分布式光伏項(xiàng)目設(shè)計(jì)分享

1、Recently, renewable energy resources have been becoming popular due to the decrease of fuel sources and their damages to the environment. As a result of the negative effects of global warming and climate changes,the interest of renewable resources has been increased gradually.Solar energy is one of

2、these alternative energy resources.0 1公司簡(jiǎn)介0 2分布式光伏電站主要形式0 3設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)分享0 4設(shè)計(jì)案例0 1公司簡(jiǎn)介0 2分布式光伏電站主要形式0 3設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)分享0 4設(shè)計(jì)案例無(wú)錫九宇建筑設(shè)計(jì)院無(wú)錫九宇建筑設(shè)計(jì)院有限公司創(chuàng)建于2003年7月，具有建設(shè)部頒發(fā)的建筑行業(yè)建筑工程甲級(jí)設(shè)計(jì)資質(zhì)、房建工程乙級(jí)監(jiān)理資質(zhì)；江蘇省建設(shè)廳頒發(fā)的電力行業(yè)送、變電工程乙級(jí)設(shè)計(jì)資質(zhì)及電力行業(yè)新能源地點(diǎn)乙級(jí)設(shè)計(jì)資質(zhì)；公司注冊(cè)在江蘇省無(wú)錫市江陰市；公司自成立以來(lái)，聚集了一批具有豐富設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)且富有敬業(yè)精神的設(shè)計(jì)人員，現(xiàn)有各類(lèi)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員100余人，其中高級(jí)工程師16人，工程師52人

3、，國(guó)家一二級(jí)注冊(cè)建筑師、注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師、注冊(cè)設(shè)備師、注冊(cè)造價(jià)師、注冊(cè)監(jiān)理師31人。本公司對(duì)外營(yíng)業(yè)以來(lái)，以其精心的設(shè)計(jì)理念，承擔(dān)了各類(lèi)建筑工程設(shè)計(jì)面積1000多萬(wàn)平方米，各類(lèi)電力工程設(shè)計(jì)合同額約5000多萬(wàn)，各類(lèi)光伏工程設(shè)計(jì)容量1GW以上。光伏事業(yè)部位于無(wú)錫市惠山區(qū)華清創(chuàng)意園16棟，專(zhuān)業(yè)工程師22人。光伏設(shè)計(jì)土建結(jié)構(gòu)電氣一次電氣二次0 1公司簡(jiǎn)介0 2分布式光伏電站主要形式0 3設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)分享0 4設(shè)計(jì)案例0 2分布式光伏電站主要形式地面建筑物以依附支撐體的不同分類(lèi)分類(lèi)光伏組件依附在建筑上，建筑作為支撐體。以分布式電站發(fā)展形勢(shì)，多數(shù)以BAPV為主建筑附加光伏系統(tǒng)（BAPV）光伏組件直接作為建筑構(gòu)件

4、；光伏電池與建筑材料復(fù)合在一起。建筑集成光伏系統(tǒng)（BIPV）0 1公司簡(jiǎn)介0 2分布式光伏電站主要形式0 3設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)分享0 4設(shè)計(jì)案例光伏電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)您在光伏方陣的設(shè)計(jì)時(shí)，如果采用固定角度的安裝方式，會(huì)有一個(gè)“最佳傾角”的概念，這里的最佳傾角指的是當(dāng)光伏方陣按照某一角度傾斜放置時(shí)，光伏板傾斜面上的年總輻射量達(dá)到最大，但通常情況下，與這個(gè)最佳傾角相近的角度輻射量差別其實(shí)很小。而當(dāng)在電站容量一定的情況下，降低傾角可以節(jié)約占地面積、電纜，增加支架的抗風(fēng)性；最佳只是說(shuō)輻射量最大，對(duì)于電站整體收益未必最佳，在用地面積一定的情況下，降低傾角可以提高裝機(jī)容量，提高收益率。不同項(xiàng)目應(yīng)該根據(jù)項(xiàng)目情況考慮多方面因

5、素，最終確定光伏陣列的安裝角度。根據(jù)我院設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可得以下結(jié)論：追求發(fā)電量的用戶(hù)：傾斜面上輻射量最大的角度是“最佳傾角”；追求裝機(jī)量的用戶(hù)：傾斜面上輻射量最大時(shí)略微調(diào)低的角度是“最佳傾角”；夏季用電量大的用戶(hù)：較小的角度是“最佳傾角”；冬季用電量大的用戶(hù)：較大的角度是“最佳傾角”；追求全年各月輸出穩(wěn)定的用戶(hù)，則發(fā)電量最大的角度才是“最佳傾角”。光伏電站電氣設(shè)備布置應(yīng)從多方面進(jìn)行考慮，以滿(mǎn)足整體系統(tǒng)的最優(yōu)化，保證設(shè)計(jì)的合理性，包括后期運(yùn)維、系統(tǒng)效率等因素。光伏電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)集中式和組串式逆變器方案對(duì)比：安全性：直流側(cè)故障帶來(lái)火災(zāi)隱患。集中式方案需要直流匯流箱，內(nèi)部熔絲若持續(xù)發(fā)熱，可能引發(fā)火災(zāi)。發(fā)電

6、量：屋頂復(fù)雜，遮擋和朝向不一致降低發(fā)電量。匹配度：屋頂大小不一，集中式逆變器容量難以匹配結(jié)論：組串式逆變器更加適用于布式光伏電站中，組串式逆變器解決方案目前廣泛應(yīng)用在分布式電站中。大的成片屋頂小片屋頂 單臺(tái)逆變器MPPT路數(shù)少，發(fā)電量提升有限。 含有熔絲、風(fēng)扇等易損器件，35年后頻繁更換，屋頂運(yùn)維工作量大。 不具備PLC高效穩(wěn)定通訊大規(guī)模應(yīng)用。 檢測(cè)精度低，不具備智能分析的能力。 同等功率段逆變器MPPT路數(shù)多，發(fā)電量更高。 沒(méi)有熔絲、風(fēng)扇等易損件，IP65全密閉設(shè)計(jì)，設(shè)備故障率低。 具有PLC通訊應(yīng)用，通訊方案更經(jīng)濟(jì)可靠。 具備AFCI（直流拉弧監(jiān)測(cè)）功能，拉弧情況發(fā)生自動(dòng)關(guān)斷。 具備智能I

7、-V曲線掃描功能，快速運(yùn)維更方便。傳統(tǒng)組串逆變器華為組串逆變器彩鋼瓦屋面現(xiàn)澆混凝土屋面瓦屋面預(yù)應(yīng)力混凝土屋面柔性屋面日本系數(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)美國(guó)規(guī)范在這么多年的設(shè)計(jì)中，我院結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)開(kāi)拓創(chuàng)新，與時(shí)俱進(jìn)，與國(guó)際接軌，在復(fù)雜屋面條件情況下，我院結(jié)構(gòu)工程師采用國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)荷載規(guī)范、美國(guó)風(fēng)荷載規(guī)范以及日本風(fēng)荷載體型系數(shù)的選取相結(jié)合方式，綜合確定風(fēng)荷載的作用力，從而既保配重及支架的設(shè)計(jì)既安全、又經(jīng)濟(jì)。我院設(shè)計(jì)支架時(shí)，不會(huì)采用無(wú)多余約束的不變體系，由于鋼結(jié)構(gòu)支架基本是薄壁型鋼，剛度小，在荷載作用下容易出現(xiàn)變形，這時(shí)無(wú)多余約束就成了少約束的可變體系了，因此我院設(shè)計(jì)必須采用有多余約束不變體系，這樣就能足以保證在大風(fēng)大雪

8、的作用下，即使出現(xiàn)變形，結(jié)構(gòu)依然為不變體系，從而從容不迫的經(jīng)受著大自然的考驗(yàn)。正如剛剛所說(shuō)的設(shè)計(jì)水平良莠不齊，導(dǎo)致很多電站后期出現(xiàn)問(wèn)題。受很多業(yè)內(nèi)人士的推薦，我院加固的“問(wèn)題”電站主要有以下兩個(gè)方面:1.配重不夠的電站，這是由于原有設(shè)計(jì)單位未正確處理好風(fēng)雪荷載的作用，導(dǎo)致大風(fēng)過(guò)后支架折斷，大雪過(guò)后支架坍塌。2.結(jié)構(gòu)布局不合理的電站，比如未考慮溫度荷載的作用，采用超長(zhǎng)連通支架；未把握好鉸接與剛接的區(qū)別，節(jié)點(diǎn)該剛的地方不剛，該薄弱的地方不柔，導(dǎo)致支架自身受力很不合理，有些桿件不受力，有些桿件一直保持高應(yīng)力狀態(tài)，從而在外力作用下很容易損壞。大家如果對(duì)這方面有興趣，可以來(lái)我院做客與我們結(jié)構(gòu)工程師細(xì)細(xì)探

9、討。隨著分布式光伏發(fā)電技術(shù)的高速發(fā)展，新建分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的大規(guī)模投入使用，對(duì)供配電系統(tǒng)的影響也與日俱增。下面，我院側(cè)重討論分布式低壓并網(wǎng)點(diǎn)的選擇對(duì)用戶(hù)產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)功率因數(shù)的影響及對(duì)策。計(jì)算方式計(jì)算公式結(jié)果影響功率因數(shù)當(dāng)=0即交流電路中電壓與電流同相位時(shí)，有功功率等于視在功率，這時(shí) cos的值最大，即cos=1，當(dāng)電路中只有純阻性負(fù)載或電抗為零（電路中感抗與容抗相等）時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)這種情況。感性電路中電流的相位總是滯后于電壓（以電壓為基準(zhǔn)），此時(shí)相位角（）090，此時(shí)稱(chēng)電路中有滯后的功率因數(shù),它是衡量用戶(hù)電氣設(shè)備效率高低的一個(gè)指標(biāo)，功率因數(shù)過(guò)低會(huì)降低電網(wǎng)的運(yùn)行效率、影響電壓的平衡。分布式光伏電站

10、就近接入用戶(hù)內(nèi)部電網(wǎng)時(shí)，負(fù)載所需部分有功由逆變器提供，間接導(dǎo)致負(fù)載從電網(wǎng)獲取的有功減少，而取自電網(wǎng)的無(wú)功不變，根據(jù)公式1可知，由于分子不變，分母變大，所以勢(shì)必將造成產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)功率因數(shù)降低，低于電網(wǎng)公司的規(guī)定，帶來(lái)高額電費(fèi)罰款。功率因數(shù)的計(jì)算通過(guò)用戶(hù)有功電量和無(wú)功電量的數(shù)值取得，一般來(lái)講，無(wú)功電量比例越高則功率因數(shù)越低，所以，提高功率因數(shù)的一個(gè)重要措施就是加裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，以降低從電網(wǎng)吸收的無(wú)功功率。在交流電路中電壓與電流之間的相位角()的余弦叫做功率因數(shù)（PF），用符號(hào) cos表示，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即cos=P/S。因?yàn)橛泄β适冀K小于等于視在功率，所以功率因素的

11、值在0到1之間。當(dāng)分布式光伏電站裝機(jī)容量超過(guò)廠區(qū)配電變壓器視在功率60%時(shí)，此時(shí)廠區(qū)光照條件較好、發(fā)電量較高，負(fù)荷較輕，絕大部分負(fù)荷供電由光伏發(fā)電出力提供，如果并網(wǎng)點(diǎn)(POI)選擇不當(dāng)將造成產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)功率因數(shù)的大幅度下降。目前基于上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)院大多習(xí)慣選擇增加電容補(bǔ)償?shù)姆绞饺ヌ幚恚鋵?shí)這是一個(gè)誤區(qū)。因?yàn)楣┡潆娫O(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)院考慮到配變所帶負(fù)荷的特性大多會(huì)加設(shè)冗余的電容補(bǔ)償，容量一般控制在配變?nèi)萘康?5%-50%之間，根據(jù)我院多年積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：為了解決上述問(wèn)題，僅需將分布式低壓并網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置在用戶(hù)無(wú)功電流采樣點(diǎn)之前即可。0 1公司簡(jiǎn)介0 2分布式光伏電站主要形式0 3設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)分享0 4設(shè)計(jì)案例 本

12、項(xiàng)目為上海晶科光伏電力有限公司委托我院設(shè)計(jì)的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，屋面形式以混凝土屋面及彩鋼瓦屋面為主，彩鋼瓦屋面的光伏組件沿屋面平鋪安裝，混凝土屋面15度固定角度安裝。彩鋼瓦屋面考慮發(fā)電效率，考慮彩鋼瓦屋面組件發(fā)電效率，箱變以1MW為一個(gè)單元，布置在對(duì)應(yīng)組件屋面的中心區(qū)域，并盡可能的接近開(kāi)關(guān)站，以減小電纜的長(zhǎng)度。因屋面情況較復(fù)雜，障礙物較多，組件布置時(shí)采用單排和雙排相互配合的方式布置，盡可能的利用屋面，使裝機(jī)量達(dá)到最大。 本項(xiàng)目為上海晶科光伏電力有限公司委托我院設(shè)計(jì)的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目。該項(xiàng)目以混凝土屋面及彩鋼瓦屋面為主，彩鋼瓦屋面坡向?yàn)闁|西坡，組件沿坡向豎向排布，保證每個(gè)組件方陣均滿(mǎn)足組串?dāng)?shù)

13、量，在不可避免的情況下盡量減少組件跨排連接，并且留出足夠維護(hù)人員運(yùn)維的通道，匯流箱采用掛女兒墻安裝的方式?；炷廖菝嬉?0角固定安裝，匯流箱單獨(dú)采用支架及配重安裝于屋面上。本項(xiàng)目位于江蘇省江陰市，總裝機(jī)容量為6MW，預(yù)計(jì)年發(fā)電量可達(dá)654.3萬(wàn)千瓦時(shí)，總投資5225.75萬(wàn)元，平均每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2551.9噸。本項(xiàng)目完工后，對(duì)于江陰這個(gè)具備觀光資源的美麗地區(qū)，將在國(guó)際上帶來(lái)正面的形象與宣傳效益。此外本項(xiàng)目沒(méi)有廢氣、廢水及固廢排放，噪聲和電磁場(chǎng)對(duì)周?chē)h(huán)境的影響極小， 而且不會(huì)產(chǎn)生光污染。因此，項(xiàng)目的建設(shè)不會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，同時(shí)又具有較 為可觀的節(jié)能減排效益，有利于減輕項(xiàng)目所在地的大氣污染，