太阳能10MWP并网光伏发电项目可行性实施报告

1、、项目综述1.1项目概况项目名称：太阳能10MW并网光伏发电项目本项目简介：本项目是建国家低碳生态示范区的重要举措之一，由广东全日科技太 阳能有限公司牵头推进，采用万绿湖本地可利用的荒地，进行集中地面式大规模集中安 装太阳能光伏发电项目，属国家金太阳支持的“集中应用示范区扩大建设规模”范围。项目所在地：广东省河源市万绿湖风景区投资单位：广东全日科技太阳能有限公司业主单位：广东全日科技太阳能有限公司协作单位：项目总规模：10MWp项目建设时间：预期2014年开工，建设周期10个月技术支撑单位：广东全日科技太阳能有限公司10MW太阳能光伏电站主要设备材料表序号项目名称规格型号数量1总装机容量10M

2、W10124400W :2太阳能光伏组件多晶165W61360块3太阳能光伏组件支架地面式钢结构安装2475 吨4单元直流接线箱户外带数据采集功能汇流箱400 台5直流配电柜250KW40台6并网逆变器250KW40台7交流配电柜2MW5台8升压变压器2500KVA5台9电流互感器600/55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40套14控制检测传输系统1套1.2项目报告编制依据相关国家法律、法规中华人民共和国可再生能源法国家发展改革委可再生能源发电有关管理规定 国家发展改革委可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法财建2009128号关于加快推进太阳能光电建筑应

3、用的实施意见财建2009129号太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法国家电网公司光伏电站接入电网技术规定(试行)光伏组件标准IEC 61215 (2005-04) Crystalline silicon terrestrial photovoltaic (PV) modules-Design qualification and type approvalIEC 61646 (2008-05) Thi n-film terrestrial photovoltaic (PV) modules - Desig n qualification and type approval电能质量标准GB/

4、T 18479-2001地面用光伏(PV发电系统概述和导则GB/T 19939-2005光伏系统并网技术要求GB 12325-1990电能质量 供电电压允许偏差GB 12326-2000电能质量 电压波动和闪变GB/T 14549-1993电能质量 公用电网谐波GB/T 15543-1995电能质量 三相电压允许不平衡度GB/T 15945-1995电能质量电力系统频率允许偏差GB/T 17626电磁兼容试验和测量技术GB/T 20046-2006光伏(PV 系统 电网接口特性环保标准中华人民共和国环境保护法()中华人民共和国环境影响评价法(2002.10)建设项目环境保护管理条例(1998.

5、11)GB 8978-96污水综合排放标准二级标准GB 3095-1996环境空气质量标准 二级标准GB 3096-93城市区域环境噪声标准 3类标准GB 12523-90建筑施工场界噪声限值劳动安全与工业卫生的相关规定建设工程安全生产管理条例(2004)GB 50057-2000建筑物防雷设计规范GB 50011-2001建筑抗震设计规范GB 50016-2006建筑设计防火规范GB 50194-93建设工程施工现场供用电安全规范GB 12801-1991生产过程安全卫生要求总则GB 5083-1999生产设备安全卫生设计总则DL 5053-1996火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程1.3

6、项目投资方概况广东全日科技太阳能有限公司系高新技术企业，优秀科技企业。是2000年在河源市正 式成立的首家集研发、设计、生产、经营、安装太阳能光伏发电系统、太阳能光伏发电 站、太阳能热水器、太阳能LED路灯等业务的太阳能光伏光热发电的民营企业。公司以技 术为依托，以强大的经济实力为基础，其产品销售在河源市场占有率一直名列前茅！获 得省太阳能协会授以“广东之最”称号，并连续二年获得“全国家电下乡中标企业”。公司现有职工171名，技术人员65名，其中高中级人才27名，技术力量雄厚，拥 有一批多年从事太阳能专业技术人才、企业管理人才、市场营销人才。公司通过ISO9001质量体系管理机制认证，是河源市

7、民间组织发展促进会第一届常务理事单位，广东省太 阳能协会第三届理事会理事单位。“全日牌”太阳能离网型、并网型光伏发电系统，太 阳能热水器，太阳能LED路灯，太阳能光伏系统产品 以美观的外形，新颖的结构，卓越的 性能和百姓容易接受的价格畅销河源及惠州、深圳、香港、江西等周边地区，甚至远销 出口德国。2013年实现产值6103万元、销售总额5450万元、净利润1055万元，为国家仓U 收利税1421万元。为建设节约型、环保型社会做出了较大贡献。目前，公司拥有自己的工业园区，有厂房约 40000平方米，其主要生产车间25600平 方米。在此基础上扩大生产规模需新建实验室、检验室、仓库、工人宿舍、职工

8、文化活 动室、配电房共1800平方米。公司目前拥有各种研发、实验、生产配套设备和产品包装、 检测和实验仪器设备。在生产管理方面，全日公司通过了 ISO9001质量管理体系认证。公司通过严格的产品 质量控制和岗位管理制度，在整个生产流程中采取过程化登记、程序化管理，公司从研 发部、设计部、生产部、质检部、安装部，形成各个生产工序一环扣一环，层层把关的 跟踪记录。通过实施全方位的管理，保证了产品质量和工程安装质量的稳定性、持续性。在市场营销方面建立了一支素质较高的营销队伍，产品市场逐年拓展，产品市场占有率 直线上升。近年来，公司被评为“广东省民营科技企业”、“产品质量监督检验合格单 位”、中国质量

9、信用企业评价中心评为 AAA级“质量信用企业”。 产品技术通过了以中 山大学沈辉教授为主的专家组鉴定。在技术开发方面，全日公司创建之初就重视技术研究开发，2005年公司成立了“河源市太阳能技术应用研究所”、2008年 6月经河源市科技局、经信局、发改局批准成立了“河源市太阳能技术研究工程中心”。公司年研发经费逐年提高，从2006年之前占销售收入的6%到2011年提高到了 7.2%。由于有充足的科研经费投入，科研力量得到了进一 步的优化，储备了成熟的相关技术、资金、人才和市场，同时也为公司进一步的技术革 新和可待续发展奠定了坚实的基础。拥有一支专业化的管理技术团队：公司的八位主要管理及技术人员均

10、来自中国成立最早（1977年成立，八十年代初引进国际先进太阳能电池生产线）及产销量最大（八十、 九十年代市场占有率曾一度达到 70鸠上）的原云南半导体器件厂，在国内国际均有相当 的知名度，并培养了一大批专业化人才。公司高层管理人员何伟光、傅定文等，自大学毕业后一直从事太阳能光伏、光热行业，在原工厂担任技术研发、市场推广的管理人员 及骨干力量，十余年来从事太阳能光伏行业，熟悉太阳能电池的生产、工艺、材料、产 品研发、进出口流程、应用技术研究、项目管理，对系统设计、市场推广、品牌营销、 大型项目管理有较深入的理解及丰富的经验，可以说见证了国内国际太阳能光伏行业发 展风雨十余年历程，并多次参与或负责

11、国内国际大型太阳能光伏项目。拥有一大批多个行业多个领域的成功业绩：公司目前的业务范围并不仅是太阳能路灯，还有电力通讯、林业通讯、部队通讯、电信、联通、移动公司的通讯机站、气象监 测、水文、水利数据传输、高速公路通讯及监控、公共照明、交通监控及警示、广播电 视、民用供电、便携电源、应急电源等二十余个行业的太阳能供电解决方案。在省内省 外及东南亚地区已建成了 5000余套运行稳定的太阳能供电系统。具备根据用户需要定向开展研发的实力：工程技术团队具备丰富的现场安装调试经 验，对太阳能光伏运用及系统配置有非常专业的技术水平和设计理念，确保我们提供的 产品性能可靠、配置合理、具有较高性价比，从工程设计、

12、研发、生产、配套、试验、 施工、售后服务均有专业化的设计理念及健全的服务体系。公司研发部门已针对林业、 地震、高速公路、无线电委员会、便携电源、路灯等行业开发出林业高山瞭望台太阳能专用通讯及生活电源、地震监测无人值守太阳能电源、无线高山测向站风光互补系统、 高速公路太阳能监控系统、全直流便携式太阳能电源、太阳能路灯三遥（遥信、遥测、 遥控）系统，均已投入使用并取得了较好的实用效果及经济效益。1.4项目选址概况根据国家金太阳示范的要求，项目选址在河源市万绿湖镇，在万绿湖风景区周边荒 地开展建设10MW规模集中的成片太阳能光伏并网发电项目，具有特别重要的意义。万绿 湖是我国国家AAAA级旅游风景区

13、，具有先进的环保发展理念，在“十二五”期间，河源 市担负创建国家低碳生态示范区，在万绿湖周边荒地实施具备国家金太阳项目示范具有 良好的基础条件，也为国家实施金太阳示范项目找到了极佳的示范平台，也为未来取得 显著的示范效果奠定了基础。1）万绿湖是AAAA级国际旅游风景区万绿湖位于广东省东源县境内，距离河源市区 6公里，当地太阳能资源、生态资源、 自然环境得天独厚，是气候宜人、风景优美的旅游胜地，为创建国家生态旅游风景区打 下了坚实的基础。在万绿湖周边荒地建设太阳能光伏发电站是精品战略的发展思路和“既要金山银山，更要绿水青山”的发展理念，以创建国家生态旅游区、水环境综合治理示 范区和节能环保示范区

14、等“三个创建”为突破口，瞄准一流的生态建设目标，不断更新 资源观，转变发展模式，在更高的层次上促进人与自然、经济社会与环境的全面、协调、 可持续发展，建设高品位的文化和生态景区的发展目标。2）项目实施的资源条件得天独厚项目建设符合其地理位置和自然资源，本项目规划采用技术先进的太阳电池产品和 并网发电集成技术，在不改变原有的环境形态，结合原生态自然景观，响应“循环经济发展示范”建设的要求，将太阳能光伏电站集中建设，建成太阳能光电全面展示区、“循环经济发展旅游区”、光伏应用科普示范区，使外来旅游者能处处领略到新能源利用给人 类带来的小鱼，感受科技发展给人类带来的贡献，极具示范性意义，进一步提高河源

15、市 的社会形象。本项目拟在河源市万绿湖周边荒地建设太阳能光伏发电系统，非常适合建设光伏发电系统。1.5项目的必要性和重要性1）开发利用太阳能资源，符合能源产业发展方向我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，能源将近76%由煤炭供给，这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济和社会负面影响。大量的煤炭开采、运 输和燃烧，对我国的环境已经造成了极大的破坏。大力开发太阳能、风能、生物质能等 可再生能源利用技术是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。“十一五”期间我国在能源领域将实行的工作重点和主要任务是首先加快能源结构调 整步伐，努力提高清洁能源开发生产能力。以太阳能发电、风力发电、

16、太阳能热水器、 大型沼气工程为重点，以“设备国产化、产品标准化、产业规模化、市场规范化”为目 标，加快可再生能源的开发。目前的太阳能发电技术主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电技术，其中太阳能热 发电技术尚处于试验开发阶段，而太阳能光伏发电技术已经成熟、可靠、实用，其使用 寿命已经达到25 30年。要使光伏发电成为战略替代能源电力技术，必须搞大型并网光伏发电系统，而这个 技术已经实践证明是切实可行的。2）合理开发太阳能资源，实现地区电力可持续发展广东省是能耗大省，电力供应十分紧张，供需矛盾突出，煤炭、石油、水力资源等 能源相对匮乏，但是河源市的太阳能资源是广东省最丰富的地区之一，通过对现场的太

17、阳能资料分析，该项目具有很高的开发价值。该太阳能光伏电站建成后，与当地电网联 网运行，可有效缓解地方电网的供需矛盾，促进地区经济可持续发展。（四）加快能源电力结构调整的需要根据我国可再生能源中长期发展规划，提出了未来15年可再生能源发展的目标： 到2020年可再生能源在能源结构中的比例争取达到 16%，太阳能发电装机180万千瓦。 太阳能发电技术已日趋成熟，从资源量以及太阳能产品的发展趋势来看，在广东省开发 太阳能兆瓦级发电项目，将改变能源结构，有利于增加可再生能源的比例，同时太阳能 发电不受地域限制，所发电力稳定，可与水电互补，优化系统电源结构，没有任何污染 减轻环保压力。3）改善生态、保护

18、环境的需要在全球能源形势紧张、全球气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世 界各国都在寻求新的能源替代战略， 以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。 环境状况已经警示我国所能拥有的排放空间已经十分有限了，再不加大清洁能源和可再 生能源的份额，我国的经济和社会发展就将被迫减速。提高可再生能源利用率，尤其发 展太阳能发电是改善生态、保护环境的有效途径。太阳能光伏发电以其清洁、源源不断、安全等显著优势，成为关注重点，在太阳能 产业的发展中占有重要地位。4）建设太阳能光伏发电项目，促进当地旅游业的发展河源市是一个旅游城市，万绿湖是河源市的重要旅游景点，每年接待约100万人次的 中外游客

19、，具有良好的示范条件，和一定的国际影响力，让公众认识和接受光伏发电技术。1.6项目工程特性表称 名量 数注 备営源 地气度 高 拔 海m17 经 东/_k 度 经匕4 ?417纬 匕4 /_k 度 纬东 ?322mMM系统参数光伏电站器 变 逆二、太阳能资源及环境分析2.1我国太阳能资源分析一地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。资源丰度一般以全年总辐射量和全年日照总时数表示。我国幅员辽阔，拥有独特的地理环境，从全国来看，我国是太阳能资源丰富的国家，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2,000小时，具有发展太阳能利用事业的得天独厚的优越条件。图2.1我国太阳

20、辐射年总量分布eo£go*roa-nnfi廿i3（ri40ae表2-1中国太阳能资源分类地区类型年日照时数（h/a）年辐射总量2 （MJ/m）资源描述备注一类3200-33006680-8400太阳能资源最丰 富地区具有利用太阳能的 良好条件。二类3000-32005852-6680较丰富地区三类2200-30005016-5852中等地区四类1400-20004180-5016可利用地区太阳能资源条件较 差，但仍有一定的 利用价值五类1000-14003344-4180较差地区2.2我国太阳能资源分析二太阳能资源分布图资源代号名称指标I:资源丰富带6700MJ(m2.a) n资源较

21、富带5400-6700MJ/(m2.a)川r资源一般带4200-5400MJ/(m2.aIV资源贫乏带< 4200MJ/(m2.a)2.3区域太阳能资源概况河源市位于中国南方珠江三角洲，隶属中华人民共和国广东省。河源市大部分地区属于太阳能资源丰富 很丰富地区。平原地区太阳辐射年总量在 4759-5116 MJ/m之间；山地南坡南坡太阳辐射年总量在4027-4759 MJ/ m 之间；山地北坡太阳辐射年总量在3135-4223 MJ/m2之间。从季节划分来看，夏秋两季我市太阳辐射最为丰富，夏季平地在1200-1500 MJ/ m2之间，山地在900-1200MJ/ m2,且南北坡的差异不大

22、；秋季平地在 1200-1300 MJ/ m2之 间，山地南北坡差异明显增大，北坡为背阴坡，总辐射在800-1000 MJ/m2,南坡为向阳坡，总辐射在1200-1500 MJ/m2之间。从月度划分来看，7月的太阳辐射总量最为丰富， 2月的太阳辐射总量最少。2.4河源市太阳能开发利用建议河源市太阳能总体上较为丰富，可开发利用的潜力巨大，太阳能利用的方法主要是 光伏发电利用。目前在河源市利用太阳能发电拥有较大，这主要是因为规模化的太阳能 电站需要大面积的土地铺设太阳能电池板，对荒山荒地资源较为丰富的河源市东源县万 绿湖镇来说，可以采用规模化的开发利用。基于上述考虑，建议在河源市太阳能的开发 利用

23、中采用如下策略：太阳能利用采用光伏发电利用。重点在平整的平整的丘陵坝子荒地上安装光伏发电 站，利用现有的国家政策，大力发展光伏发电，扶持一批有自己知识产权的企业发展。 同时根据国家有关规定执行。三、太阳能光伏电站预选方案设计万绿湖10MWp的太阳能光伏并网发电系统，设计采用分块发电、集中并网方案，将 系统分成10个1MW的光伏并网发电单元，分别经过0.4KV/35KV变压配电装置并入电网， 最终实现将整个光伏并网系统接入 35K V中压交流电网进行并网发电的方案。本系统按照10个1MW的光伏并网发电单元进行设计，并且每个1MWS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

24、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0.4KV/35KV变压配电装置。3.1太阳电池选型设计太阳电池发展概况目前世界上太阳能开发应用最广泛的是太阳电池，1941年出现有关硅太阳电池报道， 1954年研制成效率达6%勺单晶硅太阳电池，1958年太阳电池应用于卫星供电。在 70年 代以前，由于太阳电池效率低，售价昂贵，主要应用在空间。70年代以后，对太阳电池材料、结构和工艺进行了广泛研究，在提高效率和降低成本方面取得较大进展，地面应 用规模逐渐扩大，但从大规模利用太阳能而言，与常规发电相比

25、，成本仍然很高。目前，世界上太阳电池的实验室效率最高水平为：单晶硅电池 24.7 %(4cm1)，多晶 硅电池18.6% (4cmi)，InGaP/GaAs双结电池30. 28%( AM1,非晶硅电池14.5% (初始)、 12.8% (稳定)，碲化镉电池15.8%，硅带电池14.6%，二氧化钛有机纳米电池10.96%。我国于1958年开始太阳电池的研究，40多年来取得不少成果。目前，我国太阳电池 的实验室效率最高水平为：单晶硅电池20.4%(2cmK 2cm)，多晶硅电池14.5%(2cmK 2cm)、 12% (10cnriX 10cm)，GaAs 电池 20.1% (lcmx cm)，G

26、aA/Ge 电池 19.5% (AM0， CuinSe 电池9%(lcmx 1cm)，多晶硅薄膜电池13.6% (lcmx 1cm，非活性硅衬底)，非晶硅电池 8.6% (10cmX 10cm)、7.9% (20cmX 20cm)、6.2 %(30cmX 30cm)，二氧化钛纳米有机电 池 10% (1cmX 1cm)。世界光伏组件在过去15年平均年增长率约15% 90年代后期，发展更加迅速，最近 3年平均年增长率超过30%在产业方面，各国一直通过扩大规模、提高自动化程度、改 进技术水平、开拓市场等措施降低成本，并取得了巨大进展。商品化电池组件效率从10%- 13%§高到14%-18

27、%国内整个光伏产业的规模逐年扩大，截至2007年底中国光伏电池总产量达到1088MWV超越欧洲和日本，成为世界上最大的太阳能电池制造国，2008年中国太阳电池产量达2600MW，继续保持世界第一。但是国际上最大的并网应用光伏市场在国内仍然处于零星示范论证阶段，这与我国 的光伏技术水平和具体国情都有关系。中国光伏组件生产规模的大部分用于出口市场， 造成我国的光伏企业对国外市场的依存度较高，2008年爆发的全球金融危机，导致国外的市场发生急剧变化，使得这些企业受到重大影响，因此随着能源形势和我国产业政策 的变化，推动我国对太阳能光伏发电这种绿色可再生能源的应用是必然的趋势。我们国 家所拥有的巨大潜

28、力，可以让自己的光伏企业、相关产品、光伏发电项目进入到我国， 从而形成比较完整的光伏产业链。随着国内光伏电池组件产量的不断提高，国内光伏产品性价比上的优势越发明显， 本工程太阳能光伏电场设备应立足采用国内自主化生产的成熟产品。太阳电池选型目前常用的且已商业化的太阳电池是晶体硅（单晶硅和多晶硅）太阳电池和非晶硅 薄膜太阳电池等硅系列太阳电池。（1）单晶硅、多晶硅太阳电池目前国内外使用最普遍的是单晶硅、多晶硅太阳电池，而且国内的光伏组件生产也 主要是以单晶硅、多晶硅太阳电池为主。商业化的多晶硅电池片效率一般在1317%左右，单晶硅电池片电池效率在1318%左右。晶体硅电池片如图3.1、图3.2所示

29、：由电池片组成的电池组件的外形结构如图4.3所示图3.3单晶硅太阳电池组件（左）和多晶硅太阳电池组件（右）自从太阳电池诞生以来，晶体硅作为基本的电池材料一直保持着统治地位，而且可 以确信这种状况在今后20年中不会发生根本的转变。但是晶体硅太阳能电池的成本较高， 通过提高电池的转化效率和降低硅材料的生产成本，以提高硅材料太阳能电池的效益， 成为世界光伏技术的主流，世界各国也在此取得诸多新的进展。2004年中国科学家成功地在实验室完成P型晶体硅技术，使得晶体硅太阳能电池的实验室转换效率达到24.7%；2007年日本也成功试制的HIT太阳能电池，太阳能电池量产转换效率提高到22.3%。提高转换效率的

30、技术不断进步，进一步推动了晶体硅太阳能电池在光伏技术中的领先地位。（2）太阳能电池技术性能比较表3-1几种常用的太阳能电池技术性能序号多晶硅 电池组件单晶硅 电池组件非晶硅薄膜 电池组件比较结果1技术 成熟性70年代末研制成 功，技术已达成熟 阶段。经50多年的发 展，技术已达成 熟阶段。70年代末研制成 功，技术日趋成 熟。多晶硅、单晶硅技术 都比较成熟，产品性 能稳定。单位面积硅 晶片光电转换效率 较咼。2光电转换 效率商用电池组件13% 16%商用电池组件一般1518%商用电池5%9%单晶硅最高、多晶硅 其次、非晶硅电池最低3价格普通型组件价格 7 兀/W左右。普通型组件价 格在7元/W

31、左右。组件价格5元/W左右多晶硅、单晶硅组件 价格接近；非晶硅价 格略低序号囂多晶硅 电池组件单晶硅 电池组件非晶硅薄膜 电池组件比较结果4对光照、温度等外 部环境适 应性输出功率与光照 强度成正比，高温条件下效率发挥 不充分同左吸收光谱频率范 围大，弱光效应 好。高温性能好，非晶硅受温度的影 响比晶体硅太阳能 电池要小。5组件运行 维护组件故障率极低， 自身免维护同左同左晶体硅组件运行维 护最简单。6组件使用 寿命可保证25年使用期同左使用寿命为20-25 年。晶体硅电池组件使 用寿命略长7外观不规则深蓝色，可 作表面弱光着色 处理。黑色、蓝黑色茶色。非晶硅、多晶硅外观 效果好，利于建筑一

32、体化，立面色彩丰富8安装方式倾斜或平铺于建 筑屋顶或开阔场 地，安装简单，布置紧凑，节约场 地。同左柔性组件重量轻， 可直接粘附于屋 顶表面,与建筑结 构良好结合。刚性 组件安装方式冋 左。在建筑物上使用非 晶硅电池组件有优 势，在开阔场地上使用晶体硅光伏组件 安装方便，布置糸 凑，可节约场地。9国内自主化生产情况产业链完整，生产 规模大、技术先进同左国内2007年底开 始生产线建设，起 步晚，产能没有完 全释放。晶体硅电池组件国 内自主化程度咼。非晶硅电池组件国内生产尚未规模化从上表的比较结果可以看出：（1）、商业化使用的太阳能电池组件中，单晶硅组件转换效率最高，多晶硅其次，但两 者相差不大

33、。（2）、非晶硅组件电池在弱光响应、高温性能和成本等方面有一定优势，但单位面积发 电效率较低。（3）、晶体硅太阳能电池组件技术成熟，且产品性能稳定，使用寿命长。晶体硅电池组 件故障率极低，运行维护最为简单。（4）、薄膜电池光电转换效率低6%衰减率（光致衰退率）较高等问题，前些年未引起 业界的足够关注，市场占有率很低。随着其技术的不断进步，光电转换效率得到迅速提高，现在比2年以前约提升了 30%-40%虽然仍然与晶体硅电池相比有很大差距， 但其用 料少、工艺简单、能耗低，成本有一定优势，越来越被业界所接受。因此近 3年来薄膜 太阳能电池产业得到较快发展。综上考虑，本项目主要采用多晶硅电池为选用方

34、案，以减少项目的初期投资成本， 同时能够达到稳定的效果。选型条件参考国内太阳能光伏发电扶持政策，光伏组件选择的多晶硅组件效率超过14.5 %本项目工程光伏发电设备安装于万绿湖周边荒山平地、梯地上，在安装太阳电池的选型 上，应考虑附加成本，增加土地的利用率，选用兼顾性价比和效率高的太阳电池产品。 多晶硅组件转换效率高，且性价比好，故选择多晶硅组件为宜。选型方案根据安装场地位置不同，光伏构件选用多晶体硅太阳电池组件其主要技术经济指标 如下：多晶硅太阳电池组件效率达到 14.5%以上，寿命25年以上；根据以上条件分析，本项目选用的多晶硅太阳电池主要参数如下：表3-2太阳电池参数表峰值功率(wp165

35、短路电流(Isc )7.82 ± 0.2开路电压(Voc)29 ± 0.5峰值电压(Vmp)23.5 ± 0.5峰值电流(Imp)7.02 ± 0.2额定工作温度(c )43 ± 2抗风力或表面压力2400Pa,130km/h绝缘强度DC3500V,1min,漏电电流w 50冲击强度227g钢球1m自由落体,表面无损外形尺寸(mm)1316X 992 X 46重量(kg)15.003.2并网光伏系统效率计算发电效率分析并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、逆变器效率、交流并网等三部分组 成。(1) 光伏阵列效率n 1：光伏阵列在1000W/

36、m2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过程中的损失包括：组件的匹配损失、表面尘 埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度影响、最大功率点跟踪精度、及直流线路 损失等，取效率92%+算。(2) 逆变器转换效率n 2：逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，取逆变器 效率95%+算。(3) 交流并网效率n 3：从逆变器输出至高压电网的传输效率，其中主要是升压变 压器的效率，取变压器效率95%+算。(4) 系统总效率为：耳总=耳 1Xn 2Xn 3 = 92%X 95%X 95%=77%倾斜面光伏阵列表面的太阳能辐射量计算从气象站得到的资料，均为水平面上的太阳能

37、辐射量，需要换算成光伏阵列倾斜面 的辐射量才能进行发电量的计算。对于某一倾角固定安装的光伏阵列，所接受的太阳辐射能与倾角有关，较简便的辐 射量计算经验公式为：RB= Sx sin( a + B )/sin a +D式中：RB倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量S 水平面上太阳直接辐射量D散射辐射量a中午时分的太阳高度角B光伏阵列倾角根据当地气象局提供的太阳能辐射数据，按上述公式计算敦煌市不同倾斜面的 太阳辐射量，具体数据见下表：太阳能光伏组件串并联方案250KW并网逆变器的直流工作电压范围为：450Vdc880Vdc,最佳直流电压工作点为：560VdCo太阳能光伏组件串联的组件数量 Ns=560/

38、23.5 ± 0.5=24 (块)，这里考虑温度变化系 数,取太阳能电池组件18块串联,单列串联功率P= 18 X 165Wp=2970Vyp单台250KW逆变器需要配置太阳能电池组件串联的数量Np=250000 297085列，1MW太阳能光伏电伏阵列单元设计为 340列支路并联，共计6120块太阳能电池组件，实 际功率达到1009.8KWp整个10MW系统所需165Wp电池组件的数量M1=1(X 6120=61200 (块)，实际功率达到 10.098MWp该工程光伏并网发电系统需要165Wp的多晶硅太阳能电池组件61200块,18块串联,3400列支路并联的阵列。324太阳能光

39、伏阵列的布置（1）光伏电池组件阵列间距设计为了避免阵列之间遮阴，光伏电池组件阵列间距应不小于 D:D=0.707H/tan arcsin（0.648cos-0.399sin ）式中为当地地理纬度（在北半球为正，南半球为负），H为阵列前排最高点与后排组 件最低位置的高度差）。根据上式计算，求得：D=5025mm。取光伏电池组件前后排阵列间距 5.5米。55005500太阳能光伏组件阵列单列排列面布置见下图:（3） 10MW太阳能光伏组件阵列布置见下图:4)总占地面积计算：10MW太阳能光发电场由1700个单列太阳能光伏阵列构成，前 后排阵列间距5.5米。占地面积=935X 472 =44.14万

40、平方米。6、土建设计(1) 10MW光电场总占地面积 =935米X 472米=441400平方米(2) 光伏阵列占地约316000卅，电站房屋建筑面积约3600平方米。其中：办公室、展厅、食宿楼：40mX 20mX 2=1600 m2;机房、控制室：80mX 20mX 10=1600 m；工作间、库房及其它： 20m X 20m=400tf;(3) 光电场周围需安装高度2.5米防护围栏，围栏总长度：(935+472) X 2=2814m(4) 方阵支架基础用钢筋混凝土现浇，预埋安装地脚螺栓。总计5100个基础，单 体基础0.256m3。汪；匸汛箱嗡入可播日沮丈阳毛龍丰刈揆地325太阳能光伏方阵

41、直流防雷汇流箱设计未用甩池串列 却S包池串刑 太阳耳池串列 刘日旦池串见 却0电池串列 戏阳皂池串列太轉邑池串列 姫冃电池审列 頑0包油串列 知日岂泄申到 太阳电油申列 卿日专（也串列如上图所示，光伏阵列防雷汇流箱具有以下特点：满足室外安装的使用要求；同时可接入6路太阳电池串列，每路电流最大可达 10A;接入最大光伏串列的开路电压值可达 DC900V熔断器的耐压值不小于DC1000V每路光伏串列具有二极管防反保护功能；配有光伏专用高压防雷器，正极负极都具备防雷功能；采用正负极分别串联的四极断路器提高直流耐压值，可承受的直流电压值不小于 DC1000V按照每6个太阳电池串列单元需要配置1台光伏方

42、阵防雷汇流箱，250KW并网逆变器 需配置10个汇流箱，本工程10MW光伏并网发电系统共需配置400台光伏方阵防雷汇流 箱。直流配电柜设计每台直流配电柜按照250KWp的直流配电单元进行设计，1MWp光伏并网单元需要4 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，10MW光伏并网系 统共需配置40台直流配电柜。每台直流配电柜分别接入 1台250KW逆变器。每个1MW并网单元可另配备一套群控器（选配件），其功能如下：群控功能的解释：这种网络拓朴结构和控制方式适合大功率光伏阵列在多台逆变器公用可分断直流母线时使用，可以有效增加系统的总发电效率。当太阳升起时，群控器控制所有的群控

43、用直流接触器KM什KM3闭合，并指定一台逆变器INV1首先工作，而其他逆变器处于待机状态。随 着光伏阵列输出能量的不断增大，当INV1的功率达到80%以上时，控制直流接触器 KM2 断开，同时控制INV3进行工作。随着日照继续增大，将按上述顺序依次投入逆变器运行； 太阳落山时，则按相反顺序依次断开逆变器。从而最大限度地减少每台逆变器在低负载、 低效率状态下的运行时间，提高系统的整体发电效率。群控器可以通过RS485总线获取各个逆变器的运行参数、故障状态和发电参数，以作出运行方式判断。群控器同时提供友好的人机界面。用户可以直接通过LCD和按键实现运行参数察看、运行模式设定等功能。用户可以通过手动

44、方式解除群控运行模式。太阳能光伏并网逆变器的选型此太阳能光伏并网发电系统设计为 10个1MWp勺光伏并网发电单元，每个并网发电 单元需要4台功率为250KW勺逆变器，整个系统配置40台此种型号的光伏并网逆变器， 组成10MWp并网发电系统。选用性能可靠、效率高、可进行多机并联的逆变设备，本方 案选用额定容量为250KW勺逆变器，主要技术参数列于下表：表13 250KW并网逆变器性能参数表容量250KW隔离方式工频变压器最大太阳电池阵列功率275KWp最大阵列开路电压900Vdc太阳电池最大功率点跟踪（MPPT范围450Vdc 880Vdc最大阵列输入电流560AMPPTt 度>99%额定

45、交流输出功率250KW总电流波形畸变率<4%（额定功率时）功率因数>0.99效率94%允许电网电压范围（三相）320V440AC允许电网频率范围47 51.5Hz夜间自耗电<50W保护功能极性反接保护、短路保护、 孤岛效应保护、过热保护、过 载保护、接地保护、欠压及过 压保护等通讯接口（选配）RS485或以太网使用环境温度20C + 40r使用环境湿度0 95%尺寸（深x宽x咼）mm800 x 1200 x 2260噪音< 50dB防护等级IP20 （室内）电网监控按照UL1741标准电磁兼容性EN50081,part1;EN50082,part1电网干扰EN61000

46、-3-41、性能特点选用光伏并网逆变器采用美国TI公司32位专用DSP（LF2407A控制芯片，主电路采 用日本最先进的智能功率IPM模块组装，运用电流控制型 PWM有源逆变技术和优质进口 高效隔离变压器，可靠性高，保护功能齐全，且具有电网侧高功率因数正弦波电流、无 谐波污染供电等特点。该并网逆变器的主要技术性能特点如下：（1）采用美国TI公司32位DSP芯片进行控制；（2）采用日本三菱公司第五代智能功率模块（IPM）；（3）太阳电池组件最大功率跟踪技术（MPPT）;（4）50Hz工频隔离变压器，实现光伏阵列和电网之间的相互隔离；（5）具有直流输入手动分断开关，交流电网手动分断开关，紧急停机操

47、作开关。有先进的孤岛效应检测方案；有过载、短路、电网异常等故障保护及告警功能；直流输入电压范围（450V880V），整机效率高达94%（9）人性化的LCD液晶界面，通过按键操作，液晶显示屏（LCD）可清晰显示实时各项运行数据，实时故障数据，历史故障数据（大于 50条），总发 电量数据，历史发电量（按月、按年查询）数据。（10）逆变器支持按照群控模式运行，并具有完善的监控功能；（11）可提供包括RS485或 Ethernet （以太网）远程通讯接口。其中RS485遵循Modbus 通讯协议；Ethernet （以太网）接口支持TCP/IP协议，支持动态（DHCP或静态获取IP地 址;（12）逆变

48、器具有CE认证资质部门出具的CE安全证书。2、电路结构250KW并网逆变器主电路的拓扑结构如上图所示，并网逆变电源通过三相半桥变换 器，将光伏阵列的直流电压变换为高频的三相斩波电压，并通过滤波器滤波变成正弦波 电压接着通过三相变压器隔离升压后并入电网发电。为了使光伏阵列以最大功率发电， 在直流侧加入了先进的MPP算法。交流防雷配电柜设计按照2个250KW的并网单元配置1台交流防雷配电柜进行设计，即每台交流配电柜 可接入2台250KW逆变器的交流防雷配电及计量装置， 系统共需配置20台交流防雷配电 柜。每台逆变器的交流输出接入交流配电柜， 经交流断路器接入升压变压器的 0.4KV侧, 并配有逆变

49、器的发电计量表。每台交流配电柜装有交流电网电压表和输出电流表，可以直观地显示电网侧电压及发电电流。329交流升压变压器并网逆变器输出为三相0.4KV电压，考虑到当地电网情况，需要采用35KV电压并网。 由于低压侧电流大，考虑线路的综合排部，选用 5台S9系列（0.4）KV/（35-38.5）KV, 额定容量2500KVA升压变压器分支路升压，变压器技术参数如下：表14变压器技术参数表项目单位参数额定容匸量KVA2000额定亠 r-j-"高KV35 ± 5%低KV0.4电压损耗空KW3.2负KW20.7空载电流%0 8短路阳抗%6.5重量油T1.81变T4.1总T7 95外形

50、尺寸长X宽X高2850X 1820X 3100轨距mm1070（七）系统组成方案原理框图系统接入电网设计本系统由10个1MW的光伏单元组成，总装机10MWp太阳能光伏并网发电系统接入35KV/50HZ的中压交流电网，按照2MW并网单元配置1套35KV/0.4KV的变压及配电系统 进行设计，即系统需要配置 5套35KV/0.4KV的变压及配电系统。每套 35KV中压交流电 网接入方案描述如下：1、系统概述35K V中压交流电网接入方案图如下：35KV隔离开关35K V中压交流电网接入方案图2、重要单元的选择（1）35KV/0.4KV配电变压器的保护35KV/0.4KV配电变压器的保护配置采用负荷

51、开关加高遮断容量后备式限流熔断器组 合的保护配置，既可提供额定负荷电流，又可断开短路电流，并具备开合空载变压器的 性能，能有效保护配电变压器。系统中采用的负荷开关，通常为具有接通、隔断和接地功能的三工位负荷开关。变 压器馈线间隔还增加高遮断容量后备式限流熔断器来提供保护。这是一种简单、可靠而 又经济的配电方式。（2）高遮断容量后备式限流熔断器的选择由于光伏并网发电系统的造价昂贵，在发生线路故障时，要求线路切断时间短，以 保护设备。熔断器的特性要求具有精确的时间-电流特性（可提供精确的始熔曲线和熔断曲线）； 有良好的抗老化能力；达到熔断值时能够快速熔断；要有良好的切断故障电流能力，可 有效切断故

52、障电流。根据以上特性，可以把该熔断器作为线路保护，和并网逆变器以及整个光伏并网系 统的保护使用，并通过选择合适的熔丝曲线和配合，实现上级熔断器与下级熔断器及熔 断器与变电站保护之间的配合。对于35kV线路保护，3-110kV电网继电保护装置运行整定规程 要求：除极少数有 稳定问题的线路外，线路保护动作时间以保护电力设备的安全和满足规程要求的选择性 为主要依据，不必要求速动保护快速切除故障。通过选用性能优良的熔断器，能够大大提高线路在故障时的反应速度，降低事故跳 闸率，更好地保护整个光伏并网发电系统。（3）中压防雷保护单元该中压防雷保护单元选用复合式过电压保护器，可有效限制大气过电压及各种真空

53、断路器引起的操作过电压，对相间和相对地的过电压均能起到可靠的限制作用。该复合式过电压保护器不但能保护截流过电压、多次重燃过电压及三相同时开断过 电压，而且能保护雷电过电压。过电压保护器采用硅橡胶复合外套整体模压一次成形，外形美观，引出线采用硅橡 胶高压电缆，除四个线鼻子为裸导体外，其他部分被绝缘体封闭，故用户在安装时，无 需考虑它的相间距离和对地距离。 该产品可直接安装在高压开关柜的底盘或互感器室内。 安装时，只需将标有接地符号单元的电缆接地外，其余分别接A、B、C三相即可。设置自控接入装置对消除谐振过电压也具有一定作用。当谐振过电压幅值高至危害 电气设备时，该防雷模块接入电网，电容器增大主回

54、路电容，有利于破坏谐振条件，电 阻阻尼震荡，有利于降低谐振过电压幅值。所以可以在高次谐波含量较高的电网中工作， 适应的电网运行环境更广。另外，该防雷单元可增设自动控制设备，如放电记录器，清晰掌控工作动作状况。 可以配置自动脱离装置，当设备过压或处于故障时，脱离开电网，确保正常运行。（4）中压电能计量表中压电能计量表是真正反应整个光伏并网发电系统发电量的计量装置，其准确度和 稳定性十分重要。采用性能优良的高精度电能计量表至关重要。为保证发电数据的安全，建议在高压计量回路同时装一块机械式计量表，作为IC式电能表的备用或参考该电表不仅要有优越的测量技术，还要有非常高的抗干扰能力和可靠性。同时，该 电表还可以提供灵活的功能：显示电表数据、显示费率、显示损耗（ZV）、状态信息、警报、参数等。 此外，显示的内容、功能和参数可通过光电通讯口用维护软件来修改。通 过光电通讯口，还可以处理报警信号，读取电表数据和参数。3211 监控装置系统采用高性能工业控制 PC机作为系统的监控主机，可以每天 24小时不间断对所 有的并网逆变器进行运行数据的