屋頂光伏發(fā)電項目電氣設(shè)計方案

1、屋頂光優(yōu)發(fā)電項目電氣設(shè)計方案1.1整體技術(shù)方案根據(jù)招標(biāo)書要求，本期項目電站裝設(shè)Aide太陽能組件,組件型號為XZST-220W,共計6000片組件，峰值功率為220*6000=1320kW,每20片組件串聯(lián)為一串，共計300組并聯(lián)。分為5個發(fā)電單元每個單元接線形式如下：每15組組件接入一個匯流箱,2個匯流箱并聯(lián)接入一個125kW的逆變器，每2組逆變器轉(zhuǎn)換為AC400V后并聯(lián)接入交流配電柜，最后經(jīng)一個300kVA的變壓器升壓為23kV后送出。本項目場址地形平坦、開闊，太陽電池方陣布置條件好。為了方便電站運行管理，結(jié)合項目文件及業(yè)主要求本工程設(shè)計為Aide太陽能公司的XZST-220W晶硅太陽電池

2、組件。逆變器采用Zigor股份公司的型號為Sunzet125MV的逆變器,支架對應(yīng)采用固定支架系統(tǒng)。1.2光優(yōu)電池組件的串、并聯(lián)設(shè)計光優(yōu)電池組件經(jīng)串聯(lián)、并聯(lián)組成，一個光優(yōu)電池方陣即為一個光優(yōu)發(fā)電單元系統(tǒng)，包括1臺逆變器與對應(yīng)的n組光優(yōu)電池組串、直流連接電纜等。光伏電池組件串聯(lián)的數(shù)量由并網(wǎng)逆變器的最髙輸入電壓和最低工作電壓，以及光優(yōu)電池組件允許的最大系統(tǒng)電壓所確定，串聯(lián)后稱為光優(yōu)電池組串；光優(yōu)電池組串并聯(lián)的數(shù)量由光優(yōu)電池組件的輸出電壓隨著工作溫度的變化而變化，所以需對串聯(lián)后的光優(yōu)組件串的輸出電壓進(jìn)行溫度校驗。根據(jù)PVSYST軟件計算結(jié)果，本工程晶硅組件設(shè)計為20個模塊一串。15串并聯(lián)后接入?yún)R流箱

3、直流系統(tǒng)主要設(shè)備安裝方式：匯流箱可直接安裝在電池組件支架上，戶外壁掛式安裝，防水、防銹、防曬，滿足室外安裝使用要求；直流防雷配電柜、逆變器、交流配電柜、干式升壓變均安裝在逆變升壓配電室內(nèi)。13短路電流計算因為缺少系統(tǒng)相關(guān)資料，本次站內(nèi)電氣設(shè)備選擇及導(dǎo)線、電纜熱穩(wěn)定截面校驗按23kV系統(tǒng)31.5kA設(shè)計；400kV系統(tǒng)20kA設(shè)計。1.4光伏電站太陽電池組件及逆變器選型結(jié)合項目文件及業(yè)主要求本工程設(shè)計為Aide太陽能公司的XZST-220W單晶硅太陽電池組件。逆變器釆用Zigor股份公司的型號為Sunzet125MV的逆變器，支架對應(yīng)釆用固定支架系統(tǒng)。XZST-220W單晶硅組件共計6000片，

4、Sunzet125MV的逆變器共計10臺。Sunzet125MV的逆變器自帶絕緣變壓器，額定交流輸出功率125kWo1.5電氣設(shè)備選擇XZST-220W單晶硅電池組件直流防雷匯流箱直流防雷配電柜Sunzet125MV型逆變器低壓配電柜配帶有長延時+短延時+瞬時+接地故障保護(hù)的斷路器，可有效切斷故障電流升壓變壓器升壓變壓器采用兩相戶內(nèi)干式變壓器型號：300kVA,400/23000V,YND11,Ud=6%額定容量：300kVA高壓配電柜配限流熔斷器+負(fù)荷開關(guān)，提供精確的始熔曲線和熔斷曲線，以保證熔斷器具有精確的時間電流特性；有良好的抗老化能力；達(dá)到熔斷值時能夠快速熔斷；要有良好的切斷故障電流能

5、力，可有效切斷故障電流。就地電纜選擇連接電纜共有直流和交流兩大類：直流側(cè)電纜要以減少線損并防止外界干擾的原則選型，選用雙絕緣防紫外線阻燃銅芯電纜，電纜性能符合GB/T18950-2003性能測試的要求；交流側(cè)需要考慮敷設(shè)的形式和安全來選擇，釆用多股銅芯耐火阻燃電纜；直流側(cè)的電纜連接需采用工業(yè)防水快速接插件來與光優(yōu)組件連接。主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)(列表)(a)并網(wǎng)逆變器生產(chǎn)廠家Zigor股份有限公司逆變器型號Sunzet125MV單機(jī)額定功率125kW逆變器數(shù)量10臺總功率1250kWp運行電壓350720V(b)晶體硅太陽電池組件技術(shù)參數(shù)太陽電池種類多晶硅太陽能電池組件太陽電池生產(chǎn)廠家Aide太陽能

6、太陽電池組件型號XZST-220W1.6電氣設(shè)備布置本工程5個發(fā)電單元集中設(shè)置一個逆變升壓站。每個發(fā)電單元升壓成23kV,最后經(jīng)一個出線將本工程的5個發(fā)電光優(yōu)發(fā)電區(qū)域：逆變器、升壓變壓器和23kV出線柜放置在逆變升壓配電室，兩組逆變器和升壓變同側(cè)布置于逆變器室，23kV開關(guān)柜和站用變布置于配電裝置室，二次設(shè)備及監(jiān)控系統(tǒng)布置于二次設(shè)備室，逆變升壓配電室居中布置于IMWp光伏發(fā)電分系統(tǒng)的中央位置，便于直流電纜引接，節(jié)省電纜，降低電壓損失。1.25MW逆變升壓站內(nèi)還需布置23kV配電室、與系統(tǒng)相連的二次設(shè)備室。因為接入系統(tǒng)尚不明確，與接入系統(tǒng)有關(guān)的二次部分的設(shè)計與施工均不在本次投標(biāo)范圍內(nèi)。故本方案僅

7、預(yù)留系統(tǒng)二次設(shè)備的位置。在廠區(qū)西南位置設(shè)置視頻監(jiān)測室及倉庫。該視頻監(jiān)測室僅為廠區(qū)及逆變器升壓站房的閉路電視監(jiān)控。1.7防雷接地1.7.1直擊雷防護(hù)太陽電池方陣區(qū)域直擊雷防護(hù)：在光優(yōu)陣列區(qū)域不設(shè)置避雷針，利用在電池金屬框的下邊，設(shè)置環(huán)形扁鋼（避雷帶），作為直擊雷防護(hù)設(shè)施。（2）其他區(qū)域直擊雷防護(hù)，在逆變升壓配電室等建筑物屋頂設(shè)置避雷帶用于直擊雷防護(hù)交流側(cè)的直擊雷防護(hù)按照電力系統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合進(jìn)行。L7.2感應(yīng)雷防護(hù)在太陽能組件的不同控制部分，分別設(shè)置二次防雷模塊，避免其受感應(yīng)雷和操作過電壓沖擊。1.7.3接地光優(yōu)發(fā)電區(qū)域的接地網(wǎng)采用水平地網(wǎng)與垂直接地極相結(jié)合的復(fù)合接地

8、網(wǎng)方式。整個水平地網(wǎng)做成“田字格模式對太陽電池方陣，將每排的電池支架連為一體，并就近與水平地網(wǎng)相連（連接點不小于2點）。保護(hù)接地、工作接地采用共網(wǎng)接地方式；接地電阻值按不大于4Q考慮。逆變升壓站的接地網(wǎng)釆用以水平接地網(wǎng)為主垂直接地網(wǎng)為輔的復(fù)合地網(wǎng)。水平接及設(shè)備接地引下線均釆用015.8鍍銅圓鋼；017.2鍍銅鋼棒作為垂直接地體。以滿足不小于0.5。的阻值要求。當(dāng)不滿足阻值要求時可根據(jù)實際情況釆取相對應(yīng)的措施。1.8照明與檢修1.8.1常用照明保安室、倉庫釆用熒光燈。逆變升壓室及23kV配電裝置室釆用吊燈壁燈相結(jié)合的方式，光源為節(jié)能燈。室外照明采用草坪燈或庭院燈的照明方式。1.8.2事故照明主控

9、制室事故照明電源引自開關(guān)柜內(nèi)的UPS電源，事故情況下自動投入。1.8.3檢修檢修電源由0.4kV交流配電盤取得。1.9電纜設(shè)施與電纜防火1.9.1電纜敷設(shè)電池組與匯流箱的連接電纜，垂直方向沿電池組件安裝支架敷設(shè)，水平方向沿電池組件安裝支架敷設(shè)，并經(jīng)電纜通道匯總后沿戶外電纜溝進(jìn)入逆變升壓配電室。光伏電池區(qū)所有23kV電纜通道根據(jù)光優(yōu)發(fā)電方陣的布置位置和間隔距離等，靈活設(shè)置電纜橋架支路(支橋架)，匯總后進(jìn)入電纜主橋架，主橋架在適當(dāng)位置穿入戶外電纜溝進(jìn)入逆變升壓室內(nèi)。支架和橋架的支撐可就近利用電池板支架，電纜過道路部分埋管敷設(shè)。.在23kV綜合配電室內(nèi)設(shè)置電纜溝，通往各主要電氣設(shè)備附近，溝內(nèi)設(shè)電纜支

10、架，動力電纜和控制電纜敷設(shè)時同溝分層；電纜在無電纜溝的地方穿管暗敷?？刂剖覂?nèi)設(shè)防靜電地板層，并與23kV綜合配電室內(nèi)電纜溝連通；防靜電地板層內(nèi)設(shè)電纜支架。1.9.2電纜防火及阻燃措施在電纜主要通道上，設(shè)置防火阻燃分隔措施，設(shè)置耐火隔板、阻火包等。墻洞、盤柜箱底部開孔處、電纜管兩端、電纜溝進(jìn)入建筑物入口處等采用防火封堵。電纜防紫外線照射措施本工程所有室外電纜敷設(shè)，將沿太陽電池板下、埋管或沿電纜溝敷設(shè)，以避免太陽直射，提高電纜使用壽命源1.10光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制、保護(hù)、測量和信號每個光優(yōu)發(fā)電單元配置1臺數(shù)據(jù)采集器，就地安裝于逆變器柜內(nèi)，通過RS485總線獲取逆變器和匯流箱的運行參數(shù)、故障狀態(tài)和發(fā)電

11、參數(shù)。數(shù)據(jù)采集器通過RS485總線傳輸方式接入就地監(jiān)控裝置，還可經(jīng)光電轉(zhuǎn)換裝置通過光纜接入光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)各光優(yōu)發(fā)電單元運行參數(shù)的監(jiān)視、報警、歷史數(shù)據(jù)儲存等統(tǒng)一管理。1.10.1光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制(1)就地監(jiān)控逆變器、數(shù)據(jù)采集器釆用顯示屏幕、觸摸式鍵盤方式進(jìn)行人機(jī)對話，運行人員可就地對逆變器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、控制等功能。每個光優(yōu)發(fā)電單元配電室設(shè)有就地監(jiān)控裝置，可通過裝置的液晶顯示器和鍵盤實現(xiàn)光優(yōu)發(fā)電單元的監(jiān)測與控制?？紤]將各光優(yōu)發(fā)電單元通過數(shù)據(jù)采集器，經(jīng)光端機(jī)通過光纜接入中心配電室光優(yōu)發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)納入升壓站監(jiān)控系統(tǒng)。運行人員可在中心配電室或升壓站主控室對各光優(yōu)發(fā)電單元進(jìn)行監(jiān)控，并

12、能夠單獨對每臺逆變器進(jìn)行啟停操作、參數(shù)設(shè)置、故障報警和電能量累加等功能。上述控制操作需相互閉鎖，同一時間只接收一種控制指令。(3)光伏發(fā)電系統(tǒng)的保護(hù)、測量和信號運行人員可就地通過數(shù)據(jù)采集器的人機(jī)對話界面，對每臺匯流箱和逆變器的參數(shù)、設(shè)備狀況、事故記錄進(jìn)行查看，還可在中心配電室或升壓站主控室操作員站上連續(xù)記錄、查看光優(yōu)發(fā)電系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)，其中包括電站的當(dāng)前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計總發(fā)電量、累計C02總減排量、每天發(fā)電功率曲線圖、逆變器的輸入輸出的運行參數(shù)和相關(guān)故障報警信號。逆變器具有直流輸入過、欠壓保護(hù)，輸出過壓，過載保護(hù)，過流和短路保護(hù)，過熱保護(hù)，孤島檢測保護(hù)功能。此部分保護(hù)由廠家

13、實現(xiàn)。逆變器出口升壓變壓器考慮采用箱式變壓器。箱變高壓側(cè)配置負(fù)荷開關(guān)和髙壓插入式熔斷器，作為變壓器過載及短路保護(hù)。低壓側(cè)配置框架式斷路器，作為逆變器至變壓器低壓側(cè)的過載及短路保護(hù)。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時，能在最小的區(qū)間內(nèi)，斷開與電網(wǎng)的連接，以減輕故障設(shè)備的損壞程度和對臨近地區(qū)設(shè)備的影響。箱變高壓側(cè)配置的雙位置負(fù)荷開關(guān)常開、常閉接點信號由數(shù)據(jù)釆集器進(jìn)行采集，并由數(shù)據(jù)采集器通過RS485總線或光纜傳輸至本站監(jiān)控系統(tǒng)。環(huán)境監(jiān)測根據(jù)實際需要，系統(tǒng)還可配置一套環(huán)境監(jiān)測裝置。該裝置由風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、日照輻射表、測溫探頭及支架組成，可測量風(fēng)速、風(fēng)向、環(huán)境溫度和太陽光輻射強(qiáng)度等參量，通過RS485總

14、線或光纜傳輸方式將數(shù)據(jù)上傳至光優(yōu)發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，實時顯示、記錄環(huán)境數(shù)據(jù)。1.11光優(yōu)發(fā)電系統(tǒng)的信號正常運行情況下，光優(yōu)電站向電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)提供的信號由當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)公司的相關(guān)要求執(zhí)行。本投標(biāo)方案不包含該部分的設(shè)計與施工。1.12升壓站控制、保護(hù)、測量和信號升壓站按無人值班、少人值守的原則設(shè)計，按運行人員定期或不定期巡視的方式運行。升壓站內(nèi)安裝一套計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和一套光優(yōu)發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，并接入升壓站監(jiān)控系統(tǒng)。兩套綜合自動化系統(tǒng)具有保護(hù)、控制、通信、測量等全功能自動化管理功能，可實現(xiàn)升壓站與調(diào)度端的遙測、遙信功能和與光優(yōu)發(fā)電有限公司總部的監(jiān)測功能。升壓站內(nèi)二次設(shè)備，包括控制、保護(hù)、測量、信號等均釆用微機(jī)裝置，

15、各裝置通過網(wǎng)絡(luò)傳遞信息并實現(xiàn)資源共享。監(jiān)控主機(jī)兼有微機(jī)五防閉鎖功能，實現(xiàn)全站的防誤操作閉鎖功能。站內(nèi)設(shè)置GPS對時裝置，以保證系統(tǒng)時鐘的統(tǒng)一。計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)縱向分為兩層：站控層和間隔層。站控層配置1臺監(jiān)控主機(jī)，取消工程師站，僅保留與便攜式終端的接口；站內(nèi)主網(wǎng)采用雙以太網(wǎng)，llOkV升壓站內(nèi)設(shè)備由雙絞線網(wǎng)連接；各光伏發(fā)電單元數(shù)據(jù)采集器均經(jīng)光纖環(huán)網(wǎng)接入監(jiān)控系統(tǒng)，以此實現(xiàn)對站內(nèi)電氣設(shè)備和光優(yōu)發(fā)電系統(tǒng)運行狀況進(jìn)行集中監(jiān)控，并能夠單獨對每臺逆變器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，能夠根據(jù)實際的天氣情況設(shè)置逆變器系統(tǒng)的啟動和關(guān)斷順序，以使整個光優(yōu)發(fā)電系統(tǒng)的運行達(dá)到最優(yōu)性能和最大的發(fā)電能力。直流電源

16、系統(tǒng)采用220V直流電源作為全站各安裝單位的控制、保護(hù)、信號裝置及事故照明等負(fù)荷的供電電源。直流系統(tǒng)由1套高頻開關(guān)電源和1組100Ah(2V單體、103X）閥控鉛酸免維護(hù)蓄電池構(gòu)成，釆用單母線接線形式。高頻開關(guān)電源N+1冗余配置，由4個10A模塊組成。升壓站內(nèi)設(shè)置蓄電池屏2面、充電屏1面、饋線屏1面。為監(jiān)察直流系統(tǒng)電壓和絕緣狀況、檢測直流系統(tǒng)接地故障，安裝1臺直流系統(tǒng)接地自動檢測裝置（帶絕緣監(jiān)察功能）。（3）交流不停電電源UPS升壓站配置一套交流不停電電源（UPS）oUPS正常運行時由站用電源供電，當(dāng)輸入電源故障、消失時，裝置自動轉(zhuǎn)向由直流電源逆變供電，以實現(xiàn)交流220V不間斷輸出?？紤]配置1

17、臺容量為5kVA的UPS裝置。UPS具有標(biāo)準(zhǔn)通信接口，能將裝置運行狀態(tài)、主要數(shù)據(jù)等信息上傳監(jiān)控系統(tǒng)。（4）元件保護(hù)（一）23kV線路保護(hù)23kV出線保護(hù)根據(jù)不接地系統(tǒng)線路保護(hù)的配置原則，配置三段過電流保護(hù)、重合閘及小電流接地選線。以上保護(hù)釆用微機(jī)型產(chǎn)品，裝置集保護(hù)、控制、測量及遠(yuǎn)傳功能于一體，安裝在23kV出線開關(guān)柜內(nèi)。（二）所用變壓器保護(hù)本期設(shè)置2臺所用變壓器，因為招標(biāo)文件未明確施工用電，故暫按#1所用變壓器考慮永臨結(jié)合，以站外23kV電源引入，施工結(jié)束后作為備用所用變，所變23kV側(cè)裝設(shè)跌落式熔斷器作為電流速斷保護(hù)。#2所用變壓器以站內(nèi)23kV母線電源引入，配置電流速斷保護(hù)、過流保護(hù)和零序電流保護(hù)等及本體保護(hù)。所變測控保護(hù)裝置集保護(hù)、控制、測量及遠(yuǎn)傳功能于一體，安裝在23kV所用變開關(guān)柜內(nèi)応(三)23kV動態(tài)無功補(bǔ)償裝置保護(hù)因為系統(tǒng)接入尚未明確，本投標(biāo)方案不包含無功補(bǔ)償部分的設(shè)計與施工。(5)火災(zāi)報警系統(tǒng)考慮光優(yōu)發(fā)電升壓站為無人值班，少人值守的變電站，根據(jù)GB_50229-2006火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火規(guī)范有關(guān)規(guī)定，應(yīng)裝設(shè)火災(zāi)報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)由控制器、探測器及聯(lián)系電纜、光纜等組成。在各個逆變升壓配電室和升壓站，視具體環(huán)境的不同，在各個房間設(shè)置裝設(shè)不同種類的探測器，