5MW大型并网光伏电站技术方案.docx

5兆瓦大型并网光伏电站技术方案二C)-O年一、项目概况1二、方案设计I2.1 方案总体思路I2.1.1 设计依据I2.1.2 设计说明22.1.3 1.3设计原则22.1.4 进度安排32. 2具体方案32. 2.1系统构成33. 2.2太阳电池阵列设计44. 2.3智能汇流箱设计75. 2.4直流配电柜设计86. 2.5光伏并网逆变器87. 2.6配电保护装置IO8. 2.7升压变压器119. 2.8发电计量系统配置方案1110. 2.9环境监测装置17三、初步工程设计183. 1土建设计183.2 电站防雷和接地设计193.3 电网接入系统和输变电19四、年发电量计算224.1光伏发电系统效率224. 2衰减率预测224.3发电量估算22五、环境影响评价23六、投资经济概算23一、项目概况本项目拟建设5兆瓦大型并网光伏电站。出于项目经济性及技术可靠性方面的考虑，采用固定式太阳能电池方阵（方阵倾角45。），暂不考虑采用跟踪系统。5MWp光伏电站共安装21744块230WP太阳能电池组件（形成由18块串联，1208列支路并联的阵列），120台智能汇流箱，20台直流配电柜，20台25OkW并网逆变器，5台交流配电柜，5台S9/25035变压器和1套综合监控系统。项目建设工期1年，25年内该系统年平均上网电量约为604.32万kWh,每年减排温室气体CO2约5795.43吨。光伏阵列分别接入120台智能汇流箱，每6台智能汇流箱经1台直流配电柜与1台250kW的逆变器连接，5MWp电站共计20台25OkW的逆变器，经逆变器转换后的400V交流，经站内集电线路，每4台逆变器与1台S9-1250/35变压器连接升压至35kV,经35kV输电线路接到汇流升压站的35kV低压侧。电站周边设围墙，站内建轻钢结构配电室。电站内不设独立的避雷针，但在太阳能电池板金属固定架上设置简易避雷针作为保护。防止太阳电池板方阵设备遭直接雷击。太阳电池方阵通过电缆接入防雷汇流箱，汇流箱内含有防雷保护装置，经过防雷装置可有效地避免雷击导致设备的损坏。按电力设备接地设计规程，围绕建筑物敷设闭合回路的接地装置。电站内接地电阻小于4欧，不满足要求时添加降阻剂。光伏系统直流侧的正负电源均悬空，不接地。太阳电池方阵支架和机箱外壳接地，与主接地网通过钢绞线可靠连接。二、方案设计2.1 方案总体思路2.1.1 设计依据中华人民共和国可再生能源法QIEC62093光伏系统中的系统平衡部件-设计鉴定 SIEC60904-1光伏器件第一部分:光伏电流电压特性的测量 IEC60904-2光伏器件第二部分:标准太阳电池的要求 DB37/T729-2007光伏电站技术条件 SJfT11127-1997光伏（PV）发电系统过电保护一导则CECS84-96太阳光伏电源系统安装工程设计规范 CECS85-96太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范>GB2297-89太阳光伏能源系统术语GB4064-1984电气设备安全设计导则tGB3859.2-1993半导体逆变器应用导则>GBT14007-92陆地用太阳电池组件总规范 GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波>GB/T15543-1995电能质量三相电压允许不平衡度GB/T18210-2000晶体硅光伏方阵I-V特性的现场测量>GBf18479-2001地面用光伏(PV)发电系统概述和导则GBT19939-2005光伏系统并网技术要求QGBZT19964-2005光伏发电站接入电力系统技术规定 ：GBZT20046-2006光伏(PV)系统电网接口特性>GB20514-2006光伏系统功率调节器效率测量程序2.1.2 设计说明本项目拟建设5MWp并网光伏电站，系统没有储能装置，太阳电池将日光转换成直流电，通过逆变器变换成40OV交流电，通过升压变压器与35kV高压输电线路相连，再通过输电线路将电力输送到变电站。有阳光时，光伏系统将所发出的电馈入35kV线路，没有阳光时不发电。当电网发生故障或变电站由于检修临时停电时，光伏电站也会自动停机不发电；当电网恢复后，光伏电站会检测到电网的恢复，而自动恢复并网发电。建设内容如下：%5MWp光伏电站和高压输电网并网的总体设计力大型光伏电站与高压电网并网接入系统和保护装置开发Q单台功率为250kW的三相光伏并网逆变器的引进、消化吸收¢-研究采用多机并联方式实现大型光伏并网逆变系统的控制调度策略<研究多台逆变器同时并网的互相影响及对抗策略i大型光伏电站运行参数监测及远程数据传输和远程控制技术Q开发功能完备的大型光伏电站中心监控软件Q5MWp大型并网光伏电站的施工建设和运行大型并网光伏电站技术、经济、环境评价2.13设计原则5MWp大型并网光伏电站，推荐采用分块发电、集中并网方案。由于太阳能电池组件和并网逆变器都是模块化的设备，可以象搭积木一样一块块搭起来，也特别适合于分期实施。5MWp光伏电站可以分为5个IMWP的子系统，而IMWP的子系统也必须由更小的子系统组合而成。按照5个IMWP的光伏并网发电单元进行设计，并且每个IMWP发电单元采用4台250kW并网逆变器的方案。每个光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式组成多个太阳能电池阵列，太阳能电池阵列输入光伏方阵防雷汇流箱后接入直流配电柜，然后经光伏并网逆变器和交流防雷配电柜并入O.4kV35kV变压配电装置。设计的基本原则：IMWp太阳电池组件子系统可以分为4个25OkWp方阵，分别与一台250kW逆变器相连，4台逆变器的输出并联接入升压变压器的初级；每个IMWP光伏子系统配备一台1250kVA的升压变压器，5MWp光伏电站共需要5台升压变压器。5台升压变压器的次级（高压侧）并联与35kV高压电网相连。这样设计有如下好处：Q多个25OkW并网光伏分系统各自独立（至少5个IMWP的子系统），便于实现梯级控制，以提高系统的运行效率。由于是多个分系统，系统冗余度高，不至于由于某台逆变器发生故障而造成整个电站的瘫痪；局部故障检修时不影响大部分系统的运行。有利于工程分步实施；÷便于进行各种不同元器件设备、不同技术设计的技术经济性能评估，如国产设备和进口设备；晶体硅、非晶硅及其他组件，以及不同安装方式（固定式、单轴跟踪及全跟踪）等。2.1.4进度安排5兆瓦大型并网光伏电站的建设周期不超过一年。2.2具体方案2.2.1 系统构成光伏并网发电系统由太阳电池组件、方阵防雷接线箱、直流配电柜、光伏并网逆变器、配电保护系统、电力变压器和系统的通讯监控装置组成。5MWp大型并网光伏发电站主要组成如下：Q5MWp晶体硅太阳能电池组件及其支架建议采用23OWp晶体硅组件：方阵防雷接线箱设计采用带组串监控的智能汇流箱（室外方阵场）；直流防雷配电柜将若干智能汇流箱汇流输入逆变器；÷光伏并网逆变器一设计采用带工频隔离变压器的25OkW光伏并网逆变器；Q35kV开关柜（交流配电和升压变压器）设计采用1250kVA35kV升压变压器;£系统的通讯监控装置设计采用光伏电站综合监控系统。表2.1.15MWp大型并网光伏电站主要配置表序号项目名称规格型号数量I总装机容量5MWp25年年均发电量604.32万kWh2太阳电池组件多晶230Wp21744块3太阳电池组件支架镀锌角钢1238吨4方阵防雷接线箱喷塑密封120台5直流配电柜250kW20台6光伏并网逆变器250kW20台7交流配电柜IMW5台8升压变压器1250kVA5台9电流互感器300/55套10断路器-5套11隔离开关-5套12计量装置-5台13防雷及接地装置-20套14控制检测传输系统-1套2.2.2 太阳电池阵列设计1、太阳电池组件选型目前使用较多的两种太阳能电池板是单晶硅和多晶硅太阳电池组件。1单晶硅太阳能电池目前单晶硅太阳能电池板的单体光电转换效率为16%18%,是转换效率最高的，但是制作成本高，还没有实现大规模的应用。2多晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池板的单体光电转换效率约15%17%。制作成本比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总生产成本较低，因此得到大量发展。本方案设计采用230WP多晶硅太阳电池组件，见图2.2.1。图2.2.1太阳电池组件组件设计特点 使用寿命长：抗老化EVA胶膜(乙烯-醋酸乙烯共聚物)，高通光率低铁太阳能专用钢化玻璃，透光率和机械强度高； >安装简便：标配多功能接线盒，三路二极管连接盒，抗风、防雷、防水和防腐；高品质保证：光学、机械、电理等模块测试及后期调整完善，产品IS0900I认证; 转换效率高：晶体硅太阳电池组件，单体光电转换效率15%; 边框坚固：阳极化优质铝合金密封边框。组件电性能参数表2.2.1230WP太阳电池组件技术参数型号电性能参数组件外形C1.S-230PVoc(V)Isc（八）Vm(V)Im（八）Pm(W)电池片规格(mm)规格(mm)重量(kg)工作温度()37.388.3129.287.86230156×1561650×992×5021.5-40+85注：标准测试条件(STC)下一AMI.5、1000W11的辐照度、25的电池温度。l>Isc是短路电流：即将太阳能电池置于标准光源的照射下，在输出端短路时，流过太阳能电池两端的电流。测量短路电流的方法，是用内阻小于IC的电流表接在太阳能电池的两端。2>Im是峰值电流。3>VoC是开路电压，即将太阳能电池置于100MWc11的光源照射下，在两端开路时，太阳能电池的输出电压值。可用高内阻的直流亳伏计测量电池的开路电压。4>Vm是峰值电压。5>Pm是峰值功率，太阳能电池的工作电压和电流是随负载电阻而变化的，将不同阻值所对应的工作电压和电流值做成曲线就得到太阳能电池的伏安特性曲线。如果选择的负载电阻值能使输出电压和电流的乘积最大，即可获得最大输出功率，用符号Pm表示。此时的工作电压和工作电流称为最佳工作电压和最佳工作电流，分别用符号Vm和Im表示，即Pm=Im×Vmo太阳能电池板的工作电压和VOC均为输出电压，VOC指太阳能电池板无负载状态下的输出电压，工作电压指太阳能电池板连接负载后的最低输出电压，工作电流指太阳能电池板输出的额定电流。太阳能电池板的一个重要性能指标是峰值功率Wp,即最大输出功率，也称峰瓦，是指电池在正午阳光最强的时候所输出的功率，光强在I(X)O瓦左右。I-V曲线图如图2241-V曲线图所示。D*rv图2.2.21-V曲线图如何保证组件高效和长寿命保证组件高效和长寿命，主要取决于以下四点：高转换效率、高质量的电池片；高质量的原材料，例如：高的交联度的EVA、高粘结强度的封装剂(中性硅酮树脂胶)、高透光率高强度的钢化玻璃等；合