漂浮式水面光伏电站设计思路及案例分析2017.08.12.pptx

1、漂浮式水面光伏电站要点及案例分析,1,商长征 Tel六、水面漂浮电站设计案例分享,二、水面漂浮光伏电站前期要点,三、水面漂浮光伏电站设计要点,四、水面漂浮光伏电站施工要点,五、水面漂浮光伏电站运维要点,一、两淮水面漂浮电站进展,目 录,2,3,两淮领跑者水面漂浮项目一览表,4,进展：项目推进困难，大部分项目930实现全额并网基本无望。 存在的主要问题： 1、前期规划设计中未能详细落实土地情况，导致项目实施时出现大量地块调整。 2、项目位于煤矿沉陷区，绝大部分区域尚未稳沉或沉陷后水深过大/过小，导致工程设计、施工难度增加，增加了项目成本。 3、两淮项目的升压站建设进度快

2、于光伏厂区建设进度，光伏厂区建设缓慢主要受浮体产能有限、水面清理困难等限制，有的项目浮体供应不及时或尚未到场，有的项目阻工严重，影响施工进度。 4、部分设计院对于水面漂浮电站的设计经验不足，导致方案迟迟不能确定，过于保守，施工难度加大，间接影响了施工进度。,项目进展情况,5,光伏项目选址：是综合考虑光照、电力送出、设计、施工、投资、回报等。领跑者项目尤其需要确定漂浮电站的可利用水面的面积及建设条件。,选址,6,前期设计所需资料： 1、厂区红线：确定水面范围，落实水面租赁情况。 2、地形图：场址范围内比例尺不小于1：500的地形图。测量图包含地形图、水面外形图、水底地形图、水面标高等。 3、岩土

3、勘察资料：光伏发电工程站址区工程地质初步勘察资料（含水质分析、水、土壤腐蚀性分析等）。 4、水文资料：当地河流分布情况及历年洪水情况、场址处50年一遇最高洪（潮）水位，水位变化情况等。收集场址相连河道水文资料，调查分析河道各种水源可供水量和取水可靠性，并进行场址水源条件和极端水位分析评估。 5、接入系统资料：已取得的接入电力系统设计及审查批复意见，以及本工程接入变电站的相关电气资料。 以上资料直接影响到项目的可行性、经济性和后期能否顺利实施的关键前期文件。,前期设计,7,水面漂浮光伏电站系统构成,漂浮系统,锚固系统,设计需经过比选，考虑25年的使用寿命，选择满足要求的漂浮系统，并且设计应充分考

4、虑电站运维检修的便利和成本。,配重锚固系统,专用锚具锚固系统,桩锚固系统,敷设系统,接地系统,光伏阵列漂浮系统,电气设备漂浮系统,锚固系统需根据水文资料及沉陷报告，设置相应的适应水位变化的措施。桩锚固系统是一种经济、安全可靠的一种锚固系统。,交、直流电缆敷设,集电线路敷设,交、直流电缆敷设在漂浮系统上能方便施工和检修；集电线路敷设应设置相应的适应水位变化的措施。,光伏阵列接地系统,电气设备接地系统,水面漂浮部分的接地引下线应设置相应的适应水位变化的措施。选取合理的接地装置。,开关站或升压站及送出线路,8,漂浮系统建设形式,漂浮式 （水深5m）,浮管式,浮箱式,HDPE浮管+支架,薄壁钢管+管内

5、填充物+外防腐涂料+外防腐橡胶+支架,HDPE标准浮箱,HDPE浮箱+支架,高强复合混凝土浮箱+支架,不锈钢管+管内填充物+支架,不锈钢浮箱+支架,9,各种漂浮系统的优缺点比较,10,各种漂浮系统的优缺点比较,11,各种漂浮系统的优缺点比较,12,各种漂浮系统的经济性比较,水面漂浮的光伏电站，若水面尺寸较大或塌陷区内，建议采用漂浮式电气设备平台。 漂浮式电气设备平台可分为浮箱式钢结构平台、预制混凝土漂浮平台等。 设计设备漂浮平台时，需计算最不利工况下的承载力、倾覆力、连接锚固力、吊装验算等，并考虑其耐久性和经济性。,电气设备漂浮系统的设计,13,锚固系统的设计,锚固系统是“水面漂浮电站”设计的

6、难点，也是漂浮系统、敷设系统、接地系统能否可靠工作的关键点。 锚固系统可分为配重锚固、专用锚锚固和桩锚固 光伏阵列组装完成后，拖移至合适位置，进行初步的定位，待调整完好后再与锚固系统连接。,14,光伏阵列在风荷载、水流、波浪等的作用下，产生较大的水平力，配重锚固、专用锚锚固提供的锚固力较小，需要设置的锚固点数量较多。采用桩锚固的方式，可以提供更强的锚固力，减少锚固数量。 沉陷区也能够采用锚固桩的方式，但是有防水层的水域，不能采用。,锚固系统的设计,普通的混凝土配重锚固方式锚固力较小；专用锚造价较高；锚固桩锚固的方式，受水深、沉陷情况及施工工期的影响较大。 针对水面漂浮电站锚固系统，我院发明了一

7、种预制钢筋混凝土锚，能够提供较强的锚固力，造价较低且施工速度快。,15,光伏阵列区的直流、交流电缆宜通过浮箱固定，设置桥架的方式。 高压交流线缆敷设优先采用浮体上敷设方式，其次选用水下敷设方式，设计时应确保后期维护的便利性；线缆设计时应根据水位的变化充分考虑线缆长度的余量；此外还应根据水域的自然环境来确定电缆护套的材料。,敷设系统的设计,16,接地系统的设计,17,对保护接地、工作接地和过电压保护接地采用一个总的接地网。其接地装置的接地电阻值要求不大于4。 水面漂浮电站接地非常重要，要根据不同的水面情况和组件选型等因素综合确定。 水面漂浮部分的接地引下线应设置适应水位变化的措施及预留冗余。,漂

8、浮电站的环境多为高温、高湿，甚至盐雾环境。 设备器件失效率高,设备应尽量减少易损件的使用，减少运维巡检困难。 IP67防护等级 在水面光伏电站，工作人员在水中作业，在抑制PID效应同时，需要防止人员触电风险，保障人生安全。具有残余电流检测RCD及电路切断功能。 若采用组串式逆变器，无需单独设置电气设备漂浮漂浮平台，造价能降低一部分，组串式逆变器建议采用立式安装。若采用集中式逆变器，需要与箱变一起设置单独的漂浮平台。 建议箱变采用欧式干变。,设备的选型设计,18,19,水面光伏电站漂浮系统的施工,浮管式漂浮光伏系统施工,每MW3272根浮管，浮管数量多，连接杆件及节点多，施工困难，施工速度慢。

9、施工无需机械设备，人工搬运安装，施工时需注意保护好浮管和钢构件的防腐层。,20,水面光伏电站漂浮系统的施工,标准浮箱式漂浮光伏系统,每MW主浮体3740个，走道浮体5781个，浮箱数量多，节点多，但施工连接方便，施工速度较快。 施工无需机械设备，人工搬运安装，施工时需注意保护好浮箱，防止浮箱的破坏。 组件的防雷接地连接施工复杂，锚固系统连接点需采取加强处理。,21,水面光伏电站漂浮系统的施工,HDPE浮箱+支架式漂浮光伏系统,每MW需要3652个浮箱，浮箱数量相对较少，但连接节点较多，施工速度较慢。 施工无需机械设备，人工搬运安装，施工时需注意保护好浮箱，防止浮箱的破坏，保护钢构件的防腐层。

10、每个小的发电单元间的拼接较为困难。,22,水面光伏电站漂浮系统的施工,高强复合混凝土浮箱+支架式漂浮光伏系统,每MW需要340个浮箱，浮箱数量少，连接节点少，施工速度快。 施工时需机械设备将浮箱吊入水中，栈桥与浮箱配合岸边施工，施工方便。 浮箱自重大，稳定性好，施工人员立于浮箱上安装。,23,水面光伏电站漂浮系统的施工,电气设备漂浮平台的施工,电气设备漂浮平台的施工，平台及电气设备的自重较大，岸边水深所限，需根据现场条件选择合适吨位和吊装半径的起重机械。 施工时需注意保护好漂浮平台，避免出现碰撞及防腐层破坏。,水面光伏电站的运维是否方便，是否存在大量的浮箱更换和修复是重大的问题。漂浮方案确定时

11、要充分考虑。 水面架高式光伏电站面临运维检修困难的问题。,24,漂浮方案确定时要充分考虑浮箱的耐久性，检修通道的布置及运维船只的通行等系列问题。设计时需根据总平面布置设计运维检修通道布置图。,25,光伏光伏阵列区的每一块组件，每一台逆变器、汇流箱及电缆均应有检修运维通道到达。,26,漂浮系统应尽量避免“头重脚轻”，使运维检修人员行走和工具运输能够比较稳定和通畅。,27,安徽淮南40MW水面漂浮式光伏电站。 本项目是迄今为止全球装机容量最大的水面漂浮式光伏电站，也是我公司继2014年设计亚洲最大的河北临西8MW水面漂浮式光伏电站之后，创造的又一个水面漂浮电站设计行业之最。,28,安徽淮南40MW水面漂浮式光伏电站。,29,该水面电站采用标准浮箱漂浮系统，桩锚固系统，2.5MW逆变升压一体机及水面漂浮平台系统，电缆敷设及接地系统充分考虑了水位变化及阵列水平位移。该项目的建成为两淮领跑者基地的建设提供了极为宝贵的建设经验。,安徽淮北濉溪水面漂浮式光伏电站。,30,该水面电站采用浮箱+支架漂浮系统，桩锚固系统