污水厂光伏电站项目技术资料柔性支架

定西市水务清源污水净化公司1200.98KW技术方柔性支架)

目录1技术方案1.1项目概况1.2系统设计原则1.3统设计主要遵循和依据下列标准、文件1.4系统设计说明1.5光伏系统组成1.6光伏系统结构实施方案1.7光伏支架设计1.8太阳能电池组件板布置1.9接入系统方案2系统仿真设计2.1气象数据2.2项目地太阳能资源2.3阵列倾角设计2.4光伏组件阵列阴影遮挡分析2.5系统发电量计算2.6太阳能光伏系统环保综合效益分析3主要设备简介3.1太阳能光伏组件板3.2光伏逆变器3.3光伏阵列汇流箱设计3.4防雷、接地及过电压保护设计3.5监控系统3.6电气设备布置4安装、调试与验收方法或方案4.1调试要求4.2调试内容4.3验收方案5项目运营维护与售后服务5.1运营维护

5.2售后维修服务

11.1项目概况1）项目名称：定西市水务清源污水净化公司1200.98KW2）工程地点：甘肃省定西市安定区交通路北端

3）所处经纬度：东经104度62分，北纬35度58分；项目地理位置

4）环境温度：定西气候属于南温带半湿润--中温带半干旱区，年均气温5.7~7.7℃，无霜期122~160天，年均降雨量350~600毫米，主要集中在789三个月，且多以暴雨的形式出现，而蒸发量高达1400毫米以上。5）日照辐射量：年平均太阳辐射量5828.3MJ/m2，年平均日照2500小时；

6）光伏阵列总容量：1200.98kWp；

7）太阳能电池组件：采用多晶265W组件板，共计4532块；

8）并网形式：采用集中发电、逆变、10KV高压并网；

9）系统主要内后台监控系统、防雷接地系统及光伏电缆等设备附件；

1.2系统设计原则系统设计主要应考虑的因素：

1）根据安装现场及安装条件选择合适的电池组件、安装固定方式及最佳的安装倾角设计；2）根据安装地的气象数据，进行光伏阵列串并联设计；3）光伏阵列防雷设计；4）光伏阵列直流汇线设计；

5）根据各光伏方阵的容量及安装特点，进行逆变器的选型、组合设计；

6）光伏并网点系统接入设计，包含并网开关柜设计、计量、监控设计、防逆流保护系统设计；7）并网发电系统的监控、通讯及数据远传设计；

8）系统电气电缆选型、敷设设计；

9）系统设备安装土建基础设计、设备优化布置设计。1.3统设计主要遵循和依据下列标准、文件GB/T18479-2001《地面用光伏（PV）发电系统概述和导则》

GB/T20046-2006《光伏系统电网接口特性》（IEC61727：2004）

GB50057-2000《建筑物防雷设计标准》

GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》

IEC61730-1-2004光伏(PV)组件安全合格鉴定.第1部分:结构要求

IEC61730：Photovoltaic(PV)modulesafetyqualification

IEC61215-2005：CrystallinesiliconterrestrialPhotovoltaic(PV)modulesDesignqualificationandtypeapproval

地面光伏系统概述和导论IEC61277

光伏（PV）组件安全鉴定第1部分：结构要求GB/T20047.1-2006

民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范JGJ203-2010

1.4系统设计说明根据定西市水务清源污水净化公司厂区可利用面积，总共可安装4532块265W太阳能高效多晶电池组件，组件安装总面积为23000平方米，系统总功率为1200.98kWp，预计首年发电量约186.71万KWh（发电量的计算是根据当地历史的气象资料——美国宇航局NASA气象数据为基础计算的）。光伏阵列产生的绿色清洁能源直流电就近接入为光伏方阵配备集中逆变器，逆变器将直流电转换成三相380V的稳定交流电再经升压站升压到10KV配电所里。最终将绿色清洁能源提供给区内电气负载使用。系统具有良好的人机界面互动功能采用大屏幕LCD液晶显示屏可实时检测和显示系统直流工作电压和电流交流输出电压和电流功率功率因素频率、故障信息及环境检测参数（可选风速、风向、环境温度、电池板背板温度、组件倾斜面尚德辐照度统计显示系统日发电量累计发电量等信息表打印另外系统具备过压失压过载过流漏电短路保护功能善的“孤岛效应”防护功能。本并网系统设计的总体原则是保证系统特殊外观需求及各项性能指标的前提下，最大限度的优化设计方案，合理选用相关设备及材料，提升系统发电量，降低工程造价为业主节约投资设计细节体现质量项性能指标得以实现的关键光伏组件安装的每个型材截面形式位置及连接方式节点细节都经过设计人员的精心仔细地推敲优化计算确保各项性能的前提下，达到安全经济、美观合理。

1.5光伏系统组成整个系统主要有太阳能电池组件、直流汇流箱、集中逆变器、并网计量柜、10KV升压站、监控系统和柔性支架系统等组成。1.6光伏系统结构实施方案为了最大限度利用太阳能增加系统柔性冗余性能中型逆变器最大程度提高发电效率关以保证用电的安全然后通过电缆接入用户的交流配电所能将优先供应给用户的最近负载，多余的部分将输送到国家电网上。为减小初始投资节约土地降低运行成本使项目收益率达到最大程的多晶硅光伏组件安装方式拟采用悬空式柔性支架固定倾角安装方式。1.7光伏支架设计根据定西市水务清源污水净化公司水池的特点，采用悬空式柔性光伏支架，其技术特点：1.悬空式柔性光伏支架可实现上下左右各方向的自由架设布式光伏发电系统的支撑方式与传统钢架结构方案相比少承重小造价成本低将大大缩短整体施工周期基础上更大的增加了收益，同时提升了发电量，节能减排。

2．悬空式柔性光伏支架广泛地应用于种植业、畜牧业、水池鱼塘以及屋面等领域高度高于屋顶污水处理池2-3米支架间隔30米～50米情况而定不会影响污水处理厂的正常运营及维护工作比，悬空式柔性光伏支架用量少，大大减少了对地面面积的占用情况。本项目采用悬空式柔性光伏支架其中主要构件包括钢立柱横梁锚索、斜支撑、紧固件等。1.7.1钢支撑支撑系统主要包括立柱（端柱、支撑柱）、横梁（端梁、支撑梁）、锚索。立柱和横梁采用Q235B钢或Q345B钢制作锚索采用钢丝绳立柱与基础连接主要用于支撑横梁及导轨等部件；横梁用于安装拉索等部件。锚索主要用于加强横梁及立柱的稳定性本工程立柱的高度需要根据地势调

整依托地势走向布置保证最大的采光面积保证光伏板的倾角满足技术要求。1.7.2拉索系统

包括拉索及定制的连接件固定件拉索根据不同的风压雪荷板的自重及倾角等，通过计算采用不同的钢丝绳制作。光伏板与拉索的固定形式分为横向和纵向两种四点固定特殊部位可适当加强钢索的工艺规范抗拉强度年限防腐防锈压套等要符合技术要求。1.7.3稳定系统

通过锚索拉索以及支撑部分的连接形成空间的网架结构互相依托保证结构平面内及平面外的稳定性。在集中受力点，采用压块、借助地势锚固等形式，增加网架架构的附着力，起到防风卸风的作用，增加稳定性。1.7.4设计技术要求

根据当地地理位置地貌特征以及受的荷载情况进行设计构件要结合实际的跨度柱距通过计算设计结构方案和结构措施保证构件的强度刚度稳定性。保证拉索以及横梁的挠度要求。1.7.5柔性支架优势1.无需架设钢梁，安装维护方便，占地面积小；

2.节约钢材耗用量，降低成本（按可抗14级强台风设计，可节约40%的钢材）；

3.支架“悬、拉、挂、撑”安装、运行安全性高；4.柔性支架光伏组件“上下左右设置间距获得最佳倾角提高发电效率，减少风压雪压面积，降低强风和地震袭击风险。1.8太阳能电池组件板布置光伏太阳能组件阵列的设计不仅为光伏系统提供可靠的发电保障效地利用建筑屋顶的有限空间以提供更高的输出电量能源和建筑美学完美的结合在一起共同展示其强大的视觉效果和功能作用系统阵列共由4532块多晶265W高效组件组成。组件板平面布置如下图所示：

1.9接入系统方案1接入系统电压等级的选择光伏电站接入电力系统应根据自身装机容量当地供电网络情况等技术要求选择合适的接入电压等级。综合考虑本项目以10kV电压等级接入电网。2接入电力系统方案本项目总装机容量约1200.98kW，根据各厂区配电站主接线情况和各配电站的负荷情况提出定西市1200.98kW如满足可靠性要求光伏并网点接入用户10KV变电站高压侧运行模式采“自用，余电上网”。场区采取集中型逆变器的方案每22块光伏组件组成一个组串每12一台直流汇流箱，每5台汇流箱接入一台630KV逆变器逆变成315V交流电，然后经升压变压器接入到到10KV高压母线侧并网。2系统仿真设计2.1气象数据根据中国气象局风能太阳能资源评估中心利用700多个地面气象站19782007年观测资料计算了总辐射和直接辐射，初步更新我国太阳能资源的时空分布特征并进一步简要分析了云下：

中国近30中国近30

我国太阳能资源分布的主要特点纬22°～35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中总量西部地区高于东部地区而且除西藏和新疆两个自治区外低于北由于南方多数地区云雾雨多，在北纬30°～40°情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反少，而是随着纬度的增加而增长。2.2项目地太阳能资源本项目位于甘肃省定西市安定区交通北路。太阳能辐射量参考NASA该地区太阳辐射情况如下所示。

2.3阵列倾角设计35.58°，东经104.62°考虑全年发电量最大的原则，最佳倾角35度

°

如图，分析得出全年发电最佳倾角35°，倾斜面上的辐射量为考虑到阵列布置受建筑屋顶面积的影响兼顾阵列排间距离设计及系统效率因素，最终选定35°倾角，光伏组件横向单块放置，两块光伏组件之间留有200mm的间隙，故晶体硅固定支架单元倾斜面的宽为992mm2.4光伏组件阵列阴影遮挡分析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冬至上午900到下午300，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。本项目固定倾角支架的光伏组件排布方式光伏组件横向单块放置，两块光伏组件之间留有200mm的间隙，故晶体硅固定支架单元倾斜面的宽为992mm计算当光伏方阵前后安装时的最小间距D，如下图所示：

阵列间遮挡模拟情况图示过计算得到：固定光伏方阵的前后排中心间距为1300mm时可以保证南、北两排方阵在上午9点到下午3点之间前排不对后排造成遮挡则。

2.5系统发电量计算2.5.1光伏电站首年发电量序号名称数值备注1太阳辐射时数(单小时)18292装机容量(单位：kW)1200.93光伏电站系统转换效率85%根据经验，一般取85%影响转换效率的主要因素：1- 环境温度光伏组件平均工作在高于气温25度折损因子=95%2- 逆变并网系统效率折损因子=97%3- 电站检修及电网停电折损因子=95%4- 光伏组件积尘折损因子=95%5- 光伏组件性能差异折损因子=92%6- 线缆损失折损因子=3%4年发电量(单位：万度=装机容量年辐射时数=1200.98KW*1829*85%=186.712.5.2光伏电站25年运行期间发电量一般来说，组件厂生产的组件的衰减率为：

前3年功率衰减≤5%，前10年功率衰减≤10%，25年寿命期功率衰减≤25年寿命期年均功率衰减≤0.8%

在计算发电量时，我们按年均0.8%的衰减率进行计算。L年发电量万kWh186.71b年衰减率0.80%年数年衰减率10万kWh186.710020.008万kWh185.216330.008万kWh183.734640.008万kWh182.264750.008万kWh180.806660.008万kWh179.360170.008万kWh177.925380.008万kWh176.501990.008万kWh175.0898100.008万kWh173.6891110.008万kWh172.2996120.008万kWh170.9212130.008万kWh169.5538140.008万kWh168.1974150.008万kWh166.8518160.008万kWh165.5170170.008万kWh164.1929180.008万kWh162.8793190.008万kWh161.5763200.008万kWh160.2837210.008万kWh159.0014220.008万kWh157.7294230.008万kWh156.4676240.008万kWh155.2158250.008万kWh153.9741总数0.008万kWh4245.9600L年平均发电量万kWh169.8384

2.6太阳能光伏系统环保综合效益分析本项目节能减排效果显著具体数据如下将极大地提升公司的社会形象及品牌形象。类别数量单位备注年均发电量169.8384万度年均节能年均减排煤 611418煤 611418 CO2减排 1693289 SO2减排50952NOx减排25476减少粉尘461960

33.1太阳能光伏组件板光伏组件是光伏发电系统的核心部件光伏发电系统的发电性能。光伏组件性能的各项参数主要包组件峰值功率峰值电流峰值电压短路电流开路电压最大系统电压件效率、短路电流温度系数、开路电压温度系数、峰值功率温度系数等。综合考虑市场占有率较高的厂商所生产的多晶硅光伏组件规格、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并结合本工程土地情况，推荐选用多晶硅光伏组件规格为265W综合考虑以上各种因素本工程拟选多晶硅光伏组件。其主要技术参数见下表：太阳能光伏组件性能参数表峰值功率（Wp）265短路电流（Isc）9.12开路电压（Voc）38.1峰值电压(Vmp)30.5峰值电流(Imp)8.56开路电压(Voc)温度系数

-0.41%/短路电流(Isc)-0.32%/峰值功(Pmax)0.053%/工作温度-40~+85℃外形尺寸(mm)重量(kg)20

3.2光伏逆变器并网逆变器系统设计方案合理的逆变器配置方案和合理的电气一次主接线对于提高太阳能光伏系统发电效率减少运行损耗降低光伏并网电厂运营费用以及缩短电厂建设周期和经济成本的回收期具有重要的意义接线可以简化保护配置减少线路损耗提高运行可靠性和合理的电气一次主接线对于我国大规模的光伏并网电厂建设具有一定的示范意义。根据工程实际情况，考虑到各水池之间关系及设备负载容量，本工程将1200.98kWp集中型的并网发电系统。综上比较整个光伏发电系统装机容量总计1200.98MWp本工程选用630kW集中型逆变器逆变器输出容量相对小设备损坏或停电维护对系统影响小可选择集中发电逆变，降低线损和配电损耗。光伏并网系统将太阳能转换成直流电能后，再通过逆变器将直流电逆变为50Hz/0.4kV的三相交流电。在光伏并网系统中，逆变控制部分担负着系统的DC/AC转换，并准确控制转换电压、频率、相位、谐波含量等重要指标，同时，负责光伏并网发电系统各部分与公共电网的协调运行并对系统可能发生的各种异常状态进行保护，它是光伏并网系统的关键设备。本项目配备合适容量的逆变器经比较拟选用630kW集中型逆变器该产品质量可靠，性能完善。该产品具有如下技术特点：MPPT自寻优技术，最大限度提高系统的发电量。

多种语言液晶显示功能，可自由设置。

多种通讯接口可以选择，方便实现上机位控制。

完善的保护功能，系统可靠性高。

宽直流电压输入范围。

人性化界面，通过按键设定各种参数。

可实现多台逆变器并联组合运行。逆变器均配置有高性能滤波电路使得逆变器的交流输出电能质量很高会对电网质量造成污染在输出功率≥50%额定功率电网波动<5%时三种逆变器的交流输出电流总谐波分（THD<3%

变器在运行过程中实时采集交流电网的电压信号通过闭环控制的交流输出相位与电网保持一致。主要并网逆变器参数见下表：630kW并网逆变器（型号：630KW）2.1最大输入功率KW7252.2最高输入电压V10002.3启动电压V5202.4光伏电压范围V500--10002.5额定电压V600V2.6满载输入电压范围V500--8502.7最大输入电流A11202.8MPPT追踪器数量个12.9额定输出功率KW6302.10最大输出电流A12962.11额定输出电压V3152.12输出频率Hz50/602.13功率因数0.92.14最大效率%98.72.15MPPT效率%99.92.16直流反接保护支持2.17输入直流开关支持2.18输出过流保护支持2.19交流浪涌保护支持2.20绝缘阻抗检测支持2.21尺寸（宽/高/厚）mm1600*1900*8502.22重量kg9652.23工作温度℃-25--+552.24噪音指数dB（A）652.25海拔高度m60002.26夜间自损耗w<302.27拓扑结构无变压器2.28散热方式智能风冷2.29环境防护等级IP20

3.3光伏阵列汇流箱设计针对总体设计方案中逆变器和光伏组件的选择，配置型号为PVS-12M汇流箱12台，每台均有12路直流输入，汇流箱的内有防雷保护器。如下图所示：该汇流箱的接线方式为12进1出即把相同规格的12路电池串列输入经汇流后输出1路直流。该汇流箱具有以下特点：该汇流箱具有以下特点：1）防护等级IP65防水防灰防锈防晒能够满足室外安装使用要2）可同时接入12路电池串列；3）每路接入电池串列的开路电压值最大可达DC1000V；4）具有12为15A），其耐压值可达DC1000V；5）直流汇流的输出正极对地负极对地正负极之间配有光伏专用防雷6）直流汇流的输出端配有可分断的直流断路器；

8）直流汇流箱的电气原理框图如下图所示：

3.4防雷、接地及过电压保护设计1、光伏阵列区接地及防雷

光伏组件采用支架直接接地的方式进行防雷保护装置将光伏光伏组件支架连接扁钢接到接地端子作为防雷保护线路防雷求光伏发电系统直流侧的正负极均悬空不接地将光伏电池方阵支架接地流汇流箱内设置电涌保护器防止雷电引起的线路过电压体为主垂直接地体为辅联合构成的闭合回路的接地装置接地之用。水平接地体采用25x4的热镀锌扁钢、垂直接地体采用4#角钢。该接地采用方孔接地网，接地电阻按《交流电气装置的接地》DL/T6211997中的规定进行选择应不大于4Ω。在光伏阵列区域设置避雷带，防止直击雷。

2、绝缘配合

根据GB311.1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》，对于110kV及以下设

备主要考虑以雷电冲击作用电压为基础来确定主要设备的绝缘水平击耐受电压和短时工频耐受电压根据避雷器的保护水平设备的绝缘水平。3.5监控系统系统可配置1套监控装置及1套环境监测仪，采用RS485（标配）或Ethernet以太（选配的通讯方式行参数以及光伏阵列现场的环境参（含风速风向日照强度设备通讯原理示意图如下：用户可以根据绿色电力网开放的电站数据接口件，用作现场大屏幕展示、会议或展会现场实时展示等。

3.6电气设备布置1、场内电气设备

高压并网方案设计配置1台10KV升压站，电力电缆沿场区原电缆沟或穿管埋地敷设，通信光缆穿管敷设。

2、主要电气设备和材料

光伏电站主要电气一次设备及材料，详见附件。4安装、调试与验收方法或方案本方案保障太阳能供电系统安装调试工作的顺利进行安装结束完成设备单体调试后的分部试运行工作设备安装正确无误设备运行性能良好控制系统工作正常期正常可靠、稳定的运行需要。4.1调试要求装调试过程中应掌握和熟悉图纸设计的意图与要求分析图纸设计是否合理不明之处应及时向公司或设计人员反应情况征得书面同意方可执行系统绝不允许随意更改实际整定值误差应符合国家规范相符相差甚大要及时分析原因系统调试应按设计原理图及定值参数进行每项试验不得遗漏并做好记录。安装调试前应具备的条件：

室内各种用电设备安装完毕，且已经过绝缘测试合格。

所有电缆敷设完毕，电缆绝缘则试合格。

室内配电柜已经安装完毕，且已通过绝缘测试。

光伏组件板逆变器交流汇流箱并网柜等安装完毕绝缘测试合格实验前准备工作：

彻底清扫全部设备及变配电室控制室的灰尘用吸尘器清扫电器仪表元件。除送电需用的设备外其他物品不得堆放。

工作全部完毕，并经相现场项目经理检查全部合格。

准备试验合格的仪器仪表测量工具绝缘鞋手套绝缘胶垫器等。

明确实验测试指挥者和监护人。4.2调试内容电池板光伏阵列并联后通过电缆连接至交流汇流箱模块和输出开关经汇流后的电缆连接至并网柜与汇流后的电池板各项参数。A、调试前的检查

电池板安装、连接和交流汇流箱安装完成后经过验收合格。

测试连接电缆及相对地间的绝缘电阻值应大于0.5MΩ；

汇流箱外壳、电池板支架的接地已经完成，并且连接牢固可靠。

汇流箱内必须整洁，无杂物，须特别留意母线之间是否留有金属物件。

检查汇流后的进线、出线开关须置于关断位置。B、调试的操作步骤

并联接头分开后分别测量电池板的开路电压，检查各路并联是否准确。

电池板通过电缆连接头并联后通过电缆连接至汇流箱连接时候可靠，隔离和防水处理是否可靠，测量绝缘电阻。检查电缆极性及连接是否准确，牢固。

逆变器有多路输入，在逆变器的输入端子上测量电池阵列的开路电压。

按照以上步骤依次对各个方阵、组进行检测。4.3验收方案建议以国家金太阳示范工程项目验收要求：

CGC北京鉴衡认证中心认证技术规CGC/GF003.1：2009(CNCA/CTS0004-2010)相关内容进行项目验收。

55.1运营维护光伏电站系统“自动运行无需专人值守电工兼职维护计。电站系统设备的