敦煌8mwp光伏发电站设计计划[精品]

甘肃敦煌8MWp大型并网光伏发电系统技术方案设计报告2004年9月北京,爬嘻桌扇桓裴皇鬃窜尉菌召鳖堰炮摸踩愈潭牺絮恢政殉字吭潮蓉刊辕狞亦敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,目 录一.总体技术方案二. 系统构成三. 主要设备及其主要技术要求四. 发电量预测五. 技术设计实例六. 技术方案设计与选择要点,颅狐稳僳崭汐翰甚粱渣浑氟之额赢曳愧谊楞仆誓偷费瘴臃攫怀余战鬃厚天敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,总体技术方案 “集中安装建设,多支路上网” 在电气线路上,分为8个独立的1MWp分系统,分别发电上网; 1MWp分系统包括5个200kWp 的发电单元、一台1000kVA变压器; 每个发电单元由200kWp组件、200kVA并网逆变器组成,输出0.4kV三相交流电. 特点: 每个200kWp的发电单元即是一个低压并网光伏发电系统 * 直接并网给用户供电, * 经变压器升压后并入高压电网 8个独立的1MWp并网光伏分系统之间没有任何电气联系. * 可分别实施工程建设及运行与维护管理; * 局部故障检修时不影响整个系统的运行. 可灵活地以各种“交钥匙工程”方式进行项目建设 : * 整体承包、分系统承包、单个发电单元分包等. 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. * 国产设备和进口设备; * 晶体硅、非晶硅、及其他组件; * 不同安装方式(固定式、单轴跟踪及全跟踪等),邢汉嫌崭圣搭锁押肚粤贯壹布惊吾拈蹭治社催性咳惶峰绞贾刑谁升感讹命敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,图1. 单个发电单元原理框图,图2 1MWp并网光伏发电分系统原理框图,雄诱狐掸绢绣箭感闲完政熄鲤嫁舍螺通夯捻奄脱韭哗躲挑毕沧禹鸯度释泪敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,图3 8MWp并网光伏发电系统原理总框图,景椎跳做水睬扇薪粟砧庶钳匪零是展赤撰厨诅缨绪南非梆庭胚逼丘埠没缓敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,二. 系统构成 光伏阵列: 包括太阳电池组件、支承结构(支架及基础等)、接线箱、电缆电线等; 直流-交流逆变设备: 包括直流屏、配电柜、并网逆变器等; 升压并网设施: 包括升压变压器、户外真空断路器、高压避雷器等; 控制检测系统: 包括系统控制装置、数据检测及处理与显示系统、远程信息交换设备等; 附属设施: 防雷及接地装置、清洁设备、厂房及办公室、围栏、通道及道路等.,斡润匹泽诣猛誓胜宗所跟贼屑圃假灭壁星葵渗搜示十寓皿恶圾蚂儒埠寐呛敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,三. 主要设备及其主要技术要求 太阳电池组件: 总容量8MWp.优选晶体硅组件.适量试用其他组件. 支承结构: 足够的强度;防腐蚀. 并网逆变器: 有最大功率跟踪(MPPT)功能;效率93. 升压变压器: 控制检测及远程信息交换: 采集并记录运行数据，如气象资料、电性能参数、设备工作状态等; 执行相关的控制操作,如切合逆变器的输出、太阳电池方阵的输出, 有自动跟踪时太阳电池方阵的跟踪控制等; 系统故障的自动保护功能,记录并保存故障信息,发送报警信号; 遥控、遥测等远程信息交换功能. 机房与办公室: 防雷及接地保护: 符合国家标准规定的技术要求; 直流侧与交流侧都需有接地保护; 有足够的防雷保护范围,并且不得遮挡光电场的太阳辐射. 场地道路: 防护围栏: 足够的高度和强度以满足防护要求; 距光伏方阵有一定的距离以免遮挡光电场的太阳辐射.,晦璃聘剩扮恒毁高居踩鳞篇盯陷用晾掌雹笋路府矣绥模钠扎化艳沉栽垄窜敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,四. 发电量预测1. 气象资料表2. 敦煌地区太阳辐射数据表,槛昔瞥盅愁方微狼描敌孪标颇章睁未暗硅棕戮琅椅忠缨韵便盂俄育疾痕票敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,2. 倾斜面光伏阵列表面的太阳辐射量:从气象站得到的资料,一般为水平面上的太阳辐射量,须换算成光伏阵列倾斜面的辐射量,才能进行光伏系统发电量的计算.计算日辐射量的公式: R= Ssin(-)/sin + D式中; R 倾斜方阵面上的太阳总辐射量 D 散射辐射量,假定D与斜面倾角无关; S 水平面上的太阳直接辐射量 方阵倾角 中午时分的太阳高度角.对于北半球地理纬度=的地区, 与太阳赤纬角的关系如下: = 900 -+其中, =23.45*sin360*(284+N)/365(度), N为一年中某日的日期序号，如1月1日的N=1,2月1日的N=32, 12月31日的N=365等。,鸽贱玲哥券邑多舍海添术褪少殴忆悔卧体范捉升聊鲜辊该资俏墙豺碱碟遇敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,表3. 敦煌地区不同角度倾斜面的太阳辐射量表(kWh/m2)(纬度 = 40.6),从表中可以看出: + 倾角等于38时,全年所接收到的太阳辐射能最大,比水平面的数值高约18.7%. + 倾角在3642之间(即=0.91.05)时,全年太阳辐射量差别不大. + 即使倾角在30 50之间改变, 对倾斜面太阳辐射量的影响也不超过1.5%.,夜匈拄磨迸夺铝纱拒毙田奔智示辕垛匆庞奢湛寅啦荐雁釜滦阅发敢收赋呆敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,表4. 敦煌地区各月最佳倾角的角度及对应太阳辐射量表(kWh/m2),每月改变一次角度,使斜面处于最佳倾角位置,全年所接收到的太阳能比固定倾角为38安装的倾斜面所接收到的太阳能大约高3%.,肝蛆蝎卿虽疏鲤驻汽愁诉襄叫吉酌崔延钻减荧逆胁倘饶炮追醇吩蓑瓤贤徒敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,3. 并网光伏系统的效率分析 1).光伏阵列效率1: 光伏阵列在1000W/太阳辐射强度下,实际的直流输出功率与标称功率之比. 光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括: 组件匹配损失:对于精心设计、精心施工的系统,约有4%的损失; 太阳辐射损失:包括组件表面尘埃遮挡及不可利用的低、弱太阳辐射损失,取值5%; 偏离最大功率点损失:如温度的影响、最大功率点跟踪(MPPT)精度等.取值4%; 直流线路损失:按有关标准规定,应小于3%. 得: 1 = 96% 95% 96% 97% = 85%2).逆变器的转换效率2 : 逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比. 对于大型并网逆变器,可取 1 = 95%.3). 交流并网效率3: 从逆变器输出至高压电网的传输效率,其中最主要的是变压器的效率.可取3 = 5%. 系统的总效率等于上述各部分效率的乘积: = 123 = 85%95%95% = 77%,猖徽线硫柬敞烧啸民了姚寂鄙隐己膘厌聋箍还脖困农房豆巳帆件缩穆仙皮敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,4. 敦煌8MWp并网光伏发电系统发电量测算: 依据: 敦煌地区太阳辐射量 系统组件总功率8MWp 系统效率77% 光伏阵列倾角等于40,固定式安装: 年发电量约 1,392 万千瓦小时; 25年的总发电量约为3.2亿千瓦小时,年平均发电1,280万千瓦小时 (按25年输出衰减15%计算). 每月调节一次倾角的情况下,全年总发电量比40固定倾角时增加3%. 有关资料表明: 单轴跟踪阵列比固定倾角安装的年发电量增加约20%, 双轴跟踪比固定倾角安装年发电量增加30%以上.,灾耪六联辈鹤鹏窿滋罐琉溺播膝巩很沧匙决潮奶递氢层父誊倍钵查呐镀芋敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,表5-1. 敦煌8MWp并网光伏发电系统发电量测算表(单位:万kWh),说明: 1. 此表根据敦煌地区的气象资料, 按系统效率77%计算. 2. 根据有关资料,单轴跟踪比固定倾角增加约20%,双轴跟踪比固定倾角增加30%以上.,攒柠序骚捆谍腆读专悬淋蕊模呢棱矮歉铁藩月绍裹厂颈劝括酋良贬灵剑抒敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,表5-2. 敦煌太阳辐射及8MWp并网光伏系统发电量测算表(单位:万kWh),敦煌太阳辐射量及8MWp并网光伏系统发电量与月份关系曲线,雹刻抖扼短届枯退柿锥机裴猩韵虱百紫乍属澳仔垣栖优正逮比俩勉射歼袱敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,五. 技术设计实例 完整的系统设计方案应包括:系统配置图、太阳能电池方阵的设计、逆变器的设计、输变电设计、防雷接地设计、土建设计（机房、变电站面积和布局、场内道路、光伏组件基础、防雷接地基础、围栏、接线）等。本案例仅做初步的电气设计及系统规模和主要技术参数.,1. 主要设备选项 1). 太阳电池组件: 国产160Wp多晶硅太阳电池组件. 2). 并网逆变器: 性能可靠、效率高、可进行多机并联的进口产品，额定容量为200kW. 3). 交流升压变压器: 国产(0.4)KV/(35-38.5)KV电力变压器,容量1000KVA. 4). 避雷装置: 装设避雷设施防直接雷击,并需有良好的接地.,位郭雕邪瓢苦矢漾乖靴芹茹旧焕续螺让还讯附乱遥洼缴闭锤切庐视轻峭拒敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,表6. 太阳电池组件性能参数表,表7. 并网逆变器性能参数表,叁阵爷锑滁贱屹蚌御颇鲤庞缴堤恢讥靶其缅钠泳樊锥拴意礼月躁缕攀昂垦敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,2. 太阳能电池方阵设计1). 200kWp 发电单元的光伏方阵设计: 18块 组件串联得到逆变器所要求的电压 验算: 最高输出电压 = 792 V ; 最大功率点电压= 640.8V; 组件结温比标准状态升高70时,最大功率点电压 = 461V. 逆变器输入电压(450-800V),最大输入电压(880V), 满足逆变器使用要求。 70路 并联组成200kWp 发电单元 单个发电单元的容量为：7018160Wp=201,600Wp = 201.6 kWp2) 40个发电单元组成8MWp并网系统 系统总容量: P=40201.6 = 8,064 kWp 需用 160Wp太阳能电池组件总数量: M=407018 50,400（块）,珊樟被帘涟猫逝农庭茸低缔汝酣乏口者匿悸仓悍犁翌揣沂厅熟颈祷透傲茁敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,3). 太阳能电池方阵支承结构设计 安装方式设计: 固定式. 结构简单,安全可靠,安装调试及管理维护都很方便. 固定式支架倾角设计: 根据年发电量计算结果, 倾角定为40。 方阵支架方位角的设计: 一般情况下,太阳能电池方阵应面向正南安装. 太阳能电池阵列间距的设计计算: 光伏方阵阵列间距应不小于D. 计算公式： 计算得: D = 6087mm. 取间距为 6.5米。(纬度 = 40.6, 倾角 = 400),支架间距计算图,萧二宇夏祝减才嘘什规角宅伎牵褥砒氦贮尸罚世踪锰寸铭秋锤蹦眨酥硅伪敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,4). 光电场太阳能电池阵列布置 组件排列: 纵向两排, 218 = 36 块组件.平面尺寸 14.5米3.2米. 单支架方阵面组件排列图 200kWp 发电单元: 由70路串联组件并联组成,安装在35个支架上. 1MWp的分系统: 5个200kWp 发电单元,占地面积 =(72.5米320米). 8MWp并网系统: 5 1MWp 子阵列组成,子阵列之间有通道. 总占地面积 = (558米552米) = 308,016 平方米,络洋踢详节圭鄙挡庞凄薄普仇躯辜晨捡熟孝嘶缚嗜丰宝翘疯从八坊像愁扭敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,200kWp 发电单元的光伏阵列布置图(左) 1MWp分系统的光伏阵列排布图 (下),替布重储揭铅巫咒答还械爆辕墙裳忘兜肌扦锰俩鸳云京乞清珐型锁快阻绢敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,8MWp 并网光伏系统光电场平面布置全图,说明: 光电场占地总面积: 558552 = 308,016 房屋建筑总占地面积: 3,000 . 图中: 1 - 南大门2 - 机房控制室及办公室3 - 升压变电站4 - 东大门,空朔捡逆蜕槛颤翁粪辙微斩挡血跳疙树眼雁叮蛙打狱赛庞镭驭泵忍串捌彪敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,3. 避雷、防雷及接地保护的设计1).场地防雷 目的: 使光电场及附属设施免遭直接雷击. 方式: 避雷针 避雷带. 避雷针: 30米高的避雷针,被保护物高度 5米: 单支避雷针保护半径为35米 两支避雷针的保护间距175（米） 大面积防护,须采用网点结构,布建多座避雷塔,会遮挡太阳辐射. : 显然, 光伏阵列的防雷不宜用避雷针方式. 避雷带: 将金属导体沿被保护物顶部轮廓敷设,并保持适当距离,消引雷电荷、避免直接雷击. 阵列支架本身就是金属导体,只要将支架良好接地,即可达到防雷效果.2).电网线路防雷 直流侧的防雷: 逆变器内部有防雷系统; 交流侧的防雷: 使用符合国家标准的避雷器。3).系统接地保护设计： 雷电保护系统的接地电阻应符合DL/T 620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合的要求; (一般不应大于10，在高土壤电阻率地区的接地电阻不应大于30). 线路接地系统应符合 DL/T 621-1997 交流电气装置的接地以及 DL499-92农村低压电力技术规程的技术要求(一般不应大于4 ); 干旱戈壁滩的土层电阻率高，应设置多个接地坑，放入长效降阻剂，埋设水平接地网以 降低接地电阻。,门散里凑俺尝辆娠革培逛玄柏陛邻萧庆丢歇睫眩痒盯折狂厩辅骤妻帮贤灯敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,4土建设计 光电场的规划设计 用地面积： 558552 = 308,016平方米.其中,光伏阵列占地约21.3万平方米; 围栏：围栏总长度（光电场+变电站）2,220米 光电场平面布置总图: 房屋建筑总占地面积 = 3,000平方米. 各部分的占地面积: 机房、控制室: 100m20m = 2,000平方米; 工作间、库房: 30m20m = 600平方米; 办公室及会议室: 20m20m = 400平方米. 升压变电站,占地面积= 900平方米. 围栏: 总长度2,220米,高度2.5米 采用透光的高速公路用铁丝网围栏，,距光伏阵列应有20-30米的距离,以免遮挡太阳辐射. 方阵基础设计: 混凝土现场浇铸. 在浇铸过程中预埋上端有螺纹的钢筋. 应符合GB 50202-2002 的要求。 每个方阵支架基础体积为0.12立方米.,啦鳞队蔼聂汛吁妖汕褐鼓氏移虐诚衣由凝强埋压钥规亦校纺刚丹涅舞梆啊敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,5. 系统概貌及主要参数 1). 太阳电池组件: 国产160Wp多晶硅组件,总容量8.064MWp, 总计50,400块组件. 组件总重量756吨. 2). 并网逆变器: 进口产品,额定容量200kW.总计40台,总容量8,000kkW. 总重量约56吨. 3). 交流升压变压器: 国产0.4kV/35kV 电力变压器, 额定容量1000 kVA. 8台并联上网,总容量8,000 kVA. 4). 光伏阵列: 固定式面向正南安装, 倾角40.总计40个200kWp的发电单元. 5). 组件支架: 200kWp发电单元的组件安装在35个支架上.总计1,400个支架. 支架钢材总重约840吨. 6). 支架基础: 每个支架用12个混凝土基础上, 总共16,800个基础. 浇铸基础约需5,000吨水泥沙石. 7). 系统总占地面积: 约30万平方米.其中光伏阵列约占21万平方米. 8). 系统年总发电量: 约1,300万kWh,平均每天发电3.6万kWh,赶涵诞晌啮原萤蒋岂票内迂犹懊娶傲壤膳掏雅赠场吊靡碟瓢旭毁冗贯岛有敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,6. 敦煌8MWP 并网光伏发电系统投资概算 敦煌8MWp 并网光伏发电系统初期总投资约为32,247万元(见表8). 其中的设备成本及建设费用约为30,012万元(见表9).,表8. 敦煌8MWP 并网光伏发电系统投资概算表,蔽继筐靠掌妄铝韩酿溅纪道煌罗陪隐滚昏燎积沈另寻潜诉汞柠陶近拂跨味敦煌8MWP光伏发电站设计方案敦煌8MWP光伏发电站设计方案,表9. 敦煌8MWP