33MW地面光伏扶贫项目实施方案.doc

33MW地面光伏扶贫项目实施方案33MW地面光伏扶贫项目实施方案说明 目 录一、 综合说明4二、项目概况42.1 地理位置42.2 电网结构现状52.3 某镇经济概况62.4 某镇贫困户现状72.5 地区太阳能资源情况72.6 工程地质8三、主要技术方案93.1 光伏组件选型93.2 直流配电柜123.3 逆变器选型123.4 汇流箱设计143.5 光伏方阵设计153.6 辅助技术方案203.7 系统效率及发电量估算203.8 电气一次方案213.9 电气二次部分253.10 土建工程29四、施工组织设计及实施方案334.1 施工总平面布置334.2 资源配置计划364.3 工程进度计划的实施和控制374.4 进度保证措施404.5 物资管理414.6 主要施工技术方案42五、 实施周期及进度计划435.1 劳动力使用计划435.2 材料供应计划435.3 机械设备供应计划44六、 投资估算446.1 编制说明446.2 设计概算表48七、 财务评价与社会效果分析507.1 项目投资和资金筹措507.2 财务评价原始数据507.3 成本与费用517.4 发电效益计算517.5 财务评价指标527.6 敏感性分析547.7 经济评价结论547.8 社会效益分析55八、 保障措施558.1 组织协调措施558.2 监督管理措施561、 综合说明根据发改能源2016621号文件关于实施光伏发电扶贫工作的意见，为切实贯彻中央扶贫开发工作会议精神，扎实落实中共中央 国务院关于打赢脱贫攻坚战的决定的要求。拟在徐州市某镇建设开发建设33MW光伏扶贫项目。此项目可利用当地较好的光照资源条件结合煤矿塌陷区域因地制宜开展光伏扶贫，既符合精准扶贫、精准脱贫战略，又符合国家清洁低碳能源发展战略；既有利于扩大光伏发电市场，又有利于促进贫困人口稳收增收。本项目位于某镇，某县位于徐州市西北部，处于苏、鲁、豫、皖四省交界之地，某县境内公路四通八达，交通十分便利。项目地属暖温带半湿润季风气候，四季分明。年平均气13。8，年平均降水量757。8毫米，年日照时间2308小时，年平均无霜期260天，年平均相对湿度72%。某县地区太阳能总辐射量年总量平均值为5439.96MJ/m2左右，属于太阳能资源较丰富地区。 本拟建工程场区太阳能资源丰富，对外交通便利，开发建设条件优越，是建设太阳能光伏发电站适宜的站址，同时本工程的开发建设是贯彻社会经济可持续发展要求的具体体现，符合国家能源政策的战略方向，可减少化石资源的消耗，减少因燃煤等排放有害气体对环境的污染，对于促进地方经济快速发展将起到积极作用，因此，开发本工程是必要的。本拟建光伏扶贫项目总规划容量33MWp，共安装124600块标准功率为265Wp的晶体硅光伏组件，预计电站运营期内平均年上网电量为3959.2万kWh，年等效满负荷利用小时1199.7h。二、项目概况2.1 地理位置某县位于江苏省西北端，东靠微山、昭阳两湖，与山东省微山县毗连，西北与山东省鱼台县接壤，西邻丰县，南界铜山县。地处北纬34度28分34度59分，东经116度41分-117度09分，全境南北长约60公里，东西宽约30公里，总面积1576平方公里。某县境内无山，全部为冲积平原，海拔由西南部的41米到东北部降至31.5米左右。境内有9条骨干河流，地下水总储量约为22.19亿立方米，属淮河流域泗水水系中的南四湖水系。某县濒临北方最大的淡水湖微山湖，兼有公路、铁路、航运、航空之便。京杭大运河穿境而过；徐某铁路纵贯南北，与欧亚大陆桥、京九、京沪、京广铁路接轨；正在建设中的徐济高速公路穿越全境，10分钟可进入全国高速公路网；1小时可达徐州观音机场。 徐济高速公路已经开工建设，将结束某县没有高速公路的历史。丰某铁路的建设对丰县和某县的建设将有重大的意义。地形：某县地势西南高东北低，为典型的冲积平原形。气候：属暖温带半湿润季风气候，四季分明。年平均气13。8，年平均降水量757。8毫米，年日照时间2308小时，年平均无霜期260天，年平均相对湿度72%。 水资源：境内水资源较丰富，东西走向的主要河道有某河、沿河、鹿口河等，南北流向的主要河道有大沙河、姚楼河、龙口河、徐某河、苏北堤河、顺堤河等。地下水储量约22.19亿立方米。 矿产：境内以煤炭资源最为丰富，煤田面积为160平方公里，已探明储量为23。7亿吨，具有煤层多、煤层厚、储量大、煤质好、分布稳定而有规律等特点。现在，年产优质原煤已达1000万吨以上，是我国沿海地区主要的煤炭基地之一。2.2 电网结构现状当地作为江苏省的电力能源基地，至2013 年底，徐州地区500 千瓦及以上电厂发电装机容量为1076.6 万千瓦同比下降2.5%。作为国家电网“西电东送”和江苏电网“北电南供”的重要枢纽，徐州电网拥有500 千伏送出线路9 回、220 千伏送出通道10 回，2013 年累计外送电量407.30 亿千瓦时（含阳城过境）。2013 年我市电网最高用电负荷547.8 万千瓦，同比增长9.1%，统调负荷520.8 万千瓦，同比增长7.8%。全社会用电量336.4 亿千瓦时，同比增长5.6%，地区售电量287.5 亿千瓦时，同比增长8.4%。至2013 年底，徐州电网拥有500 千伏变电所3 座，开关站1 座，主变容量450.00 万千伏安，500 千伏线路1056.17 公里;220 千伏变电所29 座，开关站2 座，主变51 台，主变总容量822.00 万千伏安，线路2233.55 公里;110 千伏变电所95 座，主变170 台，主变总容量861.7 万千伏安，线路2508.00 公里。某县电网隶属于徐州电网，位于徐州电网北部。2013 年某县全社会最大负荷525MW，全社会用电量为 30.1 亿 kWh，分别较上年增长 17.7%、8.7%。至2013 年底某县电网有 220kV 变电站2 座，主变压器4 台，变电总容量600MVA，220kV 线路总长度41km；110kV 变电站12 座，变压器 20 台，变电容量 1274MVA，110kV 线路总长度 165km；35kV变电站 11 座,主变21 台，变电容量225MVA，35kV 线路总长度 233km。至 2013 年底，某县电网统调装机容量534MW，其中大屯电厂424MW、龙固电厂110MW，另有非统调小机组容量 33MW。将本工程周边电网概况介绍如下：距离本工程较近的系统变电站是220kV 汪塘变，110kV 奚阁变和110kV 某变，变电站的概况如下：220kV 汪塘变220kV 汪塘变位于本工程西侧 2500m 处，2003 年建成投运，目前主变容量 （180180）MVA，电压等级为 220/110/35kV。其中220kV为双母线接线，220kV 出线规模8 回，目前已投运2 回；110kV 为双母线接线，110kV 出线规模14 回，目前已投运12 回；35kV 目前为单母线分段接线，远景为单母线三分段接线，35kV 出线规模18 回，目前已投运2 回。110kV 奚阁变110kV 奚阁变电站，于1999 年投运，与本项目距离约 3km，主变2 台， 设计规模 50+50MVA, 已投运50+50MVA ， 电压等级110/35/10kV。其中，110kV 出线规模 3 回，已投运 3 回，电气主接线型式为单母线分段；35kV 出线规模 5 回，已投运5 回，电气主接线型式为单母线分段；10kV 出线规模 12 回，已投运 8 回，电气主接线型式为单母线分段。110kV 某变110kV 某变电站，2013 年由原35kV 某变升压建成，与本项目距离约9km，主变2 台，设计规模280MVA，已投运280MVA，电压等级110/10kV。其中，110kV 出线规模 2 回，已投运 2 回，电气主接线型式为内桥接线；10kV 为单母线四分段环形接线，出线24回。某镇现有110KV变电所1座，35KV变电所2座，电力设施齐全。2.3 某镇经济概况某镇地处微山湖西畔，某镇地处江苏省某县西北部。某镇工业发展迅速，已形成铸造、造纸、酿酒、缫丝、纺织、塑编、木材加工、机械制造等八大工业体系，工业产品100余种，徐州古某酒业有限公司、华东纸制品有限公司、徐州春燕水泵厂、中外合资徐州宏泰毛纺织有限公司等到一批骨干企业发展迅猛。私营经济发展迅速，私营个体户1100余户，私营企业200余家，建成了张双楼、刘邦、五座楼、周田、蔡家五大工业园区，形成了板皮加工、塑料纺织、铸造加工、机械制造四大主导产业，有台湾、山东、浙江等外地客商100家来镇投资办厂。镇党委、政府实施招商引资项目建设、增收富民、财源建设三大战略，强化农村基层管理和目标责任制，统一思想，凝心聚力，狠抓落实，三个文明建设再创佳绩。2006年，实现财政收入1980万元，其中，一般预算收入1281万元。2007年，某镇将坚持招商全民全方位，项目快建争投产，“抓大不放小”，着力构建“实力某、活力某、魅力某”，打造“徐州重镇”、“苏北强镇”。建设完善5万亩瓜菜棉高效基地，打造“中国西瓜生产第一镇”；培强板材加工业，拉长产业链条，打造“某县板材加工第一镇”等；确保农民人均纯收入5760元，增长24%。2.4 某镇贫困户现状 某全镇31个行政村共有贫困户2642户，贫困人口7124人，其中五保贫困户303户，五保贫困人口323人，低保贫困户982户，低保贫困人口1911人，一般贫困户1357户，一般贫困人口4890人。某镇贫困户原因主要如下：1，公共服务设施、基础配套设施较为缺乏，土地资源缺乏有效利用；2，群众思想观念仍未根本转变，发展缺少内在动力；3，农业产业化发展水平较低，集体经济来源单一。本光伏扶贫项目的开发，可以促进全镇贫困人口稳收增收，为打赢脱贫攻坚战增添新的力量。光伏产业的发展可以改善当地产业结构，带动当地农户发展生产和促进就业创业，是现阶段带动农民脱贫的有效措施，同时也符合发展光伏扶贫的背景、政策。2.5 地区太阳能资源情况因未取得当地气象局日照辐射量实测数据，现阶段先参考NASA中数据进行项目地的日照资源分析。NASA气象数据来源于美国国家航空航天局，该气象数据库为19831993年的平均各月总辐射量。本工程位于徐州市某镇境内下图为NASA数据库当地的气象测量数据界面。 图 NASA 中项目地数据气象资料由上图所示徐州市某地区水平面全年日照辐射总量约1497.6kWh/ m2即5391.4MJ/m2；徐州市某县太阳总辐射月总量主要集中在48月，其中5月份为辐射量最佳的月份。根据全国日照辐射量分布，本项目所在地属二类地区，太阳能资源非常好，且当地气候条件较佳，空气洁净度高，场址周边无大气污染源，适合光伏电站项目的开发建设。下阶段建议调取当地气象局的资料作进一步分析，项目建成后在项目现场应设立太阳辐射观测系统以及包括风向、风速、温度、气压、能见度等观测的综合测站，并根据现场太阳能辐射观测资料，复核并实时监测本光伏发电站太阳能资源量。2.6 工程地质本拟建33MW光伏扶贫项目场址位于江苏省徐州市某镇。距某县县城约20公里，正在建设中的徐济高速公路穿越全境，10分钟可进入全国高速公路网；1小时可达徐州观音机场，交通十分便利，非常有利于项目开发建设。本工程拟建场地为采煤塌陷区坑塘建设光伏电站。根据建筑抗震设防规范（GB 50011-2010）场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，第二组。地地貌类型较单一，为黄河冲积平原地貌单元，地形较平坦。本场区勘察深度范围内，地基土层主要由粉土和砂土组成，地基土自上而下分为8层， 层耕土，层粉土夹粉质粘土，层粉砂夹粉土，-1层淤泥质粉质粘土，-2层淤泥质粉土，层粉土夹粉砂，层粉土夹粉砂， 层粉土夹粉砂，层粉土夹粉砂，层粉质粘土。根据规范规定，本场地饱和粉土和砂土层可不进行液化判别，但有软弱黏性土层，为对建筑抗震的不利地段。综上所述，工程场区场地相对稳定，在保证光伏组件支架基础和支架抗腐蚀性强度要求的条件下适宜建设光伏电站。三、主要技术方案3.1 光伏组件选型光伏组件选择的基本原则：在产品技术成熟度高、运行可靠的前提下，结合电站周围的自然环境、施工条件、交通运输的状况，选用行业内的主导光伏组件类型。再根据电站所在地的太阳能资源状况和所选用的光伏组件类型，计算出光伏发电站的年发电量，最终选择出综合指标最佳的光伏组件。3.1.1 晶体硅与非晶硅光伏组件之间对比选型商用的光伏组件主要有以下几种类型：单晶硅组件、多晶硅组件、非晶硅组件、碲化镉组件、铜铟镓硒组件等。上述各类型组件分类见图5-1，主要性能参数见表5-1。图3-1 光伏组件分类表5-1 光伏组件性能参数比较种类组件类型效率使用寿命特点目前应用范围晶体硅组件单晶硅高25年效率高技术成熟集中发电系统独立电源民用消费品市场多晶硅高25年效率高技术成熟集中发电系统独立电源民用消费品市场薄膜组件非晶硅低25年弱光效应较好成本相对较低民用消费品市场集中发电系统碲化镉低25年弱光效应好成本相对较低民用消费品市场铜铟镓硒低20年弱光效应好成本相对较低民用消费品市场少数独立电源由表3-1可知，晶体硅组件由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点，被广泛应用于大型并网光伏发电站项目。目前，全球光伏发电产业中，晶体硅材料是生产及应用技术最成熟的光伏发电材料。在可以预见的未来10年，晶体硅材料仍将为主流光伏发电材料。我国光伏组件商业化生产的光伏组件主要以晶体硅光伏组件为主。不同材料的光伏组件性能对比如表3-2所示。 表3-2 不同材料的光伏组件性能对比项目A公司B公司C公司组件种类单位单晶硅多晶硅薄膜峰值功率W260260260开路电压V38.537.841.3短路电流A9.109.181.57工作电压V30.730.561.7工作电流A8.638.701.93外形尺寸mm16509923516409903512456359.6重量kg18.618.515.1峰值功率温度系数%/-0.41-0.42-0.331开路电压温度系数%/-0.32-0.32-0.326短路电流温度系数%/0.050.050.02310年功率衰降%10101025年功率衰降%202020组件转换效率%16.216.36.2晶体硅组件由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点，被广泛应用于大型并网光伏发电站项目。同样尺寸的光伏组件，晶体硅与晶体硅组件标称峰值功率参数基本相同。同样的可利用面积，可认为选择单晶硅或多晶硅组件装机容量几乎没有差别。 综合考虑以上各种因素，本工程采用拟全部选用晶体硅光伏组件。3.1.2 光伏组件规格选型光伏组件的功率规格较多，从1Wp到315Wp国内均有生产厂商生产，且产品应用也较为广泛。由于本工程系统总容量为30MWp，光伏组件用量大，占地面积广，组件安装量大，所以应优先选用单位面积容量大的光伏组件，以减少占地面积，降低光伏组件安装量。通过市场调查，在目前技术成熟的大容量光伏组件规格中，初选的光伏组件容量为205W、265W、315W，其各种技术参数比较如下：综合考虑组件效率、技术成熟性、市场占有率，以及采购订货时的可选择余地，本工程推荐采用265W型晶体硅光伏组件，最终光伏组件选型应根据招标情况确定。表3-4 多晶硅组件技术参数光伏组件型号多晶硅265 W最大输出功率（Pmax）265Wp功率公差（Wp）0+3最佳工作电压（Vmp）30.6最佳工作电流（Imp）8.50开路电压（Voc）38.2短路电流（Isc）9.0工作温度（）-40+85NOCT（）442最大系统电压1000电池类型多晶硅电池电池片尺寸(mm)156156组件尺寸（mm）165099235重量（kg）18.6电流温度系数+0.05%/电压温度系数-0.32%/功率温度系数-0.41%/最大风荷载（Pa）2400最大雪荷载（Pa）5400注：上述组件功率标称在标准测试条件（STC）下：1000W/m2、太阳电池温度25、AM1.5。图3-2 I-V 特性曲线图3.2 直流配电柜光伏并网发电系统配置的直流配电柜安装在室内，主要是将汇流箱输出的直流电缆接入后进行汇流，再与并网逆变器连接，方便操作和维护。其主要性能和特点如下：1）每台直流防雷配电柜的容量为500kW；2）每台直流防雷配电柜具有10路直流输入接口，可接10台汇流箱；3）直流母线输出侧都配有光伏专用防雷器。每台直流配电柜按照500kWp的直流配电单元进行设计，每个光伏发电单元需配置2台直流配电柜。每个直流配电单元可接入10路光伏方阵防雷汇流箱。3.3 逆变器选型逆变器选型主要对以下指标进行比较：a) 逆变器输入直流电压的范围：由于太阳电池组串的输出电压随日照强度、天气条件及负载影响，其变化范围比较大。要求逆变器能够在较大的直流输入电压范围内正常工作，并保证交流输出电压稳定。b) 逆变器输出效率：大功率逆变器在满载时，效率必须在95%98%以上。中小功率的逆变器在满载时，效率必须在90%以上。即使在逆变器额定功率10%的情况下，也要保证90%（大功率逆变器）以上的转换效率。c) 逆变器输出波形：为使光伏阵列所产生的直流电经逆变后向公共电网并网供电，就要求逆变器的输出电压波形、幅值、相位及频率等与公共电网一致，以实现向电网无扰动平滑供电。所选逆变器应输出电流波形良好，波形畸变以及频率波动低于国家标准要求值。d) 最大功率点跟踪：逆变器的输入终端阻抗应适应于光伏发电系统的实际运行特性。保证光伏发电系统运行在最大功率点。e) 可靠性和可恢复性：逆变器应具有一定的抗干扰能力、环境适应能力、瞬时过载能力及各种保护功能，如：过电压情况下，光伏发电系统应正常运行；过负荷情况下，逆变器需自动向光伏电池特性曲线中的开路电压方向调整运行点，限定输入功率在给定范围内；故障情况下，逆变器必须自动从主网解列。f) 监控和数据采集：逆变器应有多种通讯接口进行数据采集并发送到集控室，监控设备还应有模拟输入端口与外部传感器相连，测量日照和温度等数据。逆变器主要技术指标还有：额定容量，输出功率因数，额定输入电压，电流，电压调整率，总谐波畸变率等。整个光伏系统采用若干组逆变器，每个逆变器具有自动最大功率跟踪功能，并能够随着光伏组件接受的功率，以最经济的方式自动识别并投入运行。通过对逆变器产品的考察，现对各厂家逆变器做技术参数比较，如下表所示。表-3-5市场主流逆变器参数对比表逆变器厂商A厂A厂A厂B厂C厂C厂推荐的最大功率275kW619kW771kW550kW560kW714kW绝对最大输入电压1000Vdc1000Vdc1000Vdc1000Vdc1000 Vdc1000 VdcMppT 输入电压范围450V-850V450V-950V540V-950V450V-800V460V-850V460V-850V峰值效率98.2 %98.5%98.6%98.5%98.7%98.7%欧洲效率97.8%98.3%98.3%98%98.5%98.5%额定交流输出功率250kW500kW630kW500kW500kW630kW额定交流输出电流481A962A958A1080A1008A1280A额定交流输出电压300Vac300Vac380Vac270Vac315Vac315Vac额定交流频率50Hz50Hz50Hz50Hz50Hz50Hz防护等级IP20IP20IP20IP54IP21IP21功率因数(cos)0.990.990.990.990.990.99电流波形畸变率3%(额定功率)3%(额定功率)3%(额定功率)3%(额定功率)3%(额定功率)3%(额定功率)由上表比较可以看出，各厂家提供的逆变器技术参数均满足国家电网公司光伏电站接入电网技术规定的要求。且绝对最大输入电压及 MPPT 输入电压范围相差不大，随着额定交流输出功率的增大，逆变器效率及输出电流增大。从工程运行及维护考虑，若选用单台容量小的逆变设备，则设备数量较多，会增加投资后期的维护工作量；在投资相同的条件下，应尽量选用容量大的逆变设备，可在一定程度上降低投资，并提高系统可靠性。但若是逆变器容量过大，则在一台逆变器发生故障时，发电系统损失发电量过大。本工程拟建设规模为20MW，因此，本工程推荐选用容量为500kW 的逆变器，500kW 逆变器和选用的 260Wp 多晶硅光伏组件能够良好匹配。最终逆变器选型应根据招标情况确定。本工程拟选用的逆变器功率为500kW，输入直流电压范围为DC460 820V，输出交流电压为315V，功率因数大于0.99，谐波畸变率小于3%THD。3.4 汇流箱设计本工程根据各子系统单元容量大小，拟选用16进1出汇流箱，汇流箱就近安装在光伏支架上。该汇流箱集测量、报警、故障定位、汇流功能于一体，具有下列特点：（1） 防护等级IP65，满足室外安装的要求；（2） 可同时接入16路电池串列，每路电池串列的允许最大电流12A；（3） 每路接入电池串列的开路电压值可达1000V；（4） 每路电池串列的正负极都配有光伏专用中压直流熔丝进行保护，其耐压值为DC1000V；（5） 直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用中压防雷器，选用知名品牌防雷器，其额定放电电流为20kA，最大电流为40kA；（6） 直流输出母线端配有可分断的知名品牌直流断路器；（7）采用智能汇流箱；（8） 光伏方阵防雷汇流箱的技术参数如下：根据工程的实际情况，汇流箱的外壳为冷轧钢板材质，表面涂防腐漆。表3-6 光伏方阵防雷汇流箱主要参数表直 流 输 入 路 数16路直流输出路数1路正极，1路负极直流输入的正负极线径4mm2直流输出的正负极线径50120mm2地线线径16mm2每路直流输入的保险丝12A直流输出最大电流225A防护等级IP653.5 光伏方阵设计3.5.1 组件安装倾角的设计固定式安装的最佳倾角选择取决于诸多因素，如：地理位置、全年太阳辐射分布、直接辐射与散射辐射比例、负载供电要求和特定的场地条件等。并网光伏发电系统方阵的最佳安装倾角是系统全年发电量最大时的倾角。根据本项目所在地当地纬度和当地太阳辐射资料，采用目前光伏工艺常用的两种方法确定固定支架的最佳安装倾角。通过PVSYST模拟计算最佳倾角利用PVSYST软件对支架倾角从23度到35度，方位角从5度、0度、-5度进行组合模拟分析。模拟结果见下表：表3-7 不同方位角与倾角斜面上太阳辐射量（kWh/m2） 倾角方位角23252729313335-514501454145514561455145414500145114541456145714561455145251451145414561456145614541451图3-4 不同方位角与倾角斜面上太阳辐射量折线图（kWh/m2）图3-5 PVSYST软件模拟最佳倾角由以上图表可以看出，方位角为0度时组件倾斜面上接收到的辐射量为各个方位角情况下最大，同时当倾斜角为29度时，组件斜面上接受到的辐射量为各个倾角下最大，因此，可以判断项目3.5.2 光伏方阵间距的计算方阵倾角确定后，要注意南北向前后方阵间要留出合理的间距，以免前后出现阴影遮挡，前后间距为：冬至日（一年当中物体在太阳下阴影长度最长的一天）上午9：00到下午3：00（此时间为太阳时间），光伏组件之间南北方向无阴影遮挡。固定方阵安装好后倾角不再调整。计算当光伏方阵前后安装时的最小间距D，如下图所示：图3-6 方阵间距算法示意图一般确定原则：冬至当天早9：00至下午3：00（太阳时间）光伏方阵不应被遮挡。计算公式如下：太阳高度角的公式：sina = sinf sind+cosf cosd cosw太阳方位角的公式：sin= cosd sinw/cosa式中：f为当地纬度为34.867；d为太阳赤纬，冬至日的太阳赤纬为-23.5；w为时角，上午9:00的时角为-45。当地冬至日上午9:00的太阳高度角a=17.74；当地冬至日上午9:00的太阳方位角=-43。D = cosL，L = H/tana，a = arcsin (sinf sind+cosf cosd cosw)即：通过以上公式计算得到：本项目固定倾角支架的光伏组件排布方式为：光伏组件纵向两块放置，两块光伏组件之间留有20mm的间隙光伏组件倾斜29后，光伏组件上缘与下缘产生相对高度差，阳光下光伏组件产生阴影，为保证在本项目选址地处，冬至日上午九时到下午三时子方阵之间不形成阴影遮挡，经计算，光伏组件倾斜后组件上缘与下缘之间相对高度与前后排理论安装距离， 因此，当固定光伏方阵的光伏组件方阵前后排中心间距为8000mm。可以保证南、北两排方阵在上午9 点到下午3 点（太阳时间）之间前排不对后排造成遮挡，为节约成本，场地不做整体场平，考虑到场地局部凹凸不平会有高差，为了使就地安装的光伏方阵前后排仍不会有阴影影响，同时为便于施工及道路转弯半径的设置， 光伏组件最低点距地面距离H选取主要考虑当地最大积雪深度、当地洪水水位、防止动物破坏及泥和沙溅上光伏组件，因此，根据以往工程的设计经验及工程建设经验，确定本项目的光伏组件最低点距地面距离为0.3m0.5m内较为合适。3.5.3 光伏方阵的串联、并联设计光伏方阵通过组件串、并联得到，光伏组件的串联必须满足并网逆变器的直流输入电压要求，光伏组件并联必须满足并网逆变器输入功率的要求。3.5.3.1光伏方阵的串联设计本工程选用的并网逆变器功率为500kW，其最大方阵开路电压为1000V，MPPT电压范围460V850V。假定每一个光伏方阵的串联组件数为S，最大串联数为Smax，最少串联数为Smin。本工程选用260W型多晶硅组件，其组件开路电压为38.2V，工作电压为30.6V，电压温度系数-0.32%/K，根据光伏发电站设计规范GB50797，6.4光伏方阵可知：S=UdcmaxVoc1+-11.3-25-0.32%= 100038.21+-11.3-25-0.32%=23.45(块) （当地近年极端最低温度）综合考虑组件安装接线等因素，本工程每台逆变器选用22块265W晶体硅光伏组件串联。3.5.3.2光伏方阵的并联设计并网逆变器直流输入功率为500kW，晶体硅组件峰值功率为265W。假定可以并联的支路数为N，则：22块265W晶体硅组件串联功率为265W225830W。考虑并网逆变器的最大直流输入允许过载，本工程单台500kW逆变器最大直流输入功率为600kW： 并联支路最大数N=600kW /5.83kW 105。光伏方阵通过组件串、并联得到，光伏组件的串联必须满足并网逆变器的直流输入电压要求，光伏组件并联必须满足并网逆变器输入功率的要求。3.5.4 模块化设计由于光伏组件和并网逆变器都是可根据功率、电压、电流参数相对灵活组合的设备，本工程采用模块化设计、安装施工。模块化的基本结构：根据场区具体地形，将33MWp光伏组件分成30个1.1MWp子系统发电单元，每个单元各配置2台500kW逆变器和1台1000kVA升压变压器。每个发电单元均为一个独立的并网单元，每个发电单元设置一个就地逆变升压站，逆变升压后接入站区配电室。这样设计有如下好处：1）各发电单元各自独立，便于实现梯级控制，以提高系统的运行效率；2）每个发电单元是单独的模块，由于整个30MWp光伏系统是多个模块组成，各模块又由不同的逆变器及与之相连的光伏组件方阵组成，系统的冗余度高，不至于由于局部设备发生故障而影响到整个发电模块或整个电站，且局部故障检修时不影响其他模块的运行；3）有利于工程分步实施；4）减少光伏组件至并网逆变器的直流电缆用量，减少系统线路损耗，提高系统的综合效率；5）每个发电单元的布置均相同，保证发电单元外观的一致性及其输出电性能的一致性。3.6 辅助技术方案3.6.1 环境监测方案在光伏发电站内配置一套环境监测仪，实时监测日照强度、风速、风向、温度等参数。3.6.2 光伏组件清洗方案光伏组件很容易积尘，影响发电效率。必须对光伏组件进行清洗，保证光伏组件的发电效率。光伏组件表面的清洗可分为定期清洗和不定期清洗。定期清洗一般每一个月进行一次，制定清洗路线。清洗时间安排在日出前或日落后。不定期清洗分为恶劣气候后的清洗和季节性清洗。恶劣气候分为大风、沙尘或雨雪后的清洗。每次大风或沙尘天气后应及时清洗。雨雪后应及时巡查，对落在组件面上的泥点和积雪应予以清洗。季节性清洗主要指春秋季位于候鸟迁徙线路下的发电区域，对候鸟粪便的清洗。在此季节应每天巡视，发现光伏组件被污染的应及时清洗。日常维护主要是每日巡视检查光伏组件的清洁程度。不符合要求的应及时清洗，确保组件表面的清洁。光伏发电站占地面积较大，故本电站的清洗方式考虑采用水清洗。采用移动水泵清洗光伏组件表面，将光伏组件表面较大的灰尘颗粒吹落，清洗后的水自然下渗。3.7 系统效率及发电量估算3.7.1系统效率 根据太阳辐射资源分析所确定的光伏发电项目多年平均年辐射总量，结合初步选择的光伏组件的类型和布置方案，进行光伏发电项目年发电量估算。系统的综合效率约为80%；其中，逆变器效率97%，变压器效率98%，组件组合损失3%，低压直流输电损失和低压交流输电损失共3%，灰尘遮挡损失3.5%，温度引起的效率损失2.5%，弱光损失3%。25年运营期内，光伏组件的光电转换效率衰减速率为第5年不超过5，10年不超过10，25年衰减不超过20%。3.7.2 发电量估算 25年年均发电小时数1199.696小时，25年总利用小时数29992.389 25年年均发电量3959.2万度，25年总发电量98976.8万度。3.8 电气一次方案3.8.1 电气主接线本拟建光伏扶贫项目采用“分区发电、集中并网”方案，总体规划装机容量33MWp，共划分为30个1.1MWp光伏发电单元。每6个光伏发电单元T接为1回35kV进线接入站内配电室，共5回集电线路，汇总后经1回35kV出线接入就近变电站实现并网，最终以接入系统审查意见为准。 本工程的电气接入方案，最终以接入系统审查意见为准。 3.8.2 发电单元接线#1#30光伏发电单元共安装124600块光伏组件，每22块光伏组件串联为一个光伏组件串，各光伏发电单元的光伏组件串平均分配接入直流汇流箱，若干直流汇流箱接入1台直流汇流柜，再由直流汇流柜接入逆变器，每个光伏发电单元配置若2台500kW逆变器。3.8.3 主要设备选择升压变压器（1）就地隔离升压变压器升压变为将逆变器输出的交流0.315kV电源升至35kV设备，采用箱式变室外布置。箱式变电站可选择欧式箱式升压变电站或美式箱式升压变电站，欧变及美变比较如下：表3-8 箱式变电站选择比较表比较内容美式箱式变电站欧式箱式变电站技术优点技术成熟，高压元器件封闭在变压器油箱内，散热条件好，布置紧凑，体积小。技术成熟，各元器件相互隔离，任何元件故障不影响其它部分，防腐蚀性能较好。技术缺点防腐蚀性能较差体积比较大维护检修比较复杂，维护工作比较多检修维护方便价格约22 万/台约28 万/台1）预装箱式变电站，俗称欧式箱变。其由高压开关设备、电力变压器、低压开关设备、电能计量设备、辅助设备和联结件组成，这些元件在工厂内预先组装在一个或几个箱壳内，结构为品(目)字排列，即变压器与高低压设备相互紧密地连接为一体，且又能相互分离，高低压回路之间用钢板隔开，高压、低压，变压器既相对独立，又是一个完整的共箱式变电站整体。结构紧凑、体积较小、配置灵活；2）组合式变电站，俗称美式箱变。和欧式箱变不同，美式箱变将变压器器身、负荷开关、熔断器、分接开关及相应辅助设备进行组合，高压开关、熔断器均进入油箱。变压器、油箱均为封闭式结构，整体外形尺寸小。欧式箱变，配置灵活，安装快速，可靠性要高于美变及落地式变压器台，其缺点为价格高，体积稍大于美变；美式箱变，配置不太灵活，电缆进出线施工较难，可靠性不如欧变，但体积小，安装方便。通过以上的比较可知，欧式箱变整体性能最优，但成本过大，考虑到一般光伏电站台数较多，其投资要高于美式箱变。本工程推荐选用美式箱变。升压变参数： S11-1000kVA/35kV Y/d11-d11 38.522.5%/0.315kV-0.315kV Ud=6.5%，变压器为美式箱变，低压绕组各配一台15kVA变压器及一台配电箱。35kV成套开关柜35kV配电装置选用户内铠装移开式成套开关柜，柜内配真空断路器，含综合保护装置。35kV补偿电容装置本工程拟在光伏电站35kV开关配置1套35kV母线设备，无功补偿装置采用SVG动态无功补偿装置，补偿容量为感性6Mvar、容性6Mvar。动态无功补偿装置的型式和补偿容量以电网主管部门最终审查通过的接入系统设计和审查意见为准。3.8.4 光伏发电站站用电接线及布置3.8.4.1 光伏发电站站用电接线光伏电站站用电源由本期35kV母线引接一路，10kV（站区自用电主电源）引接一路，两路电源互为备用，以提高站用电的可靠性。3.8.4 光伏发电站电气系统中性点接地方式35kV系统为中性点经小电阻接地系统；0.4kV系统为中性点直接接地系统。3.8.5过电压保护及接地直击雷保护配电室屋顶设置避雷带，以保护其免受直接雷的危害。考虑到光伏组件安装高度较低，光伏方阵内不安装避雷针和避雷线等防直击雷装置。将光伏组件边框与支架可靠位连接，然后与接地网可靠连接。逆变器采用集装箱布置。为防腐蚀，全站接地材料统一选用热镀锌材料。感应雷保护感应雷电过电压的接地线、接地极的布置方式应符合DL/ T 620-1997。交流电气装置的过电压保护和绝缘配合的要求；防雷电感应的接地电阻不应大于30。侵入雷电波保护根据交流电气装置的接地(DL/T621-1997)和交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997中规定，在35kV母线上装设一组避雷器对雷电侵入波和其他过电压进行保护；每面35kV开关柜设一组过电压保护装置。为防止感应雷、浪涌等情况造成过电压而损坏配电室内的并网设备，其防雷措施主要采用防雷器来保护。汇流箱内配置防雷器。6.1.6.4 接地电站监控系统及计算机系统接地网形成独立接地网再与主接地网4点连接。系统各设备的保护接地、工作接地（也称逻辑接地）均不得混接，工作接地实现一点接地。所有的屏柜体、打印机等设备的金属壳体可靠接地。装设敏感电子装置的屏柜设置专用的、与柜体绝缘的接地铜排母线，其截面不得小于100平方毫米，并列布置的屏柜体间接地铜线直接连通。当屏柜上布置有多个系统插件时，各插件的工作接地点均与插件箱体绝缘，并分别引至屏柜内专用的接地铜排母线。接地电阻不大于1。接地装置及设备接地的设计按交流电气装置的接地和十八项电网重大反事故措施的有关规定进行设计。光伏组件区域接地装置设计原则为以水平接地体为主，辅以垂直接地体的人工复合接地网。垂直接地体采用热镀锌的钢管或角钢。光伏组件支架及组件外边金属框与站内地下接地网可靠相连，逆变器小室接地装置与光伏组件区域接地网连接。3.8.6 照明及检修网络 照明网络（1）照明网络电压照明系统分正常照明与事故照明两大类。正常照明网络电压为交流380/220V。直流事故照明直流电压为220V，一般移动式检修用照明电压采用交流24V。（2）照明供电方式本工程照明及动力系统采用TN-C-S系统。交流正常照明系统为光伏发电站正常运行时供全厂运行，维护，检修，管理等使用。对于配电室距离事故照明电源较远的出入口、通道的事故照明采用应急灯。（3）灯具及光源灯具：监控室内采用嵌入式灯具照明。其它场所根据工艺要求分别采用荧光灯具、配照型、广照型、防水防尘型等型式的灯具以及其它建筑灯具。光源：全厂照明尽量采用高效节能的气体放电灯。检修网络设置移动的低压检修供电网络，采用380/220V三相四线中性点接地系统，设置固定检修电源箱，由380/220V低压厂用电系统供电。电源插座加漏电保护。3.8.9 消防报警火灾报警系统由一个火灾报警控制器和若干个火灾探测器、手动报警装置、火灾报警扬声器组成。3.8.10电缆设施 电缆敷设及构筑物配电室内各个配电装置之间以电缆沟形式敷设电缆。配电室外站区电缆采用电缆桥架或沿光伏组件支架敷设方式。电缆选型根据电力工程电缆设计规范(GB502172007)及防止电力生产重大事故的二十五项重点要求对电缆选型的要求，本工程对光伏发电站内电缆均采用C类阻燃电缆，对特别重要的回路，如消防系统、站用直流系统、事故照明系统采用耐火电缆。对1kV及以下动力、控制电缆采用交联聚乙烯绝缘电缆或光伏专用电缆。对35kV电力电缆、选用阻燃型交联聚乙烯绝缘铠装电缆，送出线路为架空线出线。计算机网络电缆采用网络五类线。发电子系统至集中控制室之间通讯采用4芯铠装单模光纤传输。电缆防火措施本工程电缆防火主要采用以下措施：采用阻燃和耐火电缆；在适当的地方设置防火隔墙，在隔墙两侧的电缆表层涂防火涂料；采用架空桥架敷设方式时，当电缆通过高温、易燃场所时采用带盖板的耐火槽盒；对所有电缆孔洞均采用堵料及耐火材料进行严密封。3.9 电气二次部分3.9.1二次线、继电保护及自动装置 监控室布置监控室内设有微机监控系统操作台、工程师站及主机工作站，总共分27个光伏发电单元通讯管理机进行电气微机监控。二次设计原则光伏发电系统及配套的35kV升压站按“少人值守”的原则设计，按运行人员定期或不定期巡视的方式运行。整个光伏电站安装一套综合自动化监控系统，负责整个电站的电力监控、调度、故障报警、光伏方阵的视频监视等功能；每个光伏子系统的运行数据及工作状态，通过通讯口连接到主监控室进行实时监控、故障报警、电力监测等功能。系统功能 数据采集与处理通过间隔层单元采集来自生产过程的模拟量、数字量、脉冲量及温度量等，生产过程设备包括CT、PT、配电装置保护、直流系统、所用电系统等。（1）采集信号的类型l 模拟量信号：电流、电压、有功功率、无功功率、频率、功率因数、温度量、气压量。l 开关量信号：位置及状态信号、事故信号、预告信号、公用信号。断路器、隔离开关状态应采用双位置信号。（2）信号输入方式及要求l 模拟量输入：温度、辐照度、直流系统电压外，其余电气量采用交流采样，输入CT、PT二次值，计算I、U、P、Q、f、COS。l 开关量输入：通过无源接点输入；断路器、隔离开关等进行控制操作的设备，取双位置信号及光伏电池的信号。l 电度量输入：通过串口通讯采集。l 对于各种智能设备，通过串口通讯采集。对于重要的信号，采用硬接点接入监控系统。 （3）信息量各采集单元按电气设备间隔（线路、母线、光伏阵列、主变等划分）及环境监测划分，每个采集单元为一个独立的智能小系统，对所采集的输入量进行数字滤波、有效性检查、工程转换、故障判断、信号接点抖动消除、电度量及辐照度计算等加工。从而产生出可供应用的电流、电压、有功功率、无功功率、电度、功率因数、辐照度等各种实时数据，供数据库更新。并在形成分布的数据库结构时，在就地控制单元中保留本地处理的各种数据。统计计算对实时数据进行统计、分析、计算，例如通过计算产生辐照度、电压合格率、有功、无功、电流、总负荷、功率因数、电量日/月/年最大值/最小值及时间、日期、负荷率、电能分时段累计值、数字输入状态量逻辑运算值等，设备正常/异常变位次数并加以区分等，提供一些标准计算函数，用来产生用户可定义的虚拟测点进行平均值、积分值和其它计算统计。具体算法及图表按业主提出的要求制定。画面显示通过站控机的彩显和人机联系工具显示屏幕上各种信息画面，显示内容包括全部设备的位置状态、变位信息、保护设备动作及复归信息、直流系统及所用电系统的信息、各测