太阳能光伏电站方案设计.docx
- 文档编号:29321838
- 上传时间:2023-07-22
- 格式:DOCX
- 页数:35
- 大小:1.69MB
太阳能光伏电站方案设计.docx
《太阳能光伏电站方案设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《太阳能光伏电站方案设计.docx(35页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
太阳能光伏电站方案设计
太阳能光伏电站方案设计
1.1.1.1太阳能光伏电站方案总体设计
贵州西秀经济开发区分布式光伏项目EPC总包工程8.2MWp的太阳能光伏并网发电系统,采用分块发电、集中并网方案。
本项目共有4期厂房55个屋顶区域,根据招标文件要求,每期分别设置1个光伏并网发电单元,根据本工程屋顶实际情况,四个光伏并网发电单元分别为:
1期设置1个1.21344MWp光伏并网发电单元;
2期设置1个2.15808Mwp光伏并网发电单元;
3期设置1个3.14112Mwp光伏并网发电单元;
4期设置1个1.96608Mwp光伏并网发电单元。
本工程光伏发电单元系统内全部采用50kW组串式逆变器,电池组串全部采用24块320Wp国产单晶硅光伏组件串联,每8路组串接入1台逆变器,全站共计2104个光伏组串,共计接入263台50kW组串式逆变器,经交流汇流箱汇流后就近接入光伏并网发电单元的10kV箱变。
全站共设1个10kV接入点,即布置于园区现有配电室内的10kV开关站。
根据招标文件要求,本工程采用“自发自用”模式,最终方案以当地供电局方案为准。
详见电气附图1:
光伏电站10kV系统主接线图。
本工程共计安装26808块320Wp国产单晶硅太阳电池组件。
整个光伏电站光伏系统分成4个光伏发电子阵,每个光伏发电子阵配置1台就地箱式升压变压器。
在系统后端设计安装1套完整的数据采集监控系统完成对整个屋面光伏并网发电系统的数据采集与远程监控。
各建筑拟安装光伏组件容量详见下表。
表1.2.21光伏电站光伏组件安装容量及方式
序号
厂房
组件数
组串数
总容量
1
A1
744
31
238.08
2
A2
288
12
92.16
3
B1
336
14
107.52
4
B2
336
14
107.52
5
B3
192
8
61.44
6
B4
264
11
84.48
7
B5
336
14
107.52
8
B6
288
12
92.16
9
B7
336
14
107.52
10
B8
672
28
215.04
1期合计
0
0
1213.44
11
C1
408
17
130.56
12
C2
480
20
153.6
13
C3
480
20
153.6
14
C4
288
12
92.16
15
C5
360
15
115.2
16
C6
336
14
107.52
17
C7
840
35
268.8
18
C8
840
35
268.8
19
C9
1272
53
407.04
20
C10
1440
60
460.8
2期合计
0
0
2158.08
21
综合楼
312
13
99.84
22
1#公寓
0
0
0
23
2#公寓
0
0
0
24
D1
672
28
215.04
25
D2
576
24
184.32
26
D3
456
19
145.92
27
D4
456
19
145.92
28
D5
360
15
115.2
29
D6
456
19
145.92
30
D7
456
19
145.92
31
D8
432
18
138.24
32
D9
456
19
145.92
33
D10
456
19
145.92
34
D11
456
19
145.92
35
E1
816
34
261.12
36
E2
1152
48
368.64
37
E3
936
39
299.52
38
E4
744
31
238.08
39
E5
576
24
184.32
40
E6
360
15
115.2
3期合计
0
0
3141.12
41
盛华1#公寓
0
0
0
42
盛华2#公寓
0
0
0
43
G1
480
20
153.6
44
G2
480
20
153.6
45
G3
480
20
153.6
46
G4
480
20
153.6
47
G5
480
20
153.6
48
G6
480
20
153.6
49
宝龙1#公寓
0
0
0
50
宝龙2#公寓
0
0
0
51
F1
552
23
176.64
52
F2
552
23
176.64
53
F3
552
23
176.64
54
F4
552
23
176.64
55
F5
312
13
99.84
55
F5
312
13
99.84
56
F6
480
20
153.6
57
F7
264
11
84.48
4期合计
1966.08
合计
总计
26808
1117
8578.56
1.1.1.2光伏组件串并设计
(1)光伏组件串联
本投标文件选用组串式逆变器功率为50kW,选择逆变器品牌为华为技术有限公司(仅作为设计参考技术参数引用,不作为采购定型品牌。
),组串式逆变器型号为SUN2000-50KTL-C1,其最大阵列输入电压为1100V,工作MPPT电压范围200V~1000V(具体参数详见逆变器技术参数)。
华为组串式逆变器SUN2000-50KTL-C1技术参数如下:
本工程选用320W型单晶硅组件(组件型号及厂家未定,数据暂参考晋能JNMM60-320产品参数),其组件开路电压为40.49V,工作电压为33.64V。
光伏组件开路电压温度系数为-0.29%。
产品技术参数如下:
根据安顺市气象资料显示:
项目区域气候属亚热带湿润季风气候,具有冬无严寒,夏无酷暑,雨热同季,湿暖共节等特点,气候随海拔降低而升高,降水量则相反。
全年平均气温年平均气温13.2℃,最冷月(1月)平均气温3.5℃,极端低温-7.6℃,最热月(7月)平均气温24.5℃,极端最高气温34.3℃。
故本工程设计光伏组件工作极端低温取-7.6℃,光伏组件工作极端高温取34.3℃。
根据GB50797-2012《光伏发电站设计规范》要求,光伏组串串联组件数量需满足以下公式:
本工程每回光伏组串采用24块320W单晶硅光伏组件串联成串。
经计算,采用24块320W单晶硅光伏组件串联成串的光伏组串满足国标规范GB50797-2012《光伏发电站设计规范》要求;同时24块太阳能单晶硅光伏组件串联数更加方便施工接线及分组布置,便于后期维护及检修。
(2)光伏组串并联
本工程由于屋顶限制,采用三种支架混合安装,以便充分利用屋顶面积,三种支架分别布置光伏组件数量为2×12、2×9和2×6,本工程屋顶部分区域光伏阵列均为正南向布置。
1.1.1.3太阳能光伏组件支架方案设计
本项目支架采用钢支架。
根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012),风载荷按安顺市25年一遇的基本风压0.26kN/m2标准设计,雪荷载按安顺市25年一遇的基本雪压0.26kN/m2标准设计。
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010(2016年版)),安顺市抗震设防烈度为6度,基本地震加速度0.05g,设计分组为第一组。
支架的安装无现场切割、焊接作业,全部为螺栓连接安装作业。
本项目利用屋面均为混凝土上人屋面,组件采用固定倾角10°安装,支架为全钢结构。
为充分利用屋顶面积,支架选用为3种类型,分别安装2×12块组件,2×9块组件和2×6块组件。
组件离地最小高度为50cm。
支架固定采用混凝土支墩配重方案,屋面现浇或预制钢筋混凝土支墩,预埋地脚螺栓与上部支架相连。
该方案基础稳固,不会对原屋面防水层造成破坏。
1.1.1.4电气一次部分设计
(1)电气主接线设计
本工程光伏发电单元系统内全部采用50kW组串式逆变器,电池组串全部采用24块320Wp国产单晶硅光伏组件串联,每8路组串接入1台逆变器,全站共计1117个光伏组串,共计接入159台50kW组串式逆变器,经交流汇流箱汇流后就近接入光伏并网发电单元的10kV箱变。
全站按照厂房分期共设4台箱变,四台箱变统一接入到布置于已有配电室的10kV开关站中。
光伏子阵10kV组合式箱变用于布置光伏子阵光伏交流配电柜、低压出线计量配电柜、10kV干式升压变压器、高压配电柜、二次通讯柜等,工程共设10kV组合式箱变4座。
光伏电站电气主接线详见电气附图1:
光伏电站10kV系统主接线图。
(2)短路电流计算
本工程由于缺少电力系统及相应相关设备(变压器等)的技术参数,暂无法给出相应各个短路点短路电流,但根据原厂区变电站及开关站相应断路器参数,及《南方电网公司10kV及以下业扩受电工程典型设计(2014版)》中的要求:
高压接入分布式光伏典型设计,10kV配电柜电源进线的短路电流按31.5kA考虑,光伏出线柜按31.5kA考虑。
本工程所有的电气设备及电缆选型均按照短路电流31.5kA考虑。
(3)无功补偿
本工程拟上一套无功补偿装置,暂定2Mvar,装置容量及形式最终以电力部门接入系统报告为准。
(4)主要设备选择
1)光伏组件
本工程采用单晶硅光伏组件,组件峰值功率为320W,组件由招标方提供,具体参数未提供,本工程设计时参照晋能清洁能源科技股份公司产品的技术参数设计,若招标方提供的光伏组件参数有改动,可根据招标方提供的技术参数做出响应,做相应修改,保证最终设计是依据实际使用产品的技术参数,避免发生因设计参数变动造成最终系统失配等不利影响。
产品技术参数参见“1.1.2.2光伏组件串联”。
2)逆变器
本工程全部采用组串式逆变器,逆变器选择华为技术有限公司的SUN2000-50KTL-C1产品(仅作为设计参考技术参数引用,不作为采购定型品牌),产品技术参数见下表。
整个光伏系统配置159台SUN2000-50KTL-C1型号的光伏并网组串式逆变器,间隔层通讯柜由逆变器厂家成套提供,组成8.57856MWp并网发电系统。
选用性能可靠、效率高、可进行多机并联的逆变设备。
产品技术参数参见:
“1.1.2.2光伏组件串联”。
选用光伏组串式逆变器可靠性高,保护功能齐全,且具有电网侧高功率因数正弦波电流、无谐波污染供电等特点。
该并网组串式逆变器的主要技术性能特点如下:
Ø太阳电池组件最大功率跟踪技术(MPPT);
Ø3/4路太阳电池组件最大功率跟踪技术(MPPT),减少个别光伏组串阴影遮挡或其他原因造成系统发电量影响;
Ø具有直流输入手动分断开关,交流电网手动分断开关,紧急停机操作开关。
Ø有先进的孤岛效应检测方案;
Ø有过载、短路、电网异常等故障保护及告警功能;
Ø自然散热,IP65防护等级;
Ø无熔丝设计,避免直流侧故障引起火灾隐患;
Ø直流输入电压范围(200V~1000V),整机效率高达99.00%;
Ø人性化的LCD液晶界面,通过按键操作;
Ø可清晰显示实时各项运行数据,实时故障数据,历史故障数据,总发电量数据,历史发电量(按月、按年查询)数据;
Ø逆变器支持按照群控模式运行,并具有完善的监控功能;
Ø可提供包括RS485或Ethernet(以太网)远程通讯接口。
其中RS485遵循Modbus通讯协议;Ethernet(以太网)接口支持TCP/IP协议;
Ø逆变器具有CE、金太阳认证证书;
Ø电路结构图:
Ø效率曲线图:
逆变器参数表:
序号
项目名称
单位
数据
1
品牌
/
华为技术有限公司(仅作为设计参考技术参数引用,不作为采购定型品牌)
2
制造厂家及产地
/
广东东莞
3
逆变器型号
/
SUN2000-50KTL-C1
4
·最大效率(需精确到小数点后1位)
%
99%
5
·欧洲效率(需精确到小数点后1位)
%
98.49%
6
·待机损耗/夜间功耗
W
小于1W
7
·最大输入电压
V
1100V
8
·MPPT电压范围
V
200~1000V
9
MPPT跟踪路数
4
10
·输出电压
V
500V
11
·输出频率
Hz
50
12
·功率因数
-0.8~0.8
13
·总电流波形畸变率
%
小于3%
14
·电气绝缘性能
最高海拔5000m
15
-直流输入对地
V
750
16
-直流与交流之间
V
17
·噪声
dB
18
·进出线方式
电缆
19
·无故障连续运行时间
年
20
·使用寿命
年
25年
21
外形尺寸
930x550x260
22
重量
55kg
3)光伏防雷汇流箱
a光伏交流智能防雷汇流箱
光伏交流智能防雷汇流箱采用招标文件中短名单内厂家的交流智能防雷汇流箱,箱体采用304不锈钢特制结构,防护等级在IP65以上,柜内出线设光伏专用浪涌保护器,柜内进线回路断路器均采用塑壳断路器(63/80A),出线采用带电子式三段保护脱扣器的塑壳断路器(315/400A),柜内断路器均采用ABB、西门子、施耐德等国际知名品牌,浪涌保护器采用盾牌或菲尼克斯等国际知名品牌,柜内其他电气元件均采用国内知名品牌产品;交流汇流箱设智能采集显示仪表,具有监测开关运行状态(位置、故障)、浪涌保护器运行状态(运行、故障)、出线电量参数(带数字式电力测量仪表)等功能,且具有通信接口(RS485),方便交流汇流箱接入光伏电站监控系统,便于光伏电站运行维护人员监测交流汇流箱运行状况。
智能交流汇流箱产品参数如下:
序号
参数名称
数值
1
厂家
采用招标文件短名单内厂家,中标后由招标方自行选定
2
尺寸:
(mm)(投标方可略作调整)
800x700x250
3
最大输入电压(Vac)
500
4
额定绝缘电压(Vac)
1000
5
额定频率(Hz)
50
6
母线额定工作电流:
(A)
水平母线
400A
7
额定短时耐受电流有效值Icw(1秒)(kA)
水平母线
50kA
8
额定短时耐受电流最大值Ipk(kA)
水平母线
125kA
9
工频耐受电压1分钟(Vac),无闪火弧,击穿现象
满足
10
温升:
符合IEC947-1有关温升的规定,且温升值不超过组件相应的标准要求。
连接外部绝缘导线的端子:
不大于70K
母线固定连接处(铜-铜):
不大于70K
操作手柄绝缘材料的表面不大于25K
可接触的外壳和覆板,金属表面不大于30K
11
输入开关
63A,6只/4只
12
输出开关
400A,1只
13
IP等级
IP65,室外B类开门后达到IP20
14
浪涌保护器等级
II级,,具有干接点输出接口、灭弧功能
15
防火等级
UL790-ClassC
16
安装方式
挂墙/支架安装
17
进出线方式
下进下出
18
维护方式
正面维护
19
工作环境温度
-25℃~65℃
20
工作湿度
99%以下
(5)光伏电站自用电
光伏电站监控室内自用电系统设置2面MNS低压配电柜,其中一面柜内含一台双电源切换装置和2台框架断路器,另外一面柜为馈线柜。
两路电源一路引自10kV开关站内的站用变低压侧,另外一路引自引自附近低压配电箱备用回路。
两路电源互为备用,由ATS双电源自动切换装置实现备用电源自动投切,当一路电源失电后,另一路电源自动投入,保证供电安全;正常情况下光伏站用负荷由站用变供电,当站用变故障时自动切换至厂区内低压配电段供电。
两回进线电源回路均设置关口计量用电能表,电能表带通信功能,可通过RS485通信方式将电能量数据上传至光伏电站监控系统。
监控室内设置1只低压交流配电箱,为监控室内照明、暖通、插座提供交流电源。
直流及UPS系统电源取自低压配电柜,监控系统服务器柜,工作站等由UPS供电。
10kV开关站内设置1台低压交流配电箱,为开关站提供交流照明、加热电源。
表1.2.22站用电负荷统计表
序号
名称
负荷容量(kW)
电流(A)
备注
1
监控室照明
0.5
2.5
2
直流及UPS系统
5
22.5
3
视频监控主机
4
18.5
4
监控室空调
6
17
5
火灾报警主机
3
13.5
6
检修用电
5
22.5
7
合计
23.5
44
(6)系统防雷接地过电压保护设计
光伏电站系统防雷接地及过电压保护从光伏发电系统防直击雷、过电压保护及绝缘配合等方面设置系统防雷接地过电压保护措施。
1)光伏发电系统防直击雷
由于光伏阵列面积较大,且布置于户顶空旷地区,容易受到雷击破坏,故需要考虑光伏阵列的防直击雷保护,但在阵列中设避雷针即难以完
全保护光伏方阵的全部区域,又会出现局部阴影影响整个光伏发电系统的发电量,甚至容易引起组件热斑效应,对光伏组件产生永久性损害。
综合考虑后确定本电站光伏阵列中不再配置避雷针,主要通过太阳电池阵列采取电池组件和支架与建筑物接地网连接进行直击雷保护。
光伏阵列区域接地网接地电阻不大于4Ω,并满足DL/T621《交流电气装置的接地》要求。
若经实测接地电阻没有达到要求,可增加人工接地或使用降阻剂等措施,直至屋顶光伏发电场区接地电阻达到要求。
主要要求及方式如下:
●每块组件都必须接地。
组件框体带有4个3.5的孔以备接地使用。
请根据组件安装方式至少选择一个接地,接地电阻小于4欧。
●对所有的设备必须采取和组件电力级别相当的接地方式。
●固定接地线缆的螺栓或螺丝必须带有星型垫圈。
●组件串联时,可直接利用组件框体的接地孔接地或将采用合适大方法和支撑构件同时接地。
●必须使用第一个或最后一个组件的驳线头接地。
●光伏方阵同建筑屋防雷接地接地有很明显连接点。
●交流汇流箱具有浪涌防雷器和直流断路器,交流汇流箱同组串式逆变器连接段不超过40米,所以对防感应雷有很好保护组件设备功能。
●交流配电柜内有接地装置、浪涌防雷器和交流断路器。
●交流配电柜内有接地装置、浪涌防雷器、熔断器和直流断路器。
●逆变器内含有接地装置和防雷防浪涌保护器。
●系统交流侧有接地装置和防雷设备。
2)光伏发电系统过电压保护
为防止直流线路上侵入波雷电压,在组串式逆变器、交流汇流箱、交流配电柜逐级装设避雷器;10kV以下电气设备以避雷器标称放电电流5kA时雷电过电压残压为基础进行绝缘配合,满足DL/T620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规范要求。
3)电气设备接地
在就地开关站、箱型变电站(10kV)、光伏电站中央监控室处设人工接地网,人工接地网由人工水平接地体和人工垂直接地体共同组成,其中人工水平接地体采用60×6热镀锌扁钢制作,埋地深度不小于1米;垂直接地体采用50×50×5热镀锌角钢,长度2.5m,埋地深度不小于1米;人工接地网接地电阻不大于1Ω,且与光伏阵列及原厂区建筑物接地网连接,构成统一的接地网,实现防雷、保护、工作、计算机共用一个接地网络,所有电气设备及导电元器件接入该公用接地网络内。
(7)电缆及电缆构筑物
1)电力电缆工程
本工程屋面部分电力电缆采用在电缆桥架内方式进行敷设,地面部分电力电缆采用电缆沟方式敷设,局部采用电缆穿管埋地敷设,部分区段(过马路或人行通道处)采用电缆穿埋保护钢管敷设。
在电缆桥架及金属保护管内敷设电缆采用无铠装保护电缆,电缆沟或保护管内敷设电缆采用带钢带保护铠装电缆。
a直流光伏专用电缆
直流侧电缆要以减少线损并防止外界干扰的原则选型,选用双绝缘防紫外线阻燃铜芯电缆,电缆性能符合GB/T18950-2003性能测试的要求,本工程光伏电站选择光伏专用电缆,具体技术参数入下:
●电缆型号规格SpecificationType:
PV1-F1*4mm2
●产品标准Standard:
2PfG1169/08.07
●通过德国TUV认证ItisapprovalledbyTUV
●证书号CertificateNO.:
●电缆结构:
ITEM规格
Unit单位
Spec.Value典型值
Conductor
导体
Material材料
--
TinnedCopper镀锡铜
Construction结构
NO./mm
56/0.30±0.004
Dia.(Approx)外径
mm
2.6
Insulation
绝缘
Material材料
--
交联聚烯烃
Thickness厚度
mm
0.8
Dia.(Approx)近似外径
mm
4.3
Sheath
护套
Material材料
--
交联聚烯烃
Thickness厚度
mm
0.8
Dia.(Approx)近似外径
mm
6.3
Color颜色
--
BK黑色
参考重量
kg/km
80
●电缆特性:
额定电压RatedVoltage
AC0.6/1kV;DC1.8kV
应用温度AmbientTemperature
-40~90℃
导体最高温度
Max.TemperatureatConductor
120℃
20℃最大导体电阻
Max.ConductorResistanceat20℃
5.09Ω/km
允许的短路温度(5s)
Thepermittedshort-circuit-temperature(5s)
200℃
耐候/UV试验Weathering/UVresistance
通过PASS
燃烧测试FlameTest
IEC60332-1垂直燃烧
最大电流RatedCurrent
55A
经计算,本工程光伏组件专用直流电缆最大敷设距离小于100米,单回光伏组串工作输出电流约为9.53A,在12米的长度下,通过计算直流侧线损为0.152%(<2%)。
直流侧的电缆连接需采用MC4工业防水快速接插件来与太阳能光伏组件连接。
b低压动力电缆
本工程选用低压动力电缆以非铠装电缆为主,电缆布线时从上到下排列顺序为从高压到低压,从强电到弱电,由主到次,由远到近。
低压交流动力电缆需要考虑敷设的形式和安全来选择,采用多股铜芯阻燃电缆。
从组串式逆变器至交流汇流箱之间采用规格型号为ZR-YJV-0.6/1.0kV-3×16mm2电缆,从交流汇流箱至低压交流配电柜之间采用规格型号为ZR-YJV-0.6/1.0kV-3×3×150/3×240/3×300mm2电缆;低压动力电缆具体参数详如下所示:
本工程组串式逆变器至交流汇流箱电缆最大敷设距离小于40米,组串式逆变器输出电流约为57.7A,在40米的长度下,通过计算交流汇流箱侧线损为0.872%(<2%);交流汇流箱至交流配电柜一般情况下距离小于150米,交流汇流箱输出电流约为231A,通过计算交流配电柜侧线损1.128%(<2%)。
c高压动力电缆电缆
本工程选用高压动力电缆敷设于厂区新建电缆沟或直埋及穿线管内,采用以铠装电缆为主,采用多股铜芯耐火阻燃电缆,箱变高压柜出线电缆采用辐射式接至10kV开关站,电缆采用规格型
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 太阳能 电站 方案设计