分布式光伏发电项目设计方案

1、分布式光伏发电项目设计方案第一节 并网设计技术方案一、光伏发电系统设计.本光伏并网发电项目推荐采用分块发电、集中并网方 案，最终实现将整个光伏并网发电系统接入高压交流电网进 行并网发电。.每个光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式 组成多个光伏电池阵列，光伏电池阵列所发的直流电能输入 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0.27股、最终升压至10KV配电装 置。.光伏发电系统原理构成系统的基本原理：太阳能电池组件所发直流电通过光伏 并网逆变器逆变成50Hz、270V的交流电，经交流配电箱与 用户侧并网，向负载供电，或者经过升压变电，接入电网。 本项

2、目并网接入系统方案采用10KV高压并网。图3-1光伏电站系统原理示意图本工程光伏发电系统主要由光伏电池板（组件）、逆变器及并网系统（配电升压系统）三大部分组成。二、电站直流逆变系统设计1.为了更好地防雷和方便维护，可先将太阳电池子阵列 单元通过直流防雷配电汇流箱后，再接入配电房的直流配电 柜。光伏电站各区域的配置如表3-3所示：表3-5各区设备配置表编号总容量并联数汇流箱直流配 电柜及数 量逆变器型 号及数量备注（KWp）型号数量A 区（1000KWp）A1003.2220PVS-1219500KW*2台500KW*2台此区域共 建设1个 配电室，每 个配电室 内放置2 台 500KW 逆变器

3、及 升压变B 区（1000KWp）B1003220PVS-19500K500KW*此区域共.212W*2台2台建设1个 配电室，每 个配电室 内放置2 台 500KW 逆变器及 升压变C 区（750KWp）C752.4165PVS-1214500KW1台500KW1台此区域共 建设1个 配电室，每 个配电室 内放置1 台 500KW 逆变器、1 台 250KW 逆变器及 升压变250KW1台250KW1 台.系统电气接线图=田一把串圭4用魁n5=flr=田一把串圭4用魁n5=flr图光伏电站1MWp单元电气构成图.电缆敷设方案1）电缆敷设：（1）电池组串与汇流箱的连接电缆，垂直方向沿电池组 件

4、安装支架敷设，水平方向大棚预留通道电缆沟敷设至就近 配电室内。（2）除火灾排烟风机、消防水泵等消防设施所需电缆采 用耐火电缆外，其余均采用阻燃、凯装电缆。2）电缆防火及阻燃措施：（1）在电缆主要通道上设置防火延燃分隔措施，设置耐 火隔板、阻火包等。（2）墙洞、盘柜箱底部开孔处、电缆管两端、电缆沟进 入建筑物入口处等采用防火封堵。（3）电缆防紫外线照射措施：本工程所有室外电缆敷设，将沿光伏电池板下、埋管、 电缆槽盒或沿电缆勾敷设，以避免太阳直射，提高电缆使用 寿命。三、防雷接地设计.直击雷防护（1）光伏电池方阵区域直击雷防护：根据项目场地的地形特征和地质特点，在光伏阵列区域 不单独设置避雷针，仅

5、在光伏发电组件支架顶部安装短小的 避雷针进行直击雷防护。（2）其他区域直击雷防护：在各逆变升压配电室、高低压配电室、综合楼等建筑物 屋顶设置避雷带用于直击雷防护。交流侧的直击雷防护按照 电力系统行业标准交流电气装置的过电压保护和绝缘配 合进行。.感应雷防护：采取接地、分流、屏蔽、均压等电位等方法对感应雷进 行有效的防护，以保证人身和设备的安全。(1)光伏电池方阵接地措施：对光伏电池方阵，拟设置水平接地带和垂直接地极相结 合的接地网。将安全接地、工作接地统一为一个共用接地装 置，接地电阻值按不大于4Q考虑。沿光伏电池方阵四周采用一40X6热镀锌扁钢设置一圈 水平接地带，接地体埋设深度不小于0.5

6、0.8米。光伏电 池生产厂家在光伏电池板铝合金外框上留有用于安装接地 线的螺栓孔位置，安装时用接地线将电池板铝合金外框和电 池板支架可靠导通，所有支架采用等电位与水平接地带连 通，并根据现场土壤情况，选择合适的位置，采用热镀锌角 钢或其他导电性能良好的材料设置垂直接地极，垂直接地极 埋设深度不小于2.5米。接地装置的接地电阻、接触电压和跨步电压满足规程要 求，尽可能使电气设备所在地点附近对地电压分布均匀。(2)其余设备的接地措施：(a)逆变升压配电室的主筋与接地网可靠连通。(b)对所有交、直流电力电缆的接头盒、终端头和可触 及的电缆金属护层和穿线的钢管应可靠接地；电缆槽盒、支 架、桥架、给排水

7、管道、各级直流汇流箱、高低压配电柜外 壳等金属物用热镀锌扁钢接入接地网。(c)低压配电柜、高压配电柜、UPS屏、主变压器、升 压站交流侧的接地按照电力系统行业标准交流电气装置的 接地进行。（3）分流措施：目前，在感应雷的防护中，电涌保护器的使用已日趋频 繁，它能根据各种线路中出现的过电压、过电流及时做出反 应，在最短时间内将线路上因感应雷产生的大量浪涌电流释 放到地网，使设备各点之间电位差大致不变，从而达到保护 电气设备的目的。针对感应雷瞬时能量较大的特点，根据IEC 国际标准对能量逐级吸收的理论，需要做多级防护，应在供 电线路的各部位（防雷区交接处）逐级安装电涌保护器，以消 除雷击过电压。对

8、于沿直流输入线侵入的感应雷，在光伏电池方阵的各 级直流汇流箱内，分别在正极对地、负极对地间安装电涌保 护器；在逆变器直流输入端的正极对地、负极对地、正极对 负极之间安装电涌保护器，实现共模和差模保护；电站交流侧雷击感应过电流均采用避雷器的方式进行 分流，在电站10kV出线侧均装设氧化锌避雷器。（4）等电位连接：等电位连接的目的，在于减少需要防雷的空间内各金属 部件和各系统之间的电位差。穿过各防雷区交界的金属部件 和系统，以及在一个防雷区内部的金属部件和系统，都应在 防雷区交界处做等电位连接；应采用等电位连接线、扁钢和 螺栓紧固的线夹做等电位连接。四、监控系统设计对大型并网光伏发电系统而言，需要

9、设置必要的数据 监控系统，对光伏发电系统的设备运行状况、实时气象数据 进行监测与控制，确保光伏电站在有效而便捷的监控下稳定 可靠的运行。同时，还应对光伏发电设备系统的运行参数、 状态及历史气象数据进行在线分析研究，不但确保日常维护 简易、高效和低成本，还可对未来的系统发电能力进行预测、 预报。本监控系统的监控范围包括光伏电池方阵、并网逆变 器、升压站及站用电等电气系统的监控，其主要监测参数包 括：直流配电柜输入电流、逆变器进出口的电压、电流、功 率、频率、逆变器机内温度、逆变器运行状态及内部参数、 发电量、环境温度、风速、风向及辐照强度，以及0.4/10kV 升压变电及站用电气系统的各种参数等

10、，并实现对0.4/10kV 升压变电及站用电气系统的常规控制、保护和报警等。监控1）监控水平：（1）本光伏电站监控采用集中控制方式，采用计算机网 络监控系统（NCS）、微机保护自动化装置和就地检测仪表等 设备来实现全站机电设备的数据采集与监视、控制、保护、 测量、远动等全部功能，实现少人值班。（2）设置在站区综合楼内的领导及工程师客户机可通过 网络监视并网光伏电站的重要运行参数。计算机监控系统还 可实现与地调的遥测、遥信、遥调等功能，并可将光伏电站 的运行参数上传到地调的远方监控计算机实现远方监控。光 伏电站计算机监控系统的网络结构详见全站监控系统规划 图。（3）为了防止通讯线路出现故障或其他

11、原因，导致主控 室监控装置无法获取各分站每台逆变器的运行状态和工作 数据，拟在每个逆变升压配电室内配置1套就地监控装置。 该系统采用高性能工业控制PC机作为系统的监控主机，配 置光伏并网系统多机版监控软件，采用RS485通讯方式，获 取所有并网逆变器的运行状态和工作数据。（4）整个光伏电站内设一个主控制室，主控制室布置在 升压站区域的10kV配电室的建筑内。在主控室内的运行人 员以大屏幕、操作员站LCD为主要监控手段，完成整个光伏 发电系统（包括升压站）的运行监控。主控室还设有工业电 视监视墙，墙上布置大屏幕、闭路电视监视屏、火灾报警控 制盘等。（5）在升压站及各逆变器房内拟设置一套火灾报警系

12、 统，火灾报警机柜布置在主控制室内。2）太阳能光伏发电系统的监控逆变器系统采用独立监测系统监测并网发电系统的运行状况，利用工控机采集数据，连续24小时不间断地监测 和记录所有并网逆变器的运行数据和故障数据，主要监测 功能有：监测光伏电站的运行参数一一光伏电站的当前发电 总功率、日总发电量累计、月总发量累计、年总发电量累计、 总发电量累计，以及累计CO2总减排量；监测环境参数一一室内和室外温度、风向、风速和日 照辐射的辐照量；监测每台并网逆变器的运行参数，主要包括：A、直流电压B、直流电流C、直流功率D、交流电压E、交流电流F、逆变器机内温度G、时钟仅频率1、功率因数J、当前发电功率限日发电量L

13、、累计发电量M、累计CO2减排量N、每天发电功率曲线图所有并网逆变器的故障报警及故障信息记录，包括：A、电网电压过高；B、电网电压过低；C、电网频率过高；D、电网频率过低；E、直流电压过高；F、直流电压过低；G、逆变器过载；H、逆变器过热；I、逆变器短路；J、散热器过热；K、逆变器孤岛；L、DSP故障；M、通讯失败；本方案只提供到监控主机提供对外的数据接口，用户 可通过有线或者Internet远程方式访问，异地实时查看光 伏电站并网发电系统的实时数据、历史数据以及故障信息。光伏逆变监测系统可通过大屏幕显示，监测画面如下图所示:图一-光伏电站并网发电主页图3-8某台逆变器运行信息显示t发出筋湿合

14、il I图一-光伏电站节能减排值显示当前发电总功率累its店赢琲t发出筋湿合il I图一-光伏电站节能减排值显示当前发电总功率累its店赢琲当天总发电气60.645J093.065闭路电视系统本工程拟在升压站、光伏方阵、逆变器场地等重要部位 设置闭路电视监视点，根据不同监视对象的范围或特点选用 定焦或变焦监视镜头。各闭路电视监视点的视频信号通过图 像宽带网，将视频信号处理、分配、传送至主控室内的监视 器终端，并联网组成一个统一的覆盖本工程范围的闭路电视 监视系统。本工程拟设40个闭路电视监视点。火灾报警系统本工程拟在10kV升压站区域及各逆变器室设置一套小 型火灾报警系统，包括探测装置（点式或

15、缆式探测器、手动 报警器）、集中报警装置、电源装置和联动信号装置等。其 集中报警装置布置在升压站主控制室内，探测点直接汇接至 集中报警装置上。在10升压站区域内设备和房间及各逆变器室发生火警后， 在集中报警装置上立即发出声光信号，并记录下火警地址和 时间，经确认后可人工启动相应的消防设施组织灭火。拟采 用联动控制方式对区域内主控室、配电室的通风机、空调等 进行联动控制，并监控其反馈信号。本工程的火灾探测报警 系统与灭火设施设置如下表3-4所示：表3-4火灾探测报警系统与灭火设施设置项目灭火系统火灾探测器报警控制方主控制室1电缆夹层（活动地板化学灭火器线型感温型或咸烟型自动报警，人工确认后手2T

16、R 十火电气设备间化学灭火器感烟型闾报警?，人工确认后手3主控制室化学灭火 器感烟型自动报京，人工确认后手二配电室U 口1- H/IJ 勿、/口 J110KV配电室化学灭火器感烟和感温型自动报警，人工确认后手3逆变升压西中室化学灭火 器感烟和感温型自1动报京，人工确认后手三目11 Ik中, 变压器U 口1- H/IJ 勿寸口 J1主变压器化学灭火器 口口线型感温型自动报警，人 工确认后手第二节太阳能光伏发电系统装机容量的配置方法太阳能光伏发电系统应用中的首要问题是太阳能电池板 装机容量的配置问题，根据当地的气象资料合理配置太阳能 光伏板的装机容量，即可控制工程总投资额，又可保证供配 电系统安全

17、可靠的运行。此次项目中采用了两种计算方法进行复核计算，计算方 法如下：（1）根据当地气象局资料，获取项目所在区域的平均 日照时数及连续阴雨天、最佳倾斜角等计算数据。该数据可 根据美国航空航天局卫星监测资料，通过专业资质厂家光伏 计算管理软件分析得出。（2）根据蓄电池充满时间及日耗电量计算装机容量在电池正常给负载供电的情况下，根据运行经验及相关 的设计资料，需要在蓄电池充满时间内的发电余量供给负载 在连续阴雨天时间内的使用，同时考虑控制器、电池、逆变 器的损耗等，则需要装机系统每天的发电量ac及所需系统 装机容量ae分别为：（其中ac：太阳能电池板每天的发电量；pe：建筑计算 负荷；ht：每个工作日工作时间；mt：蓄电池充满时间；kz： 控制器、电池、逆变器的损耗；nl：最长连续阴雨天数；ad： 负载日平均耗电量；hf：平均日照时数；ae：装机容量）。（3）根据光伏电站系统总效率计算装机容量根据最佳倾角、平均日照时数，可只系统所需装机容量 为：（其中ad：负载日平均耗电量；ae：装机容量；k：发 电站系统的总效率；hf：平均日照时数；女$：安全系数）。根据专业资质厂家运行经验：光伏发电站系统的总效率 为：（其中kd：太阳电池阵列面灰尘遮挡损失；kt：太阳电 池温度