漂浮式水面光伏电站设计思路及案例分析2017.08.12PPT课件.pptx

漂浮式水面光伏电站要点及案例分析 1 商长征Tel2020 3 27 六 水面漂浮电站设计案例分享 二 水面漂浮光伏电站前期要点 三 水面漂浮光伏电站设计要点 四 水面漂浮光伏电站施工要点 五 水面漂浮光伏电站运维要点 一 两淮水面漂浮电站进展 目录 2 2020 3 27 3 两淮领跑者水面漂浮项目一览表 2020 3 27 4 进展 项目推进困难 大部分项目930实现全额并网基本无望 存在的主要问题 1 前期规划设计中未能详细落实土地情况 导致项目实施时出现大量地块调整 2 项目位于煤矿沉陷区 绝大部分区域尚未稳沉或沉陷后水深过大 过小 导致工程设计 施工难度增加 增加了项目成本 3 两淮项目的升压站建设进度快于光伏厂区建设进度 光伏厂区建设缓慢主要受浮体产能有限 水面清理困难等限制 有的项目浮体供应不及时或尚未到场 有的项目阻工严重 影响施工进度 4 部分设计院对于水面漂浮电站的设计经验不足 导致方案迟迟不能确定 过于保守 施工难度加大 间接影响了施工进度 项目进展情况 2020 3 27 5 光伏项目选址 是综合考虑光照 电力送出 设计 施工 投资 回报等 领跑者项目尤其需要确定漂浮电站的可利用水面的面积及建设条件 选址 2020 3 27 6 前期设计所需资料 1 厂区红线 确定水面范围 落实水面租赁情况 2 地形图 场址范围内比例尺不小于1 500的地形图 测量图包含地形图 水面外形图 水底地形图 水面标高等 3 岩土勘察资料 光伏发电工程站址区工程地质初步勘察资料 含水质分析 水 土壤腐蚀性分析等 4 水文资料 当地河流分布情况及历年洪水情况 场址处50年一遇最高洪 潮 水位 水位变化情况等 收集场址相连河道水文资料 调查分析河道各种水源可供水量和取水可靠性 并进行场址水源条件和极端水位分析评估 5 接入系统资料 已取得的接入电力系统设计及审查批复意见 以及本工程接入变电站的相关电气资料 以上资料直接影响到项目的可行性 经济性和后期能否顺利实施的关键前期文件 前期设计 2020 3 27 7 水面漂浮光伏电站系统构成 漂浮系统 锚固系统 设计需经过比选 考虑25年的使用寿命 选择满足要求的漂浮系统 并且设计应充分考虑电站运维检修的便利和成本 配重锚固系统 专用锚具锚固系统 桩锚固系统 敷设系统 接地系统 光伏阵列漂浮系统 电气设备漂浮系统 锚固系统需根据水文资料及沉陷报告 设置相应的适应水位变化的措施 桩锚固系统是一种经济 安全可靠的一种锚固系统 交 直流电缆敷设 集电线路敷设 交 直流电缆敷设在漂浮系统上能方便施工和检修 集电线路敷设应设置相应的适应水位变化的措施 光伏阵列接地系统 电气设备接地系统 水面漂浮部分的接地引下线应设置相应的适应水位变化的措施 选取合理的接地装置 开关站或升压站及送出线路 2020 3 27 8 漂浮系统建设形式 漂浮式 水深 5m 浮管式 浮箱式 HDPE浮管 支架 薄壁钢管 管内填充物 外防腐涂料 外防腐橡胶 支架 HDPE标准浮箱 HDPE浮箱 支架 高强复合混凝土浮箱 支架 不锈钢管 管内填充物 支架 不锈钢浮箱 支架 2020 3 27 9 各种漂浮系统的优缺点比较 2020 3 27 10 各种漂浮系统的优缺点比较 2020 3 27 11 各种漂浮系统的优缺点比较 2020 3 27 12 各种漂浮系统的经济性比较 2020 3 27 水面漂浮的光伏电站 若水面尺寸较大或塌陷区内 建议采用漂浮式电气设备平台 漂浮式电气设备平台可分为浮箱式钢结构平台 预制混凝土漂浮平台等 设计设备漂浮平台时 需计算最不利工况下的承载力 倾覆力 连接锚固力 吊装验算等 并考虑其耐久性和经济性 电气设备漂浮系统的设计 13 2020 3 27 锚固系统的设计 锚固系统是 水面漂浮电站 设计的难点 也是漂浮系统 敷设系统 接地系统能否可靠工作的关键点 锚固系统可分为配重锚固 专用锚锚固和桩锚固光伏阵列组装完成后 拖移至合适位置 进行初步的定位 待调整完好后再与锚固系统连接 14 光伏阵列在风荷载 水流 波浪等的作用下 产生较大的水平力 配重锚固 专用锚锚固提供的锚固力较小 需要设置的锚固点数量较多 采用桩锚固的方式 可以提供更强的锚固力 减少锚固数量 沉陷区也能够采用锚固桩的方式 但是有防水层的水域 不能采用 2020 3 27 锚固系统的设计 普通的混凝土配重锚固方式锚固力较小 专用锚造价较高 锚固桩锚固的方式 受水深 沉陷情况及施工工期的影响较大 针对水面漂浮电站锚固系统 我院发明了一种预制钢筋混凝土锚 能够提供较强的锚固力 造价较低且施工速度快 15 2020 3 27 光伏阵列区的直流 交流电缆宜通过浮箱固定 设置桥架的方式 高压交流线缆敷设优先采用浮体上敷设方式 其次选用水下敷设方式 设计时应确保后期维护的便利性 线缆设计时应根据水位的变化充分考虑线缆长度的余量 此外还应根据水域的自然环境来确定电缆护套的材料 敷设系统的设计 16 2020 3 27 接地系统的设计 17 对保护接地 工作接地和过电压保护接地采用一个总的接地网 其接地装置的接地电阻值要求不大于4 水面漂浮电站接地非常重要 要根据不同的水面情况和组件选型等因素综合确定 水面漂浮部分的接地引下线应设置适应水位变化的措施及预留冗余 2020 3 27 漂浮电站的环境多为高温 高湿 甚至盐雾环境 设备器件失效率高 设备应尽量减少易损件的使用 减少运维巡检困难 IP67防护等级在水面光伏电站 工作人员在水中作业 在抑制PID效应同时 需要防止人员触电风险 保障人生安全 具有残余电流检测RCD及电路切断功能 若采用组串式逆变器 无需单独设置电气设备漂浮漂浮平台 造价能降低一部分 组串式逆变器建议采用立式安装 若采用集中式逆变器 需要与箱变一起设置单独的漂浮平台 建议箱变采用欧式干变 设备的选型设计 18 2020 3 27 19 水面光伏电站漂浮系统的施工 浮管式漂浮光伏系统施工 每MW3272根浮管 浮管数量多 连接杆件及节点多 施工困难 施工速度慢 施工无需机械设备 人工搬运安装 施工时需注意保护好浮管和钢构件的防腐层 2020 3 27 20 水面光伏电站漂浮系统的施工 标准浮箱式漂浮光伏系统 每MW主浮体3740个 走道浮体5781个 浮箱数量多 节点多 但施工连接方便 施工速度较快 施工无需机械设备 人工搬运安装 施工时需注意保护好浮箱 防止浮箱的破坏 组件的防雷接地连接施工复杂 锚固系统连接点需采取加强处理 2020 3 27 21 水面光伏电站漂浮系统的施工 HDPE浮箱 支架式漂浮光伏系统 每MW需要3652个浮箱 浮箱数量相对较少 但连接节点较多 施工速度较慢 施工无需机械设备 人工搬运安装 施工时需注意保护好浮箱 防止浮箱的破坏 保护钢构件的防腐层 每个小的发电单元间的拼接较为困难 2020 3 27 22 水面光伏电站漂浮系统的施工 高强复合混凝土浮箱 支架式漂浮光伏系统 每MW需要340个浮箱 浮箱数量少 连接节点少 施工速度快 施工时需机械设备将浮箱吊入水中 栈桥与浮箱配合岸边施工 施工方便 浮箱自重大 稳定性好 施工人员立于浮箱上安装 2020 3 27 23 水面光伏电站漂浮系统的施工 电气设备漂浮平台的施工 电气设备漂浮平台的施工 平台及电气设备的自重较大 岸边水深所限 需根据现场条件选择合适吨位和吊装半径的起重机械 施工时需注意保护好漂浮平台 避免出现碰撞及防腐层破坏 2020 3 27 水面光伏电站的运维是否方便 是否存在大量的浮箱更换和修复是重大的问题 漂浮方案确定时要充分考虑 水面架高式光伏电站面临运维检修困难的问题 24 2020 3 27 漂浮方案确定时要充分考虑浮箱的耐久性 检修通道的布置及运维船只的通行等系列问题 设计时需根据总平面布置设计运维检修通道布置图 25 2020 3 27 光伏光伏阵列区的每一块组件 每一台逆变器 汇流箱及电缆均应有检修运维通道到达 26 2020 3 27 漂浮系统应尽量避免 头重脚轻 使运维检修人员行走和工具运输能够比较稳定和通畅 27 2020 3 27 安徽淮南40MW水面漂浮式光伏电站 本项目是迄今为止全球装机容量最大的水面漂浮式光伏电站 也是我公司继2014年设计亚洲最大的河北临西8MW水面漂浮式光伏电站之后 创造的又一个水面漂浮电站设计行业之最 28 2020 3 27 安徽淮南40MW水面漂浮式光伏电站 29 该水面电站采用标准浮箱漂浮系统 桩锚固系统 2 5MW逆变升压一体机及水面漂浮平台系统 电缆敷设及接地系统充分考虑了水位变化及阵列水平位移 该项目的建成为两淮领跑者基地的建设提供了极为宝贵的建设经验 2020 3 27 安徽淮北濉溪水面漂浮式光伏电站 30 该水面电站采用浮箱 支架漂浮系统 桩锚固系统 315Wp双玻组件 组串式逆变器 1 6MW