【正文】 南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電 示范 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 35 (3) 信號(hào)輸入方式 模擬量輸入：間 隔層測(cè)控單元電氣量除直流電壓、溫度通過(guò)變送器輸入外，其余電氣量采用交流采樣，輸入 CT、 PT 二次值，計(jì)算 I、 U、 P、 Q、 F、 CosΦ；對(duì)于要。 (c) 脈沖量的采集處理 有分時(shí)段、分方向的脈沖累計(jì)功能，脈沖計(jì)數(shù)帶時(shí)標(biāo)存儲(chǔ)。 設(shè)備異常報(bào)警：當(dāng)被監(jiān)測(cè)的設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，出現(xiàn)設(shè)備變位指示或異常報(bào)警，其報(bào)警信息包括報(bào)警條文、事件性質(zhì)及報(bào)警時(shí)間。 追憶記錄：對(duì)要求追憶的模擬量，追憶記錄事故前 1 分鐘至事故后 5 分鐘的采集數(shù)據(jù)。 (2) 采集信號(hào)的處理 (a) 模擬量的采集處理 定時(shí)采集：按掃描周期定時(shí)采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換、濾波、精度檢驗(yàn)及數(shù)據(jù)庫(kù)更新等。 模擬量：電流、 電壓、有功功率、無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)和溫度量 脈沖量：有功電能及無(wú)功電能?？勺鳛楸鹃g隔保護(hù)裝置的通信管理單元提供以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線等接入發(fā)電電氣監(jiān)控系統(tǒng)。 主控層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用雙以太網(wǎng)，主控層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)可擴(kuò)展，以便和其他設(shè)備接口。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為開(kāi)放式分層、分布式結(jié)構(gòu)。 光伏電站計(jì)量設(shè)在 10kV 并網(wǎng)處。 站內(nèi)安保 本項(xiàng)目各站內(nèi)監(jiān)控、控制設(shè)備、直流系統(tǒng)及低壓配電柜等安裝在相應(yīng)的中心變電所內(nèi)。 在綜合樓走廊和出入口裝設(shè)疏散引導(dǎo)照明，疏散引導(dǎo)照明采用應(yīng)急燈。 照明箱燈具回路與插座回路分開(kāi)，插座回路裝設(shè)漏電保護(hù)器。 照明 照明 建構(gòu)筑物正常照明網(wǎng)絡(luò)電壓為 380/220V。 全站接地電阻值按不大于 10Ω， 10kV 配電室和綜合樓接地電阻小于 4Ω。 接地 場(chǎng)地內(nèi)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)，防雷引下線需與主接地網(wǎng)可靠相連。 主、輔建（構(gòu)）筑物的防雷保護(hù)設(shè)施按《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（ DL/T 6201997）的規(guī)定。 電纜防火 電纜通道按《發(fā)電廠、變電所電纜選擇與敷設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定及《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》設(shè)置防止電纜著火延燃措施：如在戶(hù)外進(jìn)入戶(hù)內(nèi)等處設(shè)置阻火隔墻或阻火段；封堵所有的電纜豎井孔、墻孔、開(kāi)關(guān)柜控制保護(hù)屏柜底部電纜孔洞等。 電纜選用原則 1 電力電纜選項(xiàng)： 10kV 電力電纜擬選擇型號(hào)為 ； 400V 電力電纜擬選型號(hào)為 ZRC ； UPS 系統(tǒng)、直 流系統(tǒng)及消防系統(tǒng)采用耐火電纜，擬選型號(hào)為 NHVV1/1kV。 電纜設(shè)施及防火 電纜設(shè)施 除 10kV 集中控制室及屋面外，其它部分電纜全部采用直埋方式。升壓變壓器保護(hù)裝置利用裝于 10kV 開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的微機(jī)型綜合保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作信號(hào)傳至集控室。 站內(nèi)配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 10kV 集中控制室內(nèi) 10kV 設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及就地低壓配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集采用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，電流量、控制回路斷線、遠(yuǎn)方 /就地位置等信號(hào)將通過(guò)裝設(shè)在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)智能元件的通訊接口傳送至控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)二次部分屏柜等布置在電子設(shè)備間。其中布置有操作員工作站、工程師站等。 二次線 承包方采用數(shù)字化計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的檢測(cè)和控制，建立以操作員站為監(jiān)控中心，運(yùn)行人員在中央控制室里實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止、正常運(yùn)行和事故處理。 直流系統(tǒng)采 用輻射供電方式。 蓄電池設(shè)置兩套高頻開(kāi)關(guān)電源充電裝置及微機(jī)型直流絕緣監(jiān)察裝置， 220V 蓄電池容量暫定為 65Ah。 直流系統(tǒng) 如核算原 10kV 中心變電站直流系統(tǒng)容量容量不夠時(shí)，本期裝設(shè)一組 220V 閥控式鉛酸免維護(hù)蓄電池組。 10kV 配電設(shè)備采用與中心變電站型號(hào)相同的設(shè)備。 20212021 年內(nèi)無(wú)重大質(zhì)量投訴或合同違約責(zé)任。 具有三年以上獨(dú)立生產(chǎn)、供應(yīng)和售后服務(wù)的能力， 2021 年實(shí)際發(fā)貨量不低于50MWp（以海關(guān)報(bào)關(guān)單或銷(xiāo)售發(fā)票為準(zhǔn)）。 鼓勵(lì)采用高發(fā)電性能、高智能管理、安裝靈活方便的新型逆變器。 按照 CNCA/CTS00042021A《并網(wǎng)光伏發(fā)電專(zhuān)用逆變器技術(shù)條件》要求，通過(guò)國(guó)家批準(zhǔn)認(rèn)證機(jī)構(gòu)的認(rèn)證，關(guān)鍵 器件和原材料（ IGBT、變壓器、濾波器等）型號(hào)、規(guī)格及生產(chǎn)廠家應(yīng)與認(rèn)證產(chǎn)品一致。 逆變器輸出功率大于其額定功率的 50%時(shí)，功率因數(shù)應(yīng)不小于 ，輸出有功功率在 20%50%之間時(shí)，功率因數(shù)不小于 。 逆變器的選型 并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，其質(zhì)量性能的好壞直接決定了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。輸出接至中心變電站 10kV 用戶(hù)配電系統(tǒng)，（具體接入系統(tǒng)方案在接入系統(tǒng)報(bào)告評(píng)審后確定）。南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電 示范 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 27 電氣部分 電氣主接線 本工程太陽(yáng)電池組 件總裝機(jī)容量為 。 項(xiàng)目 25 年年平均利用小時(shí)數(shù)： 980 h，年均發(fā)電量： 606 萬(wàn)度。 ? 具體發(fā)電量估算時(shí)組件按 1 年衰減不超過(guò) 1%， 10 年內(nèi)衰減不超過(guò) 10%，則年發(fā)電量估算公式如下： 第 N年發(fā)電量＝初始年發(fā)電量 （ 1N 組件衰減率） 因此，該項(xiàng)目項(xiàng)目年發(fā)電量估算如下。方位角 平面上 年輻射量為： kWh/m2； ? 本工程系統(tǒng)構(gòu)成： 采用 15176。 8）總體系統(tǒng)效率 測(cè)算系統(tǒng)各項(xiàng)效率：組件灰塵損失、組件溫度效率損失、組件不匹配損失、線路壓降損失、逆變器效 率、升壓變壓器效率、交流線路損失等，考慮氣候變化等不可遇見(jiàn)自然現(xiàn)象，取 ，則系統(tǒng)綜合效率： η =94％ 97％ 97％ 98％ 97％ 98％ 98％ ≈80% 因此， 光伏電站整體效率為 80%。 南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電 示范 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 25 根據(jù)項(xiàng)目的交流部分的線纜連接，計(jì)算得交流部分的線纜損耗效率 98%。 6）交流線纜的功率損耗 910mm 15176。 4）直流部分線纜功率損耗 根據(jù)項(xiàng)目的直流部分的線纜連接，計(jì)算得直流部分的線纜損耗 98%。 1）灰塵、雨水遮擋引起的效率 降低 項(xiàng)目當(dāng)?shù)靥幵跒┩康貐^(qū)，灰塵較少，降水較多，同時(shí)考慮有管理人員可經(jīng)常性人工清理方陣組件的情況下，采用數(shù)值： 94% 2）溫度引起的效率降低 太陽(yáng)能電池組件會(huì)因溫度變化而輸出電壓降低、電流增大，組件實(shí)際效率降低，發(fā)電量減少，因此，溫度引起的效率降低是必須要考慮的一個(gè)重要因素，考慮本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)已考慮溫度變化引起的電壓變化，并根據(jù)該變化選擇組件串聯(lián)數(shù)，保證了組件能在絕大部分時(shí)間內(nèi)工作在最大跟蹤功率點(diǎn)范圍內(nèi)，考慮 %/K 的 MPP功率變化、考慮各月輻照量計(jì)算加權(quán)平均值，可以計(jì)算得到加權(quán)平均值為 97%。 D = cosβL， L = H/tan?， ? = arcsin (sin? sin?+cos? cos? cos?) 即： c o sta n [ a r c sin ( sin sin c o s c o s c o s ) ]HD ?? ? ? ? ???? 經(jīng)計(jì)算，組件傾斜后組件上緣與下緣之間相對(duì)高度與前后排安裝距離，如下列圖表所示： 南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電 示范 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 24 因此，當(dāng)固定式太陽(yáng)電池組件陣列間距為 910mm 時(shí)可以保證兩排陣列在上午 9 點(diǎn)到下午 3 點(diǎn)之間前排不對(duì)后排造成遮擋 。； ? 為太陽(yáng)赤緯，冬至日的太陽(yáng)赤緯為 176。 計(jì)算當(dāng)太陽(yáng)能電池組件方陣前后安裝時(shí)的最小間距 D，如下圖所示： 南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電 示范 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 23 圖 52 光伏陣列間距 一般確定原則：冬至當(dāng)天早 9： 00 至下午 3： 00 太陽(yáng)能電池組件方陣不應(yīng)被遮擋。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(yáng)下陰影長(zhǎng)度最長(zhǎng)的一天）上午 9： 00 到下午 3：00，組件之間南北方向無(wú)陰影遮擋。左右的偏差，如果按照正南方向布置，因方位角偏差造成的發(fā)電量損失約 1%，考慮裝機(jī)容量及抗風(fēng)能力，本項(xiàng)目組件的安裝傾角初定 15176。 本項(xiàng)目?jī)A角設(shè)計(jì)分兩種情況：彩鋼瓦屋面由于荷載原因考慮進(jìn)行平鋪方式進(jìn)行組件布置，冷庫(kù)屋面為混凝土屋面，考慮按一定傾角進(jìn)行布置。模塊化的基本結(jié)構(gòu) 。 南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電 示范 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 22 光伏陣列及傾角設(shè)計(jì) 陣列總體布置 陣列總體布置原則：充分利用 屋面 資源，保證組件發(fā)電量，兼顧電站整體美觀性。 集中型逆變器需滿(mǎn)足如下性能： ? 采用 MPPT 技術(shù)，跟蹤電壓范圍要寬、最大直流電壓要高； ? 提供人機(jī)界面及監(jiān)控系統(tǒng)； ? 具有極性反接保護(hù)、短路保護(hù)、孤島效應(yīng)保護(hù)、交流過(guò)流及直流過(guò)流保護(hù)、直流母線過(guò)電壓保護(hù)、電網(wǎng)斷電、電網(wǎng)過(guò)欠壓、 電網(wǎng)過(guò)欠頻、光伏陣列及逆變器本身的接地檢測(cè)及保護(hù)功率 (對(duì)地電阻監(jiān)測(cè)和報(bào)警功能 )等，并相應(yīng)給出各保護(hù)功能動(dòng)作的條件和工況 (即時(shí)保護(hù)動(dòng)作、保護(hù)時(shí)間、自成恢復(fù)時(shí)間等 )。 本工程 擬采用 10 臺(tái) 500kW 集中型并網(wǎng)逆變器。配電箱內(nèi)置組 串電流監(jiān)測(cè)單元，具有監(jiān)測(cè)各組串電流的功能，并以數(shù)據(jù)格式將電流監(jiān)測(cè)信息傳輸至逆變器控制器。并網(wǎng)型逆變器選型時(shí)除應(yīng)考慮具有過(guò) /欠電壓、過(guò) /欠頻率、防孤島效應(yīng)、短路保護(hù)、逆向功率保護(hù)等保護(hù)功能外，同時(shí)應(yīng)考慮其電壓（電流）總諧波畸變率較小，以盡可能減少對(duì)電網(wǎng)的干擾。 240Wp 電池 組件的參數(shù)如下： 組件種類(lèi) 單位 多晶體硅 峰值功率 W 240 開(kāi)路電壓 V 短路電流 A 工作電壓 V 工作電流 A 外形尺寸 mm 165099050 重量 kg 峰值功率溫度系數(shù) %/℃ 開(kāi)路電壓溫度系數(shù) %/℃ 短路電流溫度系數(shù) %/℃ 10年功率衰降 % ≤10 25年功率衰降 % ≤20 組件光電轉(zhuǎn)換效率 % 以上數(shù)據(jù) 是在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)得的，即 :電池溫度為 25℃，太陽(yáng)輻射為 1000W/m地面標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光譜輻照度分布為 。 本工程擬選用高效 240Wp 多晶硅電池組件，組件效率為 ％。本工程選用性?xún)r(jià)比較高的多晶硅電池組件 ，這也與國(guó)外的太陽(yáng)能光伏電池使用情況的發(fā)展趨勢(shì)相符合。 表 單晶硅、多晶硅和非晶硅的比較 電池原料 轉(zhuǎn)換效率 制造能耗 成本 資源 可靠性 公害 技術(shù)壁壘 單晶硅 1320% 高 高 中 高 小 中 多晶硅 1018% 中 中 中 中 小 高 非晶硅 812% 低 低 豐富 中低 小 高 太陽(yáng) 電池選型 目前市場(chǎng)上成熟的太陽(yáng)能電池產(chǎn)品主要是單晶硅、多晶硅和非晶硅三種類(lèi)型。到 2021 年時(shí)，多晶硅已經(jīng)超過(guò)單晶硅占據(jù)最大的市場(chǎng)份額。 在這三種電池中，單晶硅的生產(chǎn)工藝最為成熟，在早期一直占據(jù)最大的市場(chǎng)份額。理論上其最大轉(zhuǎn)換率為 44%，如能產(chǎn)業(yè)化，則高于單晶硅電池。目前又出現(xiàn)了各種疊層太陽(yáng)能電池，轉(zhuǎn)換效率達(dá) %，接近多晶硅太陽(yáng)能電池。目前，在硅基薄膜太陽(yáng)能電池家族中，非晶硅薄膜電池占有主要地位。但生產(chǎn)成本高，產(chǎn)量受限，目前主要作空間電源用。但由于銦和硒都是比較稀有的元素，因此，這類(lèi)電池的發(fā)展必然受 到限制。但是，由于元素鎘的有毒性及其對(duì)環(huán)境的污染，這種太陽(yáng)能電池技術(shù)均不具備長(zhǎng)遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)化生命力。 （ 3）有機(jī)染料敏化電池：它是一種光電化學(xué)電池。 目前正在研發(fā)中和已有產(chǎn)品出售的薄膜太陽(yáng)能電池主要有以下幾種 : （ 1）非晶硅薄膜電池：是薄膜太陽(yáng)能電池中最成熟的產(chǎn)品之一。 80 年代，非晶硅薄膜電池的市場(chǎng)占有率一度高達(dá) 20%，但受限于較低的效率， 加之晶硅電池價(jià)格大幅下降， 非晶硅薄膜電池的市場(chǎng)份額逐步被晶體硅電池取代。 南京農(nóng)副產(chǎn)品物流中心屋頂光伏發(fā)電 示范 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 18 圖 多晶硅、單晶硅太陽(yáng)能電池組件外形 （左為多晶硅組件，右為單晶硅組件 ） （ 2）非晶硅電池和薄膜光伏電池 非晶硅電池是在不同襯底上附著非晶態(tài)硅晶粒制成的，工藝簡(jiǎn)單，硅原料消耗少，襯底廉價(jià)，并且可以方便的制成薄膜，并且具有弱光性好，受高溫影響小的特性。和單晶硅電池相比，多晶硅電池雖然效率有所降低，但是節(jié)約能源，節(jié)省硅原料，達(dá)到工藝成本和效率的平衡 。另一種方法是在單晶硅襯底上采用化學(xué)氣相沉積（ CVD）等工藝形成無(wú)序分布的非晶態(tài)硅膜，然后通過(guò)退火形成較大晶粒，以提高發(fā)電效率。 多晶硅電池的生產(chǎn)主要有兩種方法，一種是通過(guò)澆鑄、定向凝固的方法，制成多晶硅的晶錠，再經(jīng)過(guò)切割、打磨等工藝制成多晶硅片，進(jìn)一步 印刷電極、封裝，制成電池。大規(guī)模生產(chǎn)的單晶硅電池效率可以達(dá)到 1320%。 單晶硅電池是最早出現(xiàn)，工藝最為成熟的太陽(yáng)能光伏電池，也是大規(guī)模生產(chǎn)的硅基太陽(yáng)能電 池中，效率最高。未來(lái)隨著光伏電池技術(shù)的發(fā)展，染料敏化太陽(yáng)能光伏電池、聚合物太陽(yáng)能光伏電池等有望取代硅基電池的優(yōu)勢(shì)地位。目前市場(chǎng)生產(chǎn)和使用的太陽(yáng)能光伏電池大多數(shù)