍內(nèi)的平面上所接受太陽輻射量最大，本工程擬以 34176。傾角朝向正南固定安裝光伏組件。組件傾斜34176。后，組件上緣與下緣產(chǎn)生相對高度差，陽光下組件產(chǎn)生陰影，為保證在本項目選址地處，冬至日上午九時到下午三時子方陣之間不形成陰影遮擋，經(jīng)計算，各類型組件傾斜后組件上緣與下緣之間相對高度與前后排安裝距離1500mm 子系統(tǒng)陣列設(shè)計 根據(jù)上述參數(shù)并匹配逆變器參數(shù)，我們選用多晶硅太陽能電池，每個太陽能電池串列可采用 6*12 塊電池組件串聯(lián)組成。由于每個電池串列的電流較小，所以先將 4 個電池串列通過防水三通進行并聯(lián)作為 1 路 6 路作為一組并聯(lián)接入一個匯流箱 綜上所述，每個300kW 的并網(wǎng)發(fā)電單元需配置724 個電池串列，即有 7240 塊電池組件。整個系統(tǒng)有165個300kW 并網(wǎng)發(fā)電單元，需配置90500 個電池串列，即有204082 塊電池組件，總功率約為50MW。 光伏電站系統(tǒng)構(gòu)成總結(jié) 本50MW(并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組件、方陣防雷接線箱、并網(wǎng)逆變器、配電保護系統(tǒng)、電力變壓器和系統(tǒng)的通訊監(jiān)控裝置組成。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要組成如下： ●50MW多晶硅太陽能電池組件及其支架； ●直流監(jiān)測配電箱； ●光伏并網(wǎng)逆變器； ●配電裝置（交流配電和升壓變壓器）； ●系統(tǒng)的計算機監(jiān)控裝置； ●系統(tǒng)的防雷及接地裝置； ●土建、配電房等基礎(chǔ)設(shè)施； 6 電氣設(shè)計 電氣一次部分 電氣主接線光伏電站電氣主接線 本工程裝機容量為 50MW，擬采用單機容量為 300kW 的逆變器，將整個發(fā)電系統(tǒng)分為 165 個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)配置 1 臺逆變器。每 2MW 設(shè)置 1 臺升壓變，容量按 2000kVA 考慮，電壓比為20/。整個電站共配置2 臺升壓變。各子系統(tǒng)通過 電纜將電能輸送至升壓站，升壓站內(nèi)設(shè)置 配電裝置及20kV 配電裝置，主變壓器露天布置。20kV 配電裝置采用單母線接線。本工程中光伏電站的總裝機容量在電網(wǎng)系統(tǒng)中所占比例較小，并網(wǎng)時在電壓偏差、頻率、諧波和功率因數(shù)方面應(yīng)滿足實用要求并符合標(biāo)準(zhǔn)。光伏電站運行時，選用的逆變器裝置產(chǎn)生的諧波電流的總諧波畸變率控制在 5%以內(nèi)，符合《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》（GB 145491993）和中國相關(guān)法規(guī)的規(guī)定。光伏電站并網(wǎng)運行時，并網(wǎng)點的三相電壓不平衡度不超過《電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度》（GB 155431995）規(guī)定的數(shù)值，％。這也符合中國相關(guān)法規(guī)的規(guī)定 本工程選配的逆變器裝置輸出功率因數(shù)能達到 ，可以在站內(nèi)升壓至 20kV 電壓等級接入電力系統(tǒng)。無功補償裝置的設(shè)置待接入系統(tǒng)設(shè)計確定。光伏電站站用電 因光伏電站無人值守，用電負(fù)荷非常少，站用電源考慮從附近的380V 線路引接。 主要電氣設(shè)備選擇 ☆（1）升壓變及高低壓配電裝置的選擇 升壓變選擇用免維護的干式變壓器。高壓開關(guān)柜選用中壓環(huán)網(wǎng)柜，配負(fù)荷開關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器，低壓開關(guān)柜選用GCS 低壓抽出式開關(guān)柜。（2）20/ 配電變壓器的保護 20/ 配電變壓器的保護配置采用具有接通、隔斷和接地功能的三工位負(fù)荷開 關(guān)加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合的保護配置，既可提供額定負(fù)荷電流，又可斷開短路電流，并具備開合空載變壓器的性能，能有效保護配電變壓器。（3）高遮斷容量后備式限流熔斷器的選擇 由于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的造價昂貴，在發(fā)生線路故障時，要求線路切斷時間短，以保護設(shè)備。高遮斷容量后備式限流熔斷器選擇美國Samp。C 公司的熔斷器及熔絲，該類產(chǎn)品具有精確的時間電流特性；有良好的抗老化能力；達到熔斷值時能夠快速熔斷；要有良好的切斷故障電流能力，可有效切斷故障電流等特性。通過選用性能優(yōu)良的熔斷器，能夠大大提高線路在故障時的反應(yīng)速度，降低事故跳閘率，更好地保護整個光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。（4）中壓防雷保護單元 中壓防雷保護單元選用復(fù)合式過電壓保護器，該過電壓保護器采用硅橡膠復(fù)合外套整體模壓一次成形，外形美觀，引出線采用硅橡膠高壓電纜，除四個線鼻子為裸導(dǎo)體外，其他部分被絕緣體封閉?？捎行拗拼髿膺^電壓及各種真空斷路器引起的操作過電壓，對相間和相對地的過電壓均能起到可靠的限制作用。該產(chǎn)品可直接安裝在高壓開關(guān)柜的底盤或互感器室內(nèi)。安裝時，只需將標(biāo)有接地符號單元的電纜接地外，其余分別接A、B、C 三相即可。（5）中壓電能計量表 中壓電能計量表是真正反應(yīng)整個光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的計量裝置，其準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性十分重要。采用性能優(yōu)良的高精度電能計量表至關(guān)重要。為保證發(fā)電數(shù)據(jù)的安全，在高壓計量回路同時裝一塊機械式計量表，作為 IC 式電能表的備用或參考。該電表不僅要有優(yōu)越的測量技術(shù)，還要有非常高的抗干擾能力和可靠性。同時，該電表還可以提供靈活的功能：顯示電表數(shù)據(jù)、顯示費率、顯示損耗（ZV）、狀態(tài)信息、警報、參數(shù)等。此外，顯示的內(nèi)容、功能和參數(shù)可通過光電通訊口用維護軟件來修改。通過光電通訊口，還可以處理報警信號，讀取電表數(shù)據(jù)和參數(shù)。（6）監(jiān)控裝置 采用高性能工業(yè)控制 PC 機作為系統(tǒng)的監(jiān)控主機，配置光伏并網(wǎng)系統(tǒng)多機版監(jiān)控軟件，采用 RS485 通訊方式，連續(xù)每天 24 小時不間斷對所有并網(wǎng)逆變器的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)進行監(jiān)測。能實時顯示電站的當(dāng)前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計總發(fā)電量、累計 CO2 總減排量以及每天發(fā)電功率曲線圖?？刹榭疵颗_逆變器的運行參數(shù)，主要包括：直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、交流電流、逆變器機內(nèi)溫度、時鐘、頻率、當(dāng)前發(fā)電功率、日發(fā)電量、累計發(fā)電量、累計 CO 減排量、每天發(fā)電功率曲線圖等。所有逆變器的運行狀態(tài)，采用聲光報警方式提示設(shè)備出現(xiàn)故障，可查看故障原因及故障時間，監(jiān)控的故障信息至少包括以下內(nèi)容：電網(wǎng)電壓過高、電網(wǎng)電壓過低、電網(wǎng)頻率過高、電網(wǎng)頻率過低、直流電壓過高、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路、散熱器過熱、逆變器孤島、DSP 故障、通訊失敗等。此外，監(jiān)控裝置可每隔 5 分鐘存儲一次電站所有運行數(shù)據(jù)，可連續(xù)存儲20 年以上的電站所有的運行數(shù)據(jù)和所有的故障紀(jì)錄。監(jiān)控軟件具有集成環(huán)境監(jiān)測功能，主要包括日照強度、風(fēng)速、風(fēng)向、室外和室內(nèi)環(huán)境溫度和電池板溫度等參量。（7）環(huán)境監(jiān)測儀 本系統(tǒng)配置 1 套環(huán)境監(jiān)測儀，用來監(jiān)測現(xiàn)場的環(huán)境溫度、風(fēng)速、風(fēng)向和輻射強度等參量，其 RS485 通訊接口可接入并網(wǎng)監(jiān)控裝置的監(jiān)測系統(tǒng)，實時記錄環(huán)境數(shù)據(jù)。（8）過電壓保護及接地 為了保證本工程光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)安全可靠，防止因雷擊、浪涌等外在因素導(dǎo)致系統(tǒng)器件的損壞等情況發(fā)生，系統(tǒng)的防雷接地裝置必不可少。（9）過電壓保護 本工程光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的防雷接地裝置按三級防雷建筑物考慮，構(gòu)筑物的防雷主要采用避雷帶進行防雷保護。并根據(jù)廠地實際情況適當(dāng)布置避雷針以防直擊雷的危害。對于運行設(shè)備的投入或退出，電力系統(tǒng)的故障等情況而導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)的改變，結(jié)果形成電氣設(shè)備內(nèi)部過電壓情況，采取在20kV 高壓開關(guān)柜的出線端加裝過電壓保護器措施。（10）接地 本工程的接地主要包括以下幾個方面： ① 防雷接地 包括避雷帶以及低壓避雷器等。② 工作接地 包括逆變器的中性點、電壓互感器和電流二次側(cè)線圈。③ 保護接地 包括太陽能電池支架、控制器、逆變器、配電柜外殼、電纜外皮、穿線金屬管道的外皮。④ 屏蔽接地 包括電子設(shè)備的金屬屏蔽 本工程接地網(wǎng)設(shè)計原則為以水平接地體為主，輔以垂直接地體的人工復(fù)合接地網(wǎng)，接地電阻應(yīng)不大于4?。接地裝置的電位、接觸電位差和跨步電壓差均能滿足要求。接地網(wǎng)經(jīng)常有人的走道處應(yīng)鋪設(shè)礫石，瀝青路面下或在地下裝設(shè)兩條與接地網(wǎng)相連的“帽 檐式”均壓帶。水平接地體采用鍍鋅扁鋼,垂直接地體采用鍍鋅鋼管。（11）照明和檢修網(wǎng)絡(luò) 本工程采用照明與動力混合供電的方式。正常照明網(wǎng)絡(luò)電壓為 380/220V。事故照明采用應(yīng)急燈，不設(shè)置廠區(qū)照明。檢修電源設(shè)置檢修箱，由配電間供電。檢修配電箱的容量應(yīng)根據(jù)其檢修范圍內(nèi)檢修用電焊機 臺數(shù)和檢修負(fù)荷大小確定，每個檢修單元的檢修配電箱應(yīng)連接成檢修網(wǎng)絡(luò)。（12）電纜設(shè)施及防火 ① 電纜的選取 本 50MW 太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)電纜的選取主要考慮以下因數(shù)：電纜的絕緣性能、電纜的耐熱阻燃性能、電纜的防火防光、電纜的敷設(shè)方式、電纜的大小與規(guī)格等。綜合以上因數(shù)，本工程中，組件與組件之間的連接電纜選用耐熱、防化學(xué)物質(zhì)、防潮、防暴曬電纜；方陣內(nèi)部和方陣之間的連接電纜選用防潮、防暴曬電纜。20kV 電力電纜選用銅芯交聯(lián)聚乙烯電纜、400V 電力電纜選用銅芯聚氯乙烯電纜。② 電纜設(shè)施 配電室內(nèi)主要采用電纜溝，廠區(qū)主要采用電纜溝與穿管相結(jié)合的方式。輔助廠房內(nèi)采用橋架及電纜溝相結(jié)合的敷設(shè)方式。③ 電纜防火 為防止電纜著火時火災(zāi)蔓延造成嚴(yán)重的后果，本期工程采取以下措施： 1)配電室內(nèi)及由配電室引出的電力電纜、控制電纜、測量信號電纜均采用阻燃措施。2)在電纜溝分支處和進入建筑物的入口處應(yīng)設(shè)立防火門或防火隔斷。廠區(qū)部分的 溝道每隔 60m 應(yīng)設(shè)防火墻。3)在電纜敷設(shè)完成后，將所有的電纜孔洞，所有高低壓開關(guān)柜、控制屏、保護屏、動力箱、端子箱處要求采用有效阻燃材料進行防火封堵。（13）逆變器 并網(wǎng)型逆變器選型時除應(yīng)考慮具有過/欠電壓、過/欠頻率、防孤島效應(yīng)、短路保護、逆向功率保護等保護功能外，同時應(yīng)考慮其電壓（電流）總諧波畸變率較小，以盡可能減少對電網(wǎng)的干擾。整個光伏系統(tǒng)采用若干組逆變器，每個逆變器具有自動檢測功能，并能夠隨著太陽能組件接受的功率，以最經(jīng)濟的方式自動識別并投入運行。本工程擬選用的 Solarmax300C 逆變器功率為 300kW，輸入直流電壓范圍為DC430800V，最大允許輸入電壓900V，輸出交流電壓為380V，諧波畸變率小于 3%（13）匯流箱 每個逆變器都連接有若干串光伏組件，這些光電組件通過匯流箱和直流配電柜連接到逆變器。匯流箱滿足室外安裝的使用要求，絕防護等級達到 IP54，同時可接入