光伏发电站规划方案

XXXXXXXXXXXX工程项目

太阳能光伏电站

总

包

规

划

方

案

Xxx集团

目录

1综合说明..............................................................................4

1.1殴：.............................................................................4

1.2方案编制原则及依据...............................................................4

1.3光能资源.........................................................................6

1.4工程地质........................................................................6

1.5工程任务与规模..................................................................6

1.6并网电站场址选择................................................................6

1.7太阳能光伏数组单元的选型和布宽..................................................7

13电气...............................................................................7

1.9土建工程.........................................................................7

1.10工程管理设计....................................................................7

1.11施工组织设计...................................................................8

1.12环境影响评价和节能效益.........................................................8

1.13项目投资概算....................................................................8

1.14财务评价........................................................................9

2工程地质................................................................................9

2.1场址区域稳定性评价..............................................................9

2.2场区基本工程地质条件............................................................9

23地基方案初步分析评价............................................................10

2.4环境岩土工程问题...............................................................10

2.5场区水文、气象工程条件.......................................................10

2.6结论及建议.......................................................................II

3工程规模.............................................................................11

3.1工程建设规模.....................................................................II

4光伏并网电站场址选择...............................................................12

5光伏发电电池数组单元的选择和发电量估算............................................12

5.1数组单元光伏电池组件选择........................................................12

5.2光伏数组单元跟踪型式的确定...................................................13

5.3上网电量估算.....................................................................14

5.4并网逆变器选型与系统设计方案..................................................15

5.5系统无功补偿....................................................................18

6电力系统..............................................................................19

6.1电站与系统连接方案设想..........................................................19

7电气.................................................................................19

7.1电气一次部分.....................................................................19

7.2电气二次部分.....................................................................23

8土建工程............................................................................26

8.1土建工程采用的主要设计技术数据...............................................26

8.2主要建筑材料....................................................................26

8.3建（构）筑物抗震分类和抗震设防原则........................................26

8.4主要建筑设施及结构体系及结构选型..............................................27

8.5采暖、空调系统..................................................................27

8.6通风系统.......................................................................27

9工程消防设计........................................................................28

9.1消防设计依据及原则..............................................................28

9.2消防设计遵循规范................................................................28

9.3主要生产场所灭火设备配置.....................................................28

9.4水源............................................................................28

9.5电站给排水.....................................................................28

9.6洪水.............................................................................29

10建场条件............................................................................29

10.1工程概述........................................................................29

10.2交通运输.......................................................................30

11电站总体布置的设想................................................................30

11.1也站总体规划....................................................................30

11.2太阳极数组平面布置.............................................................30

11.3电站道路布置....................................................................31

11.4电站管线布置..................................................................31

12环境保护与水土保持.................................................................31

12.1场址所在地区的环境现状.........................................................31

12.2拟采取的环境工程设想及可能造成的环境影响分析...............................32

12.3方案设计依据及采用的环境保护标准..............................................34

12.4拟采取的环境工程设想及可能造成的环境影响分析................................35

12.5绿化及水土保持.................................................................38

12.6工程节能与减排效益分析.........................................................39

13工程方案设计.......................................................................40

13.1编制说明.......................................................................40

13.2编制原则及依据................................................................41

13.3调整系数.......................................................................41

13.4材料预算价格..................................................................42

13.5取皆标准......................................................................42

(2)《国家发展改革委办公厅关于开展大型并网光伏电站建设有关要求的

通知》(发改办能源〔2007〕2898号)

(3)太阳能电站有关设计规程规范

♦《太阳光伏能源系统术语》(GB_T-2297-1989)

♦《地面用光伏(PV)发电系统导则》(GB/T18479-2001)

♦《光伏(PV)系统电网接口特性》(GB/T20046-2006)

♦《光伏系统并网技术要求》(GB/T19939-2005)

♦《光伏发电站接入电力系统技术规定》(GB/T19964-2005)

♦《太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范》(CECS85-96)

♦《光伏(PV)发电系统过电保护-导则》(SJ-24971127)

♦《太阳光伏电源系统安装工程设计规范》(CECS84-96)

(4)其它国家及行业设计规程规范

《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)

《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

《砌体结构设计规范》GB50003-2001.

《钢结构设计规范》GB50018-2003

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)

《建筑抗震设防分类标准》GB50223

《建筑设计防火规范》GB50016

《建筑内部装修设计防火规范》GB50222-95

《35〜110kV变电所设计规范》GB50059

《电力勘测设计制图统一规定》SDGJ42-84

《建筑灭火器配置规范》GBJ40-60

《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88

《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007

《火力发电厂与变电站设计防火规范》G50299-2006

《建筑物防雷设计分类标准》GB50057

《继电保护和安全自动装置技术规程》GB14285

《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062

《220kV~500kV变电所所用电设计技术规程》DL/T5155

《35kV〜110kV无人值班变电所设计规程》DL/T5103

《变电所总布置设计技术规程》DL/T5056

《交流电气装置的过压保护和绝缘配合》DL/T620

《交流电气装置的接地》DL/T621

《电测量及电能计算装置设计技术规程》DL/T5137

《箱式变电站技术条件》DL/T537

《多功能电能表》DI7T614

5

1.3光能资源

XXX太阳能资源丰富，是我国太阳辐射的高能区之一，且太阳辐射能

直接辐射多、散射辐射少，对于太阳能利用十分有利。这表明当地太阳能

资源丰富，有着得天独厚的优越条件，太阳能开发利用潜力巨大。

1.4工程地质

工程场地东距磨盘山一绿汁江断裂带（元谋断裂带）大于57km,南距

南华一楚雄断裂带大于46km,西距陡坡一哨平一普棚断裂带（大厂断裂带）

大于33km,西距程海〜宾川断裂带大于68km,西距攀枝花断裂带大于40km,

拟建场地已避开区域活动性断裂，工程场地处于相对稳定地段，适于工程

的建设。

根据1:4000000《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）,工程场

地地震动峰值加速度0.20g,地震动反应谱特征周期均为0.40s,地震基

本烈度为VIH度。

1.5工程任务与规模

本期工程是努力将本并网电站建为一个低成本的高压并网项目，为大

规模发展XXX太阳能发电事业作出贡献。

从资源利用、电力系统供需、项目开发条件以及项目规划占地面积和

数组单元排布等方面综合分析，XXX姚安光伏并网电站本期工程装机规模

选择20MWp,按单轴跟踪加固定两种方案进行设计。

1.6并网电站场址选择

吴海场地南北长约0.6km、东西宽3.6km,山顶平缓场地面积约2km?。

6

场址地形整体比较平坦，平均坡度约15°,为南向坡，山顶最高海拔1965m,

周围无大的遮挡物，F日光接收条件好，适于太阳能电池板的布置。

1.7太阳能光伏数组单元的选型和布置

太阳能电站光伏数组单元由太阳能电池板、数组单元支架组成。数组单

元按两种方案进行经济技术比较分析，即按单轴跟踪与单轴跟踪加固定两

种方案进行设计。

1.8电气

1.8.1接入电力系统方式

项目场址位于110kV姚安变北侧，距离姚安变直线距离约14km。

大型小网光伏电站应本着就近上网、节约投资的原则，本项目吴海场址的拼网条

件可考虑以1回110kV线路接入110kY姚安变，其供电范围为姚安县和楚雄州电网，

具体接入系统方案将在可行性研究阶段进行论证和审定，

1.8.2电气主接线

35kV母线采用单母线接线。

1.9土建工程

本工程主要有太阳能数组单元支墩、380V配电室、35kV配电室、控制

室及办公室等土建工程。数组单元支蹲基础形式采用混凝土基础，配电室

采用砖混结构。配电室、控制室及办公室建筑面积合计约为2205m2。

1.10工程管理设计

本着精干、统一、高效的原则，根据光伏电站生产经营的需要，且体

现现代化电厂运行特点，设置光伏电站的管理机构，实行企业管理。本期

工程按少人值班、多人维护的原则进行设计，本期工程拟定定员标准为12

人，其中运行人员和日常维护人员10人，其它2人为管理人员。主要负责

光伏电站的建设、经营、管理和运行维护。

7

1.11施工组织设计

依据光伏电站建设、资源、技术和经济条件，编制一个基本轮廓的施工

组织设计，对光伏电站主要工程的施工建设等主要问题，做出原则性的安

排，为工程的施工招标提供依据，为单位工程施工方案指定基本方向。详

尽的具体内容只有待施工图设计完成后才能在施工组织设计中论述。

1.12环境影响评价和节能效益

光伏发电是将太阳能直接转化为电能的过程，生产过程不产生任何有

害物质及噪声，因此示范电站的建设和运行对周围环境无不利影响。

光伏电站数组单元重量轻，基础较浅，且建成后数组单元与地面有一

定的距离，故其永久占地实际并不多，不会改变当地的动植物分布，不会

对当地的生态环境产生明显的影响。

场址周围为荒草土地，附近没有工矿，距离乡村居民区超过1km,施

工噪声对周围环境没有影响。

工程本期装机容量为20MWp,按照推荐方案每年可为电网提供电量

36,300,867kWh,与同容量燃煤发电厂相比，以发电标煤煤耗350g/kW・h

计，每年可节约标煤约1.27万吨，相应可减排燃煤所产生的SO2约

129.1吨，减排NOx约146.7吨，减排温室效应气体CO2约3.77万吨，

减排烟尘约176.1吨，减少了有害物质排放量，减轻环境污染，同时不

需要消耗水资源，也没有污水排放。

光伏发电是环境效益最好的电源之一，是我国鼓励和支持开发的可持

续发展的新能源。示范电站的建设代替燃煤电厂的建设，将减少对周围环

境的污染，并起到利用清洁可再生资源、节约不可再生的化石能源、减少

污染及保护生态环境的作用，据有明显的社会效益和环境效益，并且由于

节煤增电具有良好的经济效益。

1.13项目投资概算

工程估算依据国家、部门及宁夏现行的有关规定、定额、费率标准等，

并结合光伏并网工程建设的特点进行编制。

经计算，工程静态投资约为65242万元，工程动态投资为65939万元，

每千瓦动态投资约为32621元。具体内容请见本工程概算。

8

1.14财务评价

财务评价是在国家现行财税制度和价格体系的基础上，对项目进行财

务效益分析，考察项目的盈利能力、清偿能力等财务状况，以判断其在财

务上的可行性。

项目费用主要包括总投资、发电成本和各项应纳税金等。

XXX姚安并网光伏电站工程项目按含税电价为1300元/Mwh测算，其

中项目借款偿还期15年，全部投资财务内部收益率8.4%,投资回收期

10.76年，本项目财务评价可行，且具有良好的经济效益和社会效益。

2工程地质

2.1场址区域稳定性评价

2.1.1场址区域地质构造

工程场地东距磨盆山一绿汁江断裂带（元谋断裂带）大于57km,南距

南华一楚雄断裂带大于46km,西距陡坡一哨平一普棚断裂带（大厂断裂带）

大于33km,西距程海〜宾川断裂带大于68km,西距攀枝花断裂带大于40km,

拟建场地已避开区域活动性断裂，工程场地处于相对稳定地段，适于工程

的建设。

根据1:4000000《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）,工程场

地地震动峰值加速度C.20g,地震动反应谱特征周期均为0.40s,地震基

本烈度为VIHI度。

2.2场区基本工程地质条件

2.2.1地形地貌

场地南北长约0.6km、东西宽3.6km,山顶平缓场地面积约2km2。场址

地形整体比较平坦，平均坡度约15°,为南向坡，山顶最高海拔1965m，周

围无大的遮挡物，阳光接收条件好，适于太阳能电池板的布置。

吴海场地山底上土壤贫瘠，出现了荒漠化，植被较差，只有稀疏灌草

丛，根据现场咨询、勘察，吴海场地为荒草地。

2.3地基方案初步分析评价

建筑物按丙类建筑考虑，依据搜集资料及现场踏勘结果，场址内地层

稳定，基础埋深范围的地基土多数可直接作为天然基础持力层。基础形式

推荐采用浅基础形式。

建议下个阶段针对场址区边界范围内做进一步的岩土工程勘察工作，

对场区内各种地层的分布规律和岩土工程特性做进一步的评价。

2.4环境岩土工程问题

根据调查，本工程场地，现有植被覆盖，建议在今后的人为活动注意

植被的保护与恢复，尽量避免表层风积粉砂的流动。

2.5场区水文、气象工程条件

2.5.1水文条件：

场址属于高山坡地，据当地居民介绍，该场址莪少出现雷暴等恶劣天气。

根据现场踏勘调查，场址区周边地表无稳定泾流，无洪水直接来源，

不会受洪水的威胁，季节降雨引发的地表水流对沟谷地面的切蚀不显著，

仅有少量的场地外暴雨汇流产生的坡面流对场地有不良影响，因此建议在

场地周边来水方向采取导流堤坝，将少量的场地外坡面流洪水导走即可。

同时建议下个阶段视场地边界和总体布置再做进一步的细化工作。

从地形条件判断，场地坡度较平缓，地表土层雨水下渗较好，由此判

断场区内受到较大雨水时的坡面流影响较小，但考虑表层砂土易受冲刷，

因此建议局部场地可适当增加基础深度及适量的集排水措施。

10

2.6结论及建议

场址处姚安县吴海地块属稳定的地快，其活动构造不发育；地震活动

比较弱，构造稳定性好。就场址地区的地震地质和岩土工程条件而言，不

存在影响电厂建设的颠覆性问题，适宜建设太阳能发电厂。

3工程规模

3.1工程建设规模

光伏电站的建设规模主要从电站性质、所在地区的能源资源、电力系

统供需情况、项目开发条件等方面论证。

(1)太阳能资源

姚安县是XXX省太用能资源最佳开发区中的十二个县之一。年太阳总

辐射在6000町/裙布以上，年日照时数在2300以上，年日照百分率在53%~

61%之间，太阳能资源较为丰富。

(2)电力系统供需情况

从电力系统供需情况来看，2006年~2010年，XXX电网供需基本平

衡，由于本期光伏电站的装机容量相对于全网装机比例较小，光伏电站所

发电量不会改变XXX电网已有的平衡状况，对系统的能源结构调整有一定

的积极作用。

⑶开发条件

从本项目的开发条件来看，XXX姚安光伏并网电站所处位置的太阳能

资源丰富。光伏电站所处的位置附近的电网状况均可满足本期工程

的接入，可顺利并网。

(4)场址条件

电站所占场址为荒草场，数组布置在向南的缓坡上，非常利于光伏电

站的布置并减小大风对其影响。因光伏电站土建结构简单，永久占地较少，

建成后光伏单元架空布置在地面上，数组单元及周边下仍可绿化，且太阳

能光伏发电无污染物排放，对当地生态环境无大的影响。

从投资规模、电力系统供需、项目开发条件以及项目规划占地面积和

机组排布等方面综合分析，XXX姚安吴海光伏并网电站本期工程装机规模

选择20MWp,终期规划容量为100MWp。

II

4光伏并网电站场址选择

吴海场址位于姚安县光禄镇吴海村以东，东经101。14'25.98''~

101°16'35.41'',北纬25°37'42.88'7〜25°38’3.04''之间，山体整体

走势呈南北向，南北长约0.6km、东西宽3.6km,山顶场地相对平缓，山顶

平缓场地面积约2km2,初估装机容量为100MW。

吴海场地山底上土壤贫瘠，出现了荒漠化，植被较差，只有稀疏灌草

丛，根据现场咨询、勘察及国土局、林业局等相关人员介绍，吴海场地为

荒草地。

5光伏发电电池数组单元的选择和发电量估算

5.1数组单元光伏电池组件选择

光伏发电系统通过将大量的同规格、同特性的太阳能电池组件，经过

若干电池组件串联成一串以达到逆变器额定输入电压，再将这样的若干串

电池板并联达到系统预定的额定功率。这些设备数量众多，为了避免它们

之间的相互遮挡，须按一定的间距进行布置，构成一个方阵，这个方阵称

之为光伏发电方阵。其中由同规格、同特性的若干太阳能电池组件串联构

成的一个回路是一个基本数组单元。每个光伏发电方阵包括预定功率的电

池组件、逆变器和升压配电室等组成。若干个光伏发电方阵通过电气系统

的连接共同组成一座光伏电站。

目前国内外并网发电的光伏电站，大多采用晶体硅太阳能板组建系统。

晶体硅太阳能板具有长期物理特性、电气性能稳定、转换效率高的特点，

适合大规模并网项目使用。在单块太阳能组件功率的选择上，以高功率如

170Wp以上的大型组件为首选，目的是减少组件间连接电缆的损耗，减少

组件边框占用面积，增大电池板的有效面积，提高发电效率。

目前，国内主要太阳能组件生产厂家主要有无锡尚德、保定天威英利、

上海羚羊等，以上厂家生产的150Wp-l70Wp太阳能组件外型尺寸均为1520

mmX808mm,电气特性相似。本期工程可参考保定天威英利产品进行初步

分析，产品型号为170[35)P1580X808。电池组件参数如下：额定功率：

12

170Wp；额定输出电压：35V;开路电压：44V;峰值电流：4.9A;短路电流：

5.3A；外形：1,580mmx808mm;重量：15.7kg。

5.2光伏数组单元跟踪型式的确定

5.2.1国内外光伏跟踪装置概述

太阳电池方阵的发电量与阳光入射强度有关，当光线与太阳电池方阵

平面垂直时发电量最大，随着入射角的改变，发电量会明显下降。太阳能

跟踪装置可以将太阳能板在可用的8小时或更长的时间内保持方阵平面与

太阳人射光垂直，将太阳能最大程度的转化为电能。目前国内外一些太阳

跟踪装置生产厂的产品大致可以分两种，一种为单轴跟踪，即东西方向转

动跟踪太阳；另一种为双轴跟踪，即既有东西向跟踪，同时太阳能板倾角

也随季节的不同而改变。一般来说，采用自动跟踪装置可提高发电量20%~

40%左右，从而相对降，氐投资20%。

目前，国内光伏发电系统普遍采用的是非聚焦平板固定倾角数组发电

方式。因增加自动跟踪装置后，将增加占地面积，所以适合于荒漠区大型

并网光伏电站和聚焦在光伏电站，而国内的配套政策支持力度不足，大型

高压并网光伏电站项目较少，因此国内跟踪装置生产商的研发投入较少，

目前还未实现产业化生产，造成跟踪装置价格相对较贵，反过来又制约了

跟踪装置在大型高压并网光伏电站上的使用。

有数据表明，单轴跟踪数组比固定倾角安装的年发电量增加约20%以

上；双轴跟踪数组比固定倾角安装的年发电量增加约30%以上；由于双轴

跟踪相对单轴跟踪装置复杂，成本高，效益不明显，因此本期工程不考虑

采用双轴跟踪装置的可能性，技术经济对比采月单轴跟踪装置与单轴跟踪

加固定平板式混合两个方案进行对比。

5.2.2光伏发电方阵容量的选择

采用光伏发电方阵布置方式，具有电池板布局整齐美观，厂区分区明

确，设备编号和管理方便，运行和检修吹扫方便等优点。

由于本工程建设规模较大，拟以每2MWp容量电池板为一个方阵，共

10个方阵，每个方阵相应设置一个高、低压配电室。单个光伏方阵容量为

整个光伏电站10%容量，单个光伏方阵故障或检修对整个光伏电站的运行

影响较小。

如军方阵电池板容量小于2MWp,则会增加高、低压配电装置、变压器

和配电室数量，引起投资增加。

如每方阵电池板容量大于2MWp,由于2MWp容量电池板布置面积已达

到约300X231米，将配电室布置方阵后侧，最长的低压直流电缆将达到

350余米长，接近低压输电经济长度极限。另外如低压升压变压器容量大

13

于2MVA,会引起低压短路容量增大，需提高低压断路器分断容量，引起投

资增加。

因此，以每2MWp容量电池板为一个方阵方案具有降低工程造价、便于

运行管理、电池板布局整齐美观等优点。

5.2.3太阳能光伏方阵单元型式的确定

根据建站地区光能资源分析，并网太阳能系统的太阳能板倾角按38

度考虑。

本工程光伏电池组件按以下两个方案分别进行设计：

20MWp采用平板式晶体硅光伏电池组件自动控制单轴跟踪装置安装方

式；

全部采用单轴跟踪配置方案

本工程以2MWp为一个方阵，共10个方阵c每9块电池组件组成一面

电池板阵。每两面配一套单轴跟踪装置。每面电池板阵外型尺寸2,500mm

X4,800mm（考虑边框），输出电压320.4V,输出功率1,530Wp。

每两面电池板组成一串，每串输出电压641V,输出功率3,060Wpo

2MWp单元总数为：2,000,0009153071308面，每两面电池板组成一

串，共654串，考虑到数组布置，每行设置31串，共22行，第10〜13

行为28串（空出4面的位置），空出44mx40m的位置布置变压器、配电

室，逆变器布置在配电室内。配电室布置在方阵的中心。

全厂20MWp需要这种电池板数量为10X1308=13080面（6540串）。

具体布置见附图7.3和7.4。

5.3上网电量估算

按吴海地区最佳年平均日辐照量约为5.43kWh/m2/day,平均年辐照量

1981kWh/m2/year计算,

现分别计算固定数组配置方案的全年发电量和单轴跟踪式太阳能电池

数组的发电量。

5.3.1方案一全年理论发电量

单轴跟踪装置数量为13080面，单位功率为1,530Wp,合计容量为

20012.4kWpo根据经验值，在采用跟踪装置后，发电量将比固定式的电池

多发电20%〜40%左右，考虑到跟踪装置对发电量的影响，系数取1.2。

全年理论发电量约等于：20012.4X1981X1.2=47,573,477kWho

5.3.2发电当年上网电量计算

光伏电站占地面积大，直流侧电压低，电流大，导线有一定的损耗，

本工程此处损耗值取1沆大量的太阳能电池板之间存在一定的特性差异，

取一致性97%。光伏并网逆变器的效率约为92%〜94%（含隔离变压器，欧

洲效率），变压器的效率达到98.7%。考虑到光伏电站很少工作在满负荷状

14

态，绝大多数时间都工作在较低水平，且晚上不发电时还存在空载损耗，

故本工程逆变器及变压器的效率都按稍低于最小效率值即逆变器效率

91%、变压器98%考虑。设定厂用电率为1%（控制系统、配电系统、生活用

电等）。

（1）采用方案一时：

全年上网电量约等于：47,573,477X99%X97%X91%X98%X99%=

40,334,296kWh

按照装机容量20MWp计算的上网年等效利用小时数为：

40,334,296kWh・20,000kW=2017小时

按照实际装机容量20012.4kW计算的上网年等效利用小时数为：

40,334,296.4kWh:20012.4kW=2015小时

5.3.3电站夜晚耗电量（电网取电）计算

每台250kW逆变器的待机功率约为100W,每台2MVA变压器的空载损

耗约为2900W,夜间控制系统、配电系统、生活用电等耗电约为20kW。

夜间电站耗电=0.1X80+2.9X10+20=57kW

按平均每天电池板不发电时间14小时（考虑部分阴雨天）计算，全年

电站耗电量约等干：

57X14X365=291270kWh

5.3.4光伏电站全寿命组件分析

由于电池板在使用寿命内，效率会随着使用年限的增加而下降。在投

入运行的第10年约下降7%,在投入运行的第21年约下降12%,在投入

运行的第25年约下降20%。

逆变器整机的设计寿命为25年，内部组件主要是电容等一般使用寿命

为15年，需更换组件的造价及更换费用小于整机造价的10%在逆变器

整机设计寿命内需更换一次。

电气组件及变压器的设计寿命均大于25年，不存在更换情况。

5.4并网逆变器选型与系统设计方案

5.4.1直接并网模式和带功率流向检测的并网模式

光伏并网发电系统并网模式可分为直接并网模式和带功率流向检测的

并网模式。

直接并网模式就是光伏系统产生的电能部分被本地负荷消耗，其余部

分的电能直接馈入电网。带功率流向检测并网光伏系统要求其产生的电能

完全由本地负载消耗，不允许将光伏系统产生的电能馈入电网。

本工程所建设的光伏发电系统建议采用直接并网模式，所产生的电能

全部馈入电网。

5.4.2并网逆变器系统设计方案

15

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，降低光伏并网电站运营费用以及缩短电站

建设周期和经济成本的回收期具有重要的意义，合理的电气一次主接线可

以简化保护配置、减少线路损耗、提高运行可靠性。同时合理的配置方案

和合理的电气一次主接线对于我国大规模的光伏并网电站建设具有一定的

示范意义。

根据工程实际情况，考虑到未来工程扩建的需要以及国内外大型并网

发电系统的成功案例，在电气线路上将20MWp分成10个独立的2MWp系统。

济网逆变器的选择可以采用100kW、25（）kW、500kW三种类型，构成三种逆

变器组网方案。

第一种方案，本工程由10个2MVp的并网光伏发电单元构成，每2MWp

并网光伏发电单元由20台100kW并网逆变器及太阳能方阵组成。并网逆变

器输出0.4kV三相交流。

第二种方案，本工程由10个2MWp的并网光伏发电单元构成，每2MWp

并网光伏发电单元由8台250kW并网逆变器及太阳能方阵组成。并网逆变

器输出0.4kV三相交流。

第三种方案，本工程由10个2MWp的并网光伏发电单元构成，每2MWp

并网光伏发电单元由4台500kW并网逆变器及太阳能方阵组成。并网逆变

器输出0.4kV三相交流。

现对三种方案构成20MWp光伏并网系统分述如下：

5.4.2.1方案一：100kW并网逆变器组网方案

逆变器允许的最高直流电压：900V;最大功率跟踪点电压：641V；70cC

时最大功率点电压：543V;逆变器榆入电压范围为450V-900V。将选定的

170Wp太阳能组件每18块串联成一串，将33串（8台逆变器）按照每5

串或6串接入1个汇流箱方式，接入6个汇流箱，6个汇流箱并联接入100kW

逆变器

2MWp光伏并网系统采用20台100KW的高效率集中型逆变器，由于

100KW逆变器输出为3相0.4kV,所以需将逆变器输出经交流配电柜接入升

压变压器，并入公共高压电网运行。

方案1系统配置表:

lOOkWp2MWp20MWp备注

总功率（kWp）100.982001.2420012.4

逆变器数量（台）120200

交流配电柜（套）012120

变压器数量（台）01100.4kV/35kV

2000kVA

5.4.2.2方案二：250KW并网逆变器组网方案

逆变器允许的最高直流电压：900V;最大功率跟踪点电压：641V;70℃

时最大功率点电压：543V;逆变器输入电压范围为450V-900V。将选定的

16

170Wp太阳能板每18块串联成一串，将82串按照每5~6串接入1个汇流

箱方式接入16个汇流箱，16个汇流箱并联接入250kW逆变器。

2MWp光伏并网系统采用8台250kW的高效率集中型逆变器，由于250kW

逆变器输出为3相0.4kV,所以需将逆变器输出经交流配电柜或直接接入

升压变压器，并入公共高压电网运行。

方案2系统配置表

250kWp2Wp20MWp备注

总功率（kWp）250.922001.2420012.4

逆变器数量（台）1880

交流配电柜（套）0880

变压器数量（台）01100.4kV/35kV

2000kVA

5.4.2.3方案三：500KW并网逆变器组网方案

逆变器允许的最高直流电压：900V;最大功率跟踪点电压：623V；70'C

时最大功率点电压：470V;逆变器输入电压范围为450V-900V。将选定的

170Wp太阳能板每18块串联成一串，将164串按照每5〜6串接入1个汇

流箱方式接入32个汇流箱，32个汇流箱并联接入500kW逆变器

2MWp光伏并网系统采用4台500kW的高效率集中型逆变器，由于500kW

逆变器输出为3相0.4kV,所以需将逆变器输出经交流配电柜接入升压变

压器，并入公共高压电网运行。

方案3系统配置表

500kMp2MWp20MWp备注

总功率（kWp）501.82001.2420012.4

逆变器数量（台）1440

交流配电柜（套）0660

变压器数量01100.4kV/35kV

（台）2000kVA

5.4.3并网逆变器系统设计方案比较

5.4.3.1组件数目和逆变器比较

方案汇总表

方案1方案2方案3备注

总功率（k*p）20012.420012.420012.4

逆变器数量（台）2008040

交流配电柜（台）1208060

变压器数量（台）1010100.4kV/35kV

2000kVA

5.4.3.2三种方案总体比较

（1）方案一：采用200台100kW逆变器组成20MWp系统。

优点：

•100kW并网逆变器应用时间较长，产品成熟度高;

•国内部分厂家能够生产，价格较低；

•单台逆变器输出容量小，设备损坏或停电维护对系统影响小。

缺点：

・所需逆变器较多，安装维护具有一定的复杂性；

・因逆变器数量较多，监控系统复杂。

⑵方案二：采用80台250kW组成20MWp系统。

优点：

・国外生产250kW逆变器现场运行时间较长，产品成熟度高；

・转换效率较高，所需的一二次设备少于方案一；

•单台设备损坏或停电维护占光伏电厂容量的2.5%,对电厂系统影

响较小。

缺点：

・目前，国内能生产250KW的并网逆变器，但无业绩；国外产品有业

绩但价格较高。

⑶方案三：采用40台500KW组成20MWp系统。

优点：

•所需逆变器较少，系统较为简单C

・转换效率较高，所需的一二次设备少于方案一、方案二。

・逆变器总投资较低。

缺点：

•没有适合国内电压等级的500感逆变器，需要定制。

・目前，国外只有几家逆变器公司能够生产500kW的逆变器，价格较

高；

・单台容量较大，单台损坏或维护时对发电系统的影响较大。

综上所述，国外250kW逆变器技术较为成熟，在国外的项目中有较为

广泛的应用，国内250KW的并网逆变器已开发出来，但没有使用业绩。本

项目推荐采用方案一或二，使用国产100kW或250KW逆变器作为并网逆变

设备，本期暂按方案二进行设计。

5.5系统无功补偿

目前，国内外生产的逆变器额定功率时输出功率因子均大于0.99接近

1.0,向系统提供有功，吸收少量无功。按逆变器功率因子0.99考虑，

每2MWp逆变器容量需补偿无功：

2000xsin(arccos0.99)=282kVar

根据GB/Z19964-2005《光伏也站接入包力系统技术规定》“6.2无功电

源光伏发电站的无助补偿装置，可以是分组段切的电容器或电抗器，也

可以使用能连续调节的快速无功补偿装置”。考虑到光伏发电功率波动大，

18

相应无功波动大。根据无功就地补偿的原则，本工程在380V母线段上设置

10X30kVar容量的自动投切无功补偿装置。无功补偿装置可根据380V母

线的无功变化，相应投切一定组数的电容器，保证380V母线的功率因子为

1.0o最终是否设置无功补偿装置以接入系统审查意见为准。

6电力系统

6.1电站与系统连接方案设想

电站规划装机容量为100MWp。本期工程建设20MWp,计划“十一五”

末建成。

本电站接入系统设计还未进行，本方案先提出设想，便于电站进行总

布置，下阶段接入系统设计及审查批准后，以批准的接入系统方案为准。

6.1.1接入系统电压等级选择

根据电站本期工程装机容量为20MWp,终期容量为150MWp原则，接入

系统电压等级可选择为35kV方案。

自电站架设1回35kV线路接入系统，导线板面采用LGJ-240o

6.1.2落点选择

项目场址位于110kV姚安变北侧，距离姚安变直线距离约14km。

大型并网光伏电站应本着就近上网、节约投资的原则，本项目吴海场址的并网条

件可考虑以1回110kV线路接入110kV姚安变，其供电范围为姚安县和楚雄州电网，

具体接入系统方案将在可行性研究阶段进行论证和审定。

6.1.3电站主接线方案设想

电站主接线采用单母线接线。电站最终电气主接线、接入系统电压和

出线回路数以“电站接入系统设计”审查意见为准。

7电气

7.1电气一次部分

7.1.1电气主接线

每十八块电池组件通过串联达到额定电压，通过电缆连接至智慧光伏

防雷汇流箱进行汇流，每5〜6回电缆汇入一台智能光伏防雷汇流箱。智能

光伏防雷汇流箱出线并联后接至逆变器。逆变器采用三相四线制380/220V

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交流输出至380/220V低压工作母线段，逆变器数量及容量按80X250kW

配置，与电池板相匹配。

与电池板分为10人光伏方阵相对应，380/220V低压工