航天工业高等专科学校XX校区配电系统方案.doc

xx航天工业高等专科学校xx校区方案2012年4月9日目 录一、来 宾 市 概 况二、项 目 概 况三、项 目 分 析 与 建 议 方 案四、陈 述 风 光 互 补 发 电 系 统五、风 光 互 补 技 术 介 绍六、项 目 的 技 术 优 势七、项 目 对 社 会 效 益 分 析八、结 论一、来 宾 市 概 况xx市为广西壮族自治区管辖的地级市，于2002年12月28日正式成立。xx市位于北纬2316至2629、东经10824至11028之间，位居广西中部，故有“桂中”之称。xx市北与柳州市、xx市、河池市交界，东与梧州市、xx市、贵港市相邻，西与河池市、南宁市相交，南与贵港市、南宁市毗邻。深居广西腹部，经济、交通地位十分重要，地缘优势十分明显。xx市位于地处亚热带季风气候区，北回归线从南缘经过，具有典型的亚热带季风气候特征，气候温和、日照充足、雨量充沛，农业气候资源丰富，但旱涝寒害频率也较高。全地区年均日照13251734小时，年平均风速达每秒3.5米，平均年降水量12251942毫米，四月下旬八月下旬为雨季， 是洪涝多发季节； 年平均气温181212。此外，金秀县地处山区，海拔高，气候特征独树一格，气温偏低，日照少，年平均气温171，是夏季避署旅游之胜地。 二、项 目 概 况根据项目方提供的资料，项目为xx航天工业高等专科学校xx校区，具体如下：教学楼（1#-2#） 6层 总面积53412平方；实验楼（1#-2#） 6层 总面积20772平方；图书馆 12层 总面积50595平方；行政楼 19层 总面积53459平方；学生宿舍楼 6层 总面积102956平方；风雨操场 2层 总面积14202平方；商铺 2层 总面积8132平方；对外交流中心 19层 总面积117438平方；学生创业园 19层 总面积64796平方；实训楼 6层 总面积59148平方；信息中心楼 4层 总面积7708平方；学术交流中心楼 4层 总面积7708平方；教工宿舍楼 6层 总面积209111平方；实训车间楼 3层 总面积8640平方；目前先施工第一期项目分别以下项目：学生宿舍楼（1#-4#） 总面积55496平方；教学综合楼（1#楼） 总面积26706平方；实训楼（1栋） 总面积19716平方；学生食堂（1栋） 总面积26527平方；现我司技术人员根据第一期的项目的光源与光源用电进行分析与建议，以下分两个方案进行：实施led光源方案，可节省用电量、节省布线设备等实施风光互补发电并网方案与市电互补，不需蓄电池蓄能。还可将用不完多余的电量供给国家供电局，也能产生额外的利益。三、项 目 分 析 与 建 议 方 案项目一：学生宿舍楼光源项目建议实施方案：根据用户提供的电气图纸，一层至六层的光源布置分布共有以下：荧光灯30w：145盏*6层=870盏 用12wled灯替代天花吸灯13w：436盏*6层=2616盏 用5wled灯替代室内电线：2.5 m*3600米*6层=2.16万米 室内主线：4 m*400米*6层=2400米12wled灯与30w荧光灯投资效益对比表格：名称荧光灯led灯效益对比数量870盏870盏每盏功率30w12w少18w总功率26.1kw10.44kw少15.66kw每盏投资费用28元130元多102元全部投资费用2.436万元11.31万元多8.874万元寿命5千小时5万小时多4.5万小时每天用电量26.1kw*8h=208度10.44kw*8h=83度少125度每年用电量208度*365天=7.6万度83度*365天=3万度少4.6万度每年用电费7.6万度*0.65元=4.94万元3万度*0.65元=1.95万元少2.99万元宿舍内电线2.5m*2.16万米1.5 m*2.16万米电线费用2.16万米*1.8元=3.888万元2.16万米*1.2元=2.592万元少1.296万元室内主电线4 m*0.24万米2.5 m*0.24万米电线费用0.24万米*3元=0.72万元0.24万米*1.8元=0.432万元少0.288万元配用变压器25kw10kw少18kw变压器费用25kw*150元=0.375万元10kw*150元=0.15万元0.225万元室外电线16m*200米6 m*200米电线费用200米*12元=0.24万元200米*4.5元=0.09万元少0.15万元5wled灯与13w荧光灯投资效益对比表格：名称荧光灯led灯效益对比数量2616盏2616盏0每盏功率13w5w少8w总功率34kw13kw少21kw每盏投资费用12元58元多46元全部投资费用3.14万元15.17万元多12.03万元寿命5千小时5万小时多4.5万小时每天用电量34kw*8h=272度13kw*8h=104度少168度每年用电量272度*365天=9.9万度104度*365天=3.8万度少6.1万度每年用电费9.9万度*0.65元=6.435万元3.8万度*0.65元=2.47万元少3.965万元总结：学生宿舍楼如按照以上方案进行实施，led灯的投资比荧光灯的投资多出20.904万元，但可减少布线、变压器费用1.959万元，每年节省电费用6.955万元，这样推算出，两年多的时间就可回收投资led灯的费用。我司主研发生产的led灯寿命为5万小时，按每天工作8小时计，寿命可达十五年以上，远远超出荧光灯的寿命，按十五年推算共节省电费用100万元整。风光互补发电与市电效益对比表格：名称市电风光互补发电效益对比功率55kw55kw0按年平均风速3.5米/秒、年平均日照1700小时计年用电量55*8h*365天=16万度0产值电量16万度年用电费16万度*0.65元=10.4万元0产值电费10.4万元投资费用政府投资82.5万元8年收回成本需用标煤16万度*0.35kg=5.6万kg0节省5.6万kg需要原油16万度*0.298kg=4.768万kg0节省4.768万kg排放二氧化碳16万度*1kg=16万kg0减少排放16万kg排放二氧化硫16万度*0.03kg=0.48万kg0减少排放0.48万kg总结： 根据我司对xx市的气候调查，可进行以上风光互补的配置系统发电供给照明用电，方案的形式是与市电并网，不需蓄电池蓄能，全自动模式造作。全年可发电量16万度，如照明用不完的电可直接供给其它用电设备用电，如阴雨天发电量不足供给照明的由市电互补供给设备用电，这样就不会造成缺电情况，也不会有多余的电量浪费。我司主研发生产的风光互补系统的寿命可达25年以上，根据推算每年发出电量为16万度，25年可发出电量400万度，按每度电0.65元计算，25年可节省电费用260万元。项目二：远动场光源项目建议实施方案：远动场光源配置：根据用户提供的电气图纸，一层至二层的光源布置分布共有以下：u管卜光灯（1*40w）： 53盏，用1*16wled灯替代防水灯（1*22w）： 16盏，用1*7wled灯替代双管卜光灯（2*30）： 6盏，用2*16wled灯替代双管卜光灯（2*40）： 20盏，用2*16wled灯替代室内电线：1600米室内主线：400米16wled灯与40w荧光灯投资效益对比表格：名称荧光灯led灯效益对比数量105盏105盏每盏功率40w16w少24w总功率4.2kw1.7kw少2.5kw每盏投资费用38元170元多132元全部投资费用0.399万元1.785万元多1.386万元寿命5千小时5万小时多4.5万小时每天用电量4.2kw*8h=33.6度1.7kw*8h=13.6度少20度每年用电量33.6度*365天=1.2万度13.6度*365天=0.5万度少0.7万度每年用电费1.2万度*0.65元=0.78万元0.5万度*0.65元=0.325万元少0.455万元宿舍内电线1.5m*0.16万米1.0 m*0.16万米电线费用0.16万米*1.2元=0.192万元0.16万米*0.8元=0.128万元少0.064万元室内主电线2.5 m*400米1.5 m*400米电线费用400米*1.8元=0.072万元400米*1.2元=0.048万元少0.024万元配用变压器4.2kw1.7kw少2.5kw变压器费用4.2kw*150元=0.063万元1.7kw*150元=0.0255万元0.0375万元7wled灯与22w荧光灯投资效益对比表格：名称荧光灯led灯效益对比数量16盏16盏每盏功率22w7w少15w总功率352w112w少240w每盏投资费用22元74元多52元全部投资费用352元1184元多832元寿命5千小时5万小时多4.5万小时每天用电量352kw*8h=2.816度112kw*8h=0.896度少1.92度每年用电量2.816度*365天=1027度0.896度*365天=327度少700度每年用电费1027度*0.65元=667.55元327万度*0.65元=212.55元少455元总结：运动场如按照以上方案进行实施，led灯的投资比荧光灯的投资多出1.4692万元，但可减少布线、变压器费用1255元，每年节省电费用5005元，这样推算出，两年多的时间就可回收投资led灯的费用。我司主研发生产的led灯寿命为5万小时，按每天工作8小时计，寿命可达十五年以上，远远超出荧光灯的寿命，按十五年推算共节省电费用7.5万元整。风光互补发电与市电效益对比表格：名称市电风光互补发电效益对比功率2kw2kw0按年平均风速3.5米/秒、年平均日照1700小时计年用电量2*8h*365天=0.584万度0产值电量0.584万度年用电费0.584万度*0.65元=0.38万元0产值电费0.38万元投资费用政府投资3万元8年收回成本需用标煤0.584万度*0.35kg=0.2万kg0节省0.2万kg需要原油0.584万度*0.298kg=0.17万kg0节省0.17万kg排放二氧化碳0.584万度*1kg=0.584万kg0减少排放0.584万kg排放二氧化硫0.584万度*0.03kg=0.018万kg0减少排放0.018万kg总结： 根据我司对xx市的气候调查，可进行以上风光互补的配置系统发电供给照明用电，方案的形式是与市电并网，不需蓄电池蓄能，全自动模式造作。全年可发电量0.584万度，如照明用不完的电可直接供给其它用电设备用电，如阴雨天发电量不足供给照明的由市电互补供给设备用电，这样就不会造成缺电情况，也不会有多余的电量浪费。我司主研发生产的风光互补系统的寿命可达25年以上，根据推算每年发出电量为0.584万度，25年可发出电量14.6万度，按每度电0.65元计算，25年可节省电费用9.49万元。四、陈 述 风 光 互 补 发 电 系 统风光互补发电系统，是由风能与太阳能相结合进行发电，相互补充，与并网控制器、汇流箱、并网逆变器配合，使风光互补发出的电量与市电并网供电。风光互补路灯以风光互补发电为电源，适合在有一定的风力，光照条件的地区使用。如公路、市郊道路、开发区、旅游景区等。绿化照明也可使用风光互补路灯，风光互补路灯代表了未来路灯的发展。风光互补路灯一般以风力发电为主，以太阳能发电为辅，因而数日阴雨天也能维持正常夜间照明。 风光互补路灯有以下几个优点：环保: 污染零排放；节能: 把风能和光能转换为电能；节约: 节省大量常规变配电设施；安全: 技术成熟，安全可靠；美观: 成为独特风景线；造价较高，运营费用低；自动化: 路灯光控、时控；保护: 蓄电保护、过放电保护、负载过电压保护、输出过载保护、输出短路保护、太阳能电池接反保护、防雷保护等。五、风 光 互 补 技 术 介 绍离网型无铁心风力发电机：1、 电机部分：申请号/专利号： 201020600999本实用新型公开了一种离网型无铁芯风力发电机，包括定子和转子，所述定子包括圆盒和用非导磁材料固定于圆盒内的若干个无铁芯线圈绕组，所述线圈绕组为分布式绕组或集中式绕组；所述转子为同轴设于定子两侧的永磁盘，各转子与定子之间保留间隔。定子和转子之间的相对转动可以是定子固定，两侧转子同步转动，或者是两侧转子固定，定子转动。所述各线圈绕组之间采取不同连接方式实现二相电、三相电或多相电输出，所述输出为直流或交流。本实用新型采用无铁芯定子结构，内阻小，减轻了负载的转扭矩力，同时也消除了定子、转子之间巨大的电磁吸力（消除了传统结构中齿槽转矩和铁芯损耗），降低了发电机的体积、重量，提高了发电机效率。2、 风力发电机部分：额定功率300w叶轮直径1500mm额定电压直流12v/24v叶片数5片额定电流25a/12.5a叶片材料尼龙额定转速500r/m大风保护方式电磁制动允许最大功率380w设计使用年限20年启动风速1米/秒设备表面处理渡烙+烤塑涂层切入风速2米/秒工作环境湿度-45c-70c切出风速18米/秒净重5.85kg安全风速45米/秒包装材料纸箱、泡沫材料额定风速9米/秒包装尺寸900*300*1200mm发电机工作形式永磁三相交流发电机毛重15kg太阳能电池板：1.太阳能电池片部分光电转换效率较高且稳定，位于国内领先水平。ic级别的清洗效果和独特的制绒配方，提高良品率和转换效率。先进的扩散解决方案保证电池性能的一致性、稳定性。高品质的银/银铝浆料配合良好的印刷烧结质量，保证电极的抗拉伸强度，有利于组件焊接。强曝光下保证效率的低衰减2、电池组件可方便地安装至地面、屋顶、建筑表面或跟踪系统应用之中模块化设计，无移动部件，完全可以升级，安装方便高度可靠、几乎无需维护的发电系统减少大气、水和土地污染，促进环境保护清洁、安静、可靠的发电方式从 165w 到 230w 的高功率组件，为多种应用提供完美的解决方案。全部组件均在中国的 iso 9001 认证工厂中设计和生产。组件符合 ul1703 安全等级规范，可承受高风压、冰雹冲击和雪压，并且具有出色的防火能力。集成旁路二极管，以保护太阳能电池电路在部分荫蔽条件下不受过热点影响。采用经过阳极化处理的铝框，提高了负载承受能力，可承受极高的风负载。采用我们的专有组件技术，可排除冰冻和扭曲问题。+/-3% 的低功率裕量，通过降低组件串失配损耗提高输出功率。 两种单晶电池技术，效率最高可达 16.8%：高效的 125x125mm 电池，以及配备 3 个汇流条的新型 156x156mm 电池，可提高性能和可靠性。采用高透明度的低铁钢化玻璃和防反射涂层，有利于提高能量产量。光源:sr led大功率高亮度led路灯，采用当今最高亮度和高稳定性芯片，结合封装技术, 产品达到了国际领先水准。目前1w白光功率型led已进入稳定批量产业化阶段，发光效率可达到130 lm/w以上，并具有以下主要特点：独特的二次光学设计，可将取光效率达95%以上，在10米高的况下，在地面形成10mx40m 的矩形光场，且光分布非常均匀，按照合理布灯均匀度可以达到0.6以上,整个灯具使用当今业已成熟的光效率最高的最先进的1w的led阵而成，低热阻的结构设计与良好的散热设计，保证了温升不会超过30，从而 目前研制出的24w、32w、48w、64w、84w、96w、128w、150 w、160 w等大功率led路灯并网控制器:本机专为风力发电机并网设计,是一台保护功能齐全的风力发电机并网控制器。控制部分采用pwm恒压控制方式，发电机输出功率过大或并网逆变器故障，发电机输出不会因为失去负载而飞车。本机使用世界名品功率器件，寿命长，安全可靠。工作原理：采用并联耗能式控制方案，当电池组电压达到设定值后，控制单元自动切入工作，把多余的电能在本机自带的大功率电阻上消耗掉，使输出电压稳定在设定值上。即使负载虚接或开路也不会造成风力发电机飞车，更不会因此电压升高烧毁并网逆变器等事故。本机功能：1、将发电机的交流电整流成稳定的直流电压，保证逆变器安全可靠的工作。2、 pwm恒压控制是风力发电机额定功率的150%，在大风、强风情况下，控制器能够保证不超过最大额定电压输出。（匹配风力发电机时请注意此项参数。）3、 在并网逆变器掉线情况下，控制器恒压输出，等待逆变器恢复工作。4、 当电网停电时，控制器自动锁闭发电机，使发电机停止工作。待网电恢复供电时，控制器自动打开发电机，恢复并网发电。5、 led灯状态指示。前面板有风力发电机模拟发电指示、网电指示，直流输出电流指示。6、 控制器具有急停开关，遇紧急情况时，按下前面板急停按钮，控制器全部电源切断，风力发电机被锁闭。7、采用两套控制系统，pwm恒压系统 + 锁闭系统，确保系统安全。技术参数：型号：jb-bw125-06k工作电压：dc:50v-125v卸荷电压：dc:125v卸荷功率：1000w发电机额定功率：600w注：发电机最大输入功率不要超过卸荷功率。线路的连接：1、在连接前请确认发电机、逆变器是否与铭牌上标识的参数匹配。2、内部线排分别是发电机接线端子，直流输出接线端子，请根据标识正确连接，需要注意的是控制器输出具有极性。汇流箱:在太阳能光伏发电系统中，为了减少太阳能光伏电池阵列与逆变器之间的连线使用到汇流箱。结合我们多年防雷系统设计经验，研制出了多种开号汇流箱。用户可以将一定数量、规格相同的光伏电池串联起来，组成一个个光伏串列，然后再将若干个光伏串列并联接入光伏汇流防雷箱，在光伏防雷汇流箱内汇流后，通过控制器，直流配电柜，光伏逆变器，交流配电柜，配套使用从而构成完整的光伏发电系统，实现与市电并网。为了提高系统的可靠性和实用性，在光伏防雷汇流箱里配置了光伏专用直流防雷模块、直流熔断器和断路器等，方便用户及时准确的掌握光伏电池的工作情况，保证太阳能光伏发电系统发挥最大功效。现在汇流箱已经发展到第三代。 从之前只有汇流防雷监控到现在的可以太阳能汇流监控。第三代的汇流箱除了具备前面2代产品的有点外，还可以汇流箱失效告警，数据采集，无线数据传输。 1、电池串列最高输入电压：dc1000v 2、电池串列输入电流：10a 3、输入回路数：按要求配置 4、熔断器额定电流：11a 5、最大输出电流：n11a 并网逆变器:并网逆变器一般分为光伏并网逆变器、风力发电并网逆变器、动力设备并网逆变器和其他发电设备并网逆变器。 光伏发电并网逆变器 由于建筑的多样性，势必导致太阳能电池板安装的多样性，为了使太阳能的转换效率最高同时又兼顾建筑的外形美观，这就要求我们的逆变器的多样化，来实现最佳方式的太阳能转换。现在世界上比较通行的太阳能逆变方式为：集中逆变器、组串逆变器，多组串逆变器和组件逆变，现将几种逆变器运用的场合加以分析。 集中逆变集中逆变一般用与大型光伏发电站（10kw）的系统中，很多并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相的igbt功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用dsp转换控制器来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流。最大特点是系统的功率高，成本低。但受光伏组串的匹配和部分遮影的影响，导致整个光伏系统的效率和电产能。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制，以及开发新的逆变器的拓扑连接，以获得部分负载情况下的高的效率。 在solarmax(索瑞麦克）集中逆变器上，可以附加一个光伏阵列的接口箱，对每一串的光伏帆板串进行监控，如其中有一组串工作不正常，系统将会把这一信息传到远程控制器上，同时可以通过远程控制将这一串停止工作，从而不会因为一串光伏串的故障而降低和影响整个光伏系统的工作和能量产出。 组串逆变组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器。组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串（1kw-5kw）通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网。许多大型光伏电厂使用组串逆变器。优点是不受组串间模块差异和遮影的影响，同时减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，从而增加了发电量。技术上的这些优势不仅降低了系统成本，也增加了系统的可靠性。同时，在组串间引入“主-从”的概念，使得在系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主-从”的概念，使得系统的可靠性又进了一步。目前，无变压器式组串逆变器已占了主导地位。 组串逆变多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点，避免了其缺点，可应用于几千瓦的光伏发电站。在多组串逆变器中，包含了不同的单独的功率峰值跟踪和直流到直流的转换器，这些直流通过一个普通的直流到交流的逆变器转换成交流电，并网到电网上。光伏组串的不同额定值（如：不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的生产厂家等等）、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串（如：东、南和西）、不同的倾角或遮影，都可以被连在一个共同的逆变器上，同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。 同时，直流电缆的长度减少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。 组件逆变组件逆变器是将每个光伏组件与一个逆变器相连，同时每个组件有一个单独的最大功率峰值跟踪，这样组件与逆变器的配合更好。通常用于50w到400w的光伏发电站，总效率低于组串逆变器。由于是在交流处并联，这就增加了交流侧的连线的复杂性，维护困难。另一需要解决的是怎样更有效的与电网并网，简单的办法是直接通过普通的交流电插座进行并网，这样就可以减少成本和设备的安装，但往往各地的电网的安全标准也许不允许这样做，电力公司有可能反对发电装置直接和普通家庭用户的普通插座相连。另一和安全有关的因素是是否需要使用隔离变压器（高频或低频），或者允许使用无变压器式的逆变器。这一逆变器在玻璃幕太阳能并网逆变器 光伏并网逆变器墙中使用最为广泛。