5MW大型并網(wǎng)光伏電站項(xiàng)目可行性建議書

1 1 1 1 22.1.3設(shè)計(jì)原則 22.1.4進(jìn)度安排 3 3 3 42.2.3智能匯流箱設(shè)計(jì) 72.2.4直流配電柜設(shè)計(jì) 82.2.5光伏并網(wǎng)逆變器 82.2.6配電保護(hù)裝置 2.2.7升壓變壓器 2.2.8發(fā)電計(jì)量系統(tǒng)配置方案 4.3發(fā)電量估算 五、環(huán)境影響評價 六、投資經(jīng)濟(jì)概算 1本項(xiàng)目擬建設(shè)5兆瓦大型并網(wǎng)光伏電站。出于項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性及技用固定式太陽能電池方陣(方陣傾角45°),暫不考慮采用跟蹤系統(tǒng)。5MWp光伏電站共安裝21744塊230Wp太陽能電池組件(形成由18塊串聯(lián)，1208列支路并聯(lián)的陣列),120臺智能匯流箱，20臺直流配電柜，20臺250kW并網(wǎng)逆變器，5臺交流配電柜，5臺S9-1250/35變壓器和1套綜合監(jiān)控系統(tǒng)。項(xiàng)目建設(shè)工期1年，25年內(nèi)該系統(tǒng)年平均上網(wǎng)電量約為604.32萬kWh,每年減排溫室氣體CO?約5795.43噸。光伏陣列分別接入120臺智能匯流箱，每6臺智能匯流箱經(jīng)1臺直流配電柜與1臺250kW的逆變器連接，5MWp電站共計(jì)20臺250kW的逆變器，經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換后的400V交流，經(jīng)站內(nèi)集電線路，每4臺逆變器與1臺S9-1250/35變壓器連接升壓至35kV,經(jīng)35kV輸電線路接到匯流升壓站的35kV低壓側(cè)。電站周邊設(shè)圍墻，站內(nèi)建輕鋼結(jié)構(gòu)配電室。電站按《電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)規(guī)程》,圍繞建筑物敷設(shè)閉合回路的接小于4歐，不滿足要求時添加降阻劑。2GB3859.2-1993《半導(dǎo)體逆變器應(yīng)用導(dǎo)則》GB/T14549-1993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》GB/T15543-1995《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》GB/T20046-2006《光伏(PV)系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性》本項(xiàng)目擬建設(shè)5MWp并網(wǎng)光伏電站，系統(tǒng)沒有儲能裝置，太陽電池將日光轉(zhuǎn)換成直流電，通過逆變器變換成400V交流電，通過升壓變壓器與35kV高壓輸電線路相連，再通過輸電線路將電力輸送到變電站。有陽光時，光伏系統(tǒng)將所發(fā)出的電饋入35kV線路，沒有陽單臺功率為250kW的三相光伏并網(wǎng)逆變器的引進(jìn)、消化吸收研究采用多機(jī)并聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)大型光伏并網(wǎng)逆5MWp大型并網(wǎng)光伏電站，推薦采用分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)5MWp光伏電站可以分為5個1MWp的子系統(tǒng)，而1MWp的子系統(tǒng)也必須由更小的子系統(tǒng)按照5個1MWp的光伏并網(wǎng)發(fā)電單元進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且每個1MWp發(fā)電單元采用4臺3連，4臺逆變器的輸出并聯(lián)接入升壓變壓器的初級；每個1MWp光伏子系統(tǒng)配備一臺a.We…多個250kW并網(wǎng)光伏分系統(tǒng)各自獨(dú)立(至少5個1MWp的子系統(tǒng)),便于實(shí)現(xiàn)梯級45MWp大型并網(wǎng)光伏發(fā)電站主要組成如下：方陣防雷接線箱——設(shè)計(jì)采用帶組串監(jiān)控的智能匯流箱(室外方陣場);光伏并網(wǎng)逆變器——設(shè)計(jì)采用帶工頻隔離變壓器的25035kV開關(guān)柜(交流配電和升壓變壓器)——設(shè)計(jì)采用1250kVA/35kV升壓變壓器；序號項(xiàng)目名稱規(guī)格型號總裝機(jī)容量2多晶230Wp21744塊3鍍鋅角鋼1238噸4方陣防雷接線箱噴塑密封120臺5直流配電柜20臺67交流配電柜5臺85臺9電流互感器5套斷路器5套隔離開關(guān)5套5臺防雷及接地裝置=20套1套1、太陽電池組件選型目前使用較多的兩種太陽能電池板是單晶硅和1>單晶硅太陽能電池目前單晶硅太陽能電池板的單體光電轉(zhuǎn)換效率為16%～18%,是轉(zhuǎn)換效率最高的，但是2>多晶硅太陽能電池多晶硅太陽能電池板的單體光電轉(zhuǎn)換效率約15%～17%。制作成本比單晶硅太陽能電池5使用壽命長：抗老化EVA膠膜(乙烯-醋酸乙烯共聚物),高通光率低鐵太陽能專表2.2.1230Wp太陽電池組件技術(shù)參數(shù)型號電性能參數(shù)電池片規(guī)格工作溫度1>Isc是短路電流：即將太陽能電池置于標(biāo)陽能電池兩端的電流。測量短路電流的方法，是用內(nèi)阻小于1Q的電流表接在太陽能電池的3>Voc是開路電壓，即將太陽能電池置于100MW/cm2的光源照射下，在兩端開路時，所對應(yīng)的工作電壓和電流值做成曲線就得到太陽能電池的伏安特性曲作電壓和工作電流稱為最佳工作電壓和最佳工作電流，分別用符號Vm和Im表示，即6太陽能電池板的一個重要性能指標(biāo)是峰值功率Wp,即最大輸出功率，也稱峰瓦，是指電池在正午陽光最強(qiáng)的時候所輸出的功率，光強(qiáng)在1000瓦左右。④如何保證組件高效和長壽命保證組件高效和長壽命，主要取決于以下四點(diǎn)：高轉(zhuǎn)換的原材料，例如：高的交聯(lián)度的EVA、高粘結(jié)強(qiáng)度的封裝劑(中性硅酮樹脂膠)、高透光率高強(qiáng)度的鋼化玻璃等；合理的封裝工藝；員工嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鞫什萃晔碌榷际怯绊懏a(chǎn)品質(zhì)量的大敵，所以除了制定合理的制作2、光伏陣列表面傾斜度設(shè)計(jì)從氣象站得到的資料，均為水平面上的太陽能輻射量，需—傾斜光伏陣列面上的太陽能總輻射量S——水平7a——中午時分的太陽高度角光伏陣列傾角根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀缶痔峁┑奶柲茌椛淞浚_定太陽能光伏陣列安裝傾角。本方案假設(shè)設(shè)計(jì)太陽能光伏陣列安電池組件18塊串聯(lián)，單列串聯(lián)功率P=18×230Wp=4140Wp;單臺250kW光伏并網(wǎng)逆變器需要配置太陽電池組件并聯(lián)的數(shù)量Np=250000-4140~60或61列。若Np取60列，則實(shí)際功率為248.400kWp,這樣1MWp光伏陣列單元設(shè)計(jì)為240列支路并聯(lián)，共計(jì)4320塊太陽電池組件，實(shí)際功率達(dá)到993.600kWp。;若Np取61列，則實(shí)際功率為252.540kWp,這樣1MWp光伏陣列單元設(shè)計(jì)為244列支路并聯(lián)，共計(jì)4392塊太陽電池組件，實(shí)際功率達(dá)到1010.1為了使整個電站實(shí)際功率達(dá)到5MWp,設(shè)計(jì)采用3組993.600kWp+2組1010.160kWp的組合方式，即該光伏電站總共需要230Wp的晶體硅太陽電池組件21744塊，18塊串聯(lián)，1208列支路并聯(lián)的陣列，實(shí)際功率達(dá)到5.00112MWp。2.2.3智能匯流箱設(shè)計(jì)智能匯流箱是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的重要組成部分，其主要作用是按照一10路直流輸入，1路輸出；最大輸入電流(每個支路):10A;防護(hù)等級IP65。根據(jù)實(shí)際情況，5兆瓦大型并網(wǎng)光伏電站配置成3組993.600kWp和2組1010.160kWp8的太陽電池陣列，總共需要20臺250kW的并網(wǎng)逆變器，其中每臺逆變器需配置6臺智能匯流箱，5MWp光伏電站共需匯流箱120臺。R:1-個廣治查-!甲L&;死書的1.防審瓣格縣分每臺直流配電柜按照250kWp的直流配電單元進(jìn)行設(shè)計(jì)，1MWp光伏并網(wǎng)單元需要4臺直流配電柜。每個直流配電單元可接入6路光伏方陣防雷匯流箱，5MWp并網(wǎng)光伏電站共需配置20臺直流配電柜。每臺直流配電柜分別接入1臺250kW逆變器，如下圖所示：12569每臺逆變器的額定功率為250kW,均含有控制采用基于SVPWM的無沖擊同步并網(wǎng)技術(shù)，保證系統(tǒng)輸出與電網(wǎng)同頻、同相和同幅值。圖2.2.5250kW光伏并網(wǎng)變流器(SunVert250)●大功率IGBT模塊并聯(lián)技術(shù)，過載能力強(qiáng)●功率組件模塊化設(shè)計(jì)，便于組裝調(diào)試及維護(hù)●高效工頻變壓器隔離，安全可靠，提高效率●完善的故障自檢、保護(hù)和顯示功能，系統(tǒng)的可靠性更高●標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控直流側(cè)最大直流輸入電壓MPPT電壓范圍交流側(cè)并網(wǎng)電壓范圍并網(wǎng)電壓頻率電流畸變率(THD)<4%(額定功率)功率因數(shù)≥0.99(額定功率)系統(tǒng)最大效率工作溫度-25℃~+55℃強(qiáng)迫風(fēng)冷防護(hù)等級顯示/操作液晶觸摸屏通信接口以太網(wǎng)外形尺寸寬×高×深2.2.6配電保護(hù)裝置配電保護(hù)裝置包括并網(wǎng)解列點(diǎn)、可視斷點(diǎn)、保護(hù)接觸器、三相電度表或采用智能網(wǎng)絡(luò)儀表(用于計(jì)量太陽能電池組件的發(fā)電量)等。以250kWp單元為例，250kWp太陽電池組件方陣配備一臺250kW并網(wǎng)逆變器，逆變器的輸出接到匯流總線，通過匯流總線接到35kV/1250kVA升壓電力變壓器的低壓側(cè)。配電線路如下圖所示。035kV輸電線路配電保護(hù)系統(tǒng)過流檢測表圖2.2.6單元配電線路圖擬選用全密封電力變壓器，該產(chǎn)品為免維護(hù)型箱式變壓器，其裝箱與箱蓋可采用焊接型式連接，變壓器油不會吸收空氣中的水份，產(chǎn)品型號額定電壓組合及分接范圍標(biāo)號空載負(fù)載空載電流阻抗重量(kg)高壓高壓分接油重總重1、發(fā)電計(jì)量儀表配置示意圖、儀表類型光伏發(fā)電設(shè)備的計(jì)量點(diǎn)通常設(shè)在光伏并網(wǎng)逆(1)發(fā)電計(jì)量儀表配置示意圖直流電!直證氣電!L流淪箱(2)儀表類型本項(xiàng)目擬采用三相感應(yīng)式交流電能表，該產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠，可以用于2、數(shù)據(jù)采集方案并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)z并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量計(jì)量與(1)監(jiān)控系統(tǒng)功能介紹本地監(jiān)控系統(tǒng)采用安裝在變流柜上觸摸屏，監(jiān)控范圍包括環(huán)境逆變器等。主要監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括光伏發(fā)電單元的直流輸出電壓、電流和功遠(yuǎn)程中心監(jiān)控系統(tǒng)采集各本地監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、能。用戶在辦公室也能實(shí)時掌握現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)具備開放性和很好的可維護(hù)性，用戶界面友(2)監(jiān)控體系結(jié)構(gòu)光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控設(shè)備(如光伏并網(wǎng)逆變器、匯流箱、光照感器、電池檢測器等),本地觸摸屏、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心等組成。如下結(jié)構(gòu)示意圖：益中心電響誤度C演船電沖領(lǐng)屈壤屈填光眼度圖2.2.10光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)示意圖光照強(qiáng)度傳感器、環(huán)境溫度傳感器和基準(zhǔn)電池等可通過模擬信號(如4-20mA信號)進(jìn)光伏并網(wǎng)逆變器通過本地觸摸屏來進(jìn)行操作和數(shù)據(jù)監(jiān)視，同時摸屏的RJ45端口采用Modbus/Tcp協(xié)議傳到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。如圖2.2.11,能比較清楚地了解觸摸屏與光伏并網(wǎng)逆變器、采集模塊以及匯流箱采用485串口通訊，通過485協(xié)議進(jìn)行通過運(yùn)行界面，用戶能查看設(shè)備運(yùn)行實(shí)時數(shù)據(jù)，也能根據(jù)需要，備的啟?；蚬ぷ鳡顟B(tài)進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)顯示方式多樣化，有直接數(shù)系統(tǒng)介紹運(yùn)行數(shù)據(jù)數(shù)設(shè)置0報(bào)警顯示高級功能參數(shù)設(shè)置圖2.2.12數(shù)據(jù)顯示示例本地觸屏還可保持部分歷史數(shù)據(jù)流獲并周變流器監(jiān)控疾統(tǒng)流獲并周變流器監(jiān)控疾統(tǒng)湘電流4、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心遠(yuǎn)程監(jiān)控中心軟件采用北京能高NSPM光伏電站監(jiān)控軟件，硬件采用專門的工控機(jī)和態(tài)分析和集中監(jiān)視、實(shí)時數(shù)據(jù)查詢、生產(chǎn)報(bào)表、歷史趨勢分析、故障監(jiān)控中心由工程師站、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、操作員站等組成，通工程師站工程師站_本地觸摸屏5C和蟲國0000.0VA經(jīng)市壓0000.0V中民血流0000.0A日報(bào)表-1#變流箱年用日時電瓦A)有功電度小時散(vAs)無功電度小時數(shù)rus)ee①8a面0面om四國。面。08國0四0000c008可8息02φ:為緯度(在北半球?yàn)檎?、南半球?yàn)樨?fù)),根據(jù)項(xiàng)目地點(diǎn)經(jīng)緯度計(jì)算；假設(shè)方陣傾角設(shè)計(jì)為45°(可以根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目地點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整);H:為光伏方陣陣列的高度；光伏方陣陣列根據(jù)并網(wǎng)逆變器的輸入要求，采用230Wp組件18塊串聯(lián)為1組串。方陣采用4行×95MWp太陽能電池共安裝230Wp太陽能電池組件21744塊(實(shí)際功率達(dá)5.00112MWp),每陣36塊組件，共604陣。604個子陣組成5MWp的太陽能電池組件方陣場。東西方向放置25子陣、南北方向放置25子陣。占地400×200=80000m2,約120畝。此用地面積為根據(jù)通常情況得出的估值，實(shí)際使用面積應(yīng)根據(jù)盈余，建議規(guī)劃用地150畝。3.2電站防雷和接地設(shè)計(jì)為了保證本工程光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)安全可靠，防止因雷擊、浪涌等(1)地線是避雷、防雷的關(guān)鍵，在進(jìn)行配電室基礎(chǔ)建設(shè)和太陽電池方陣基礎(chǔ)建設(shè)的同時，選擇電廠附近土層較厚、潮濕的地點(diǎn)，挖1～2米深地線坑，采用40扁鋼，添加降阻劑并引出地線，引出線采用35mm2銅芯電纜，接地電阻應(yīng)小于4歐姆。(2)直流側(cè)防雷措施：電池支架應(yīng)保證良好的接地，太陽能電池陣列連接電纜接入光伏陣列防雷匯流箱，匯流箱內(nèi)含高壓防雷器保護(hù)裝置，電池陣列匯流(3)交流側(cè)防雷措施：每臺逆變器的交流輸出經(jīng)交流防雷柜(內(nèi)含防雷保護(hù)裝置)接本系統(tǒng)由5個1MWp的光伏單元組成，總裝機(jī)5MWp,太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)接入35kV/50Hz的中壓交流電網(wǎng)，按照1MWp并網(wǎng)單元配置1套35kV/0.4kV的變壓及配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即系統(tǒng)需要配置5套35kV/0.4kV的變壓及配電系統(tǒng)。每套35kV中壓交流電網(wǎng)(1)輸電線路設(shè)計(jì)壓變壓器，就地升壓后經(jīng)35kV電纜線路送至環(huán)網(wǎng)柜，由環(huán)網(wǎng)柜匯集后輸送到35kV輸電線路上，通過35kV輸電線路送到變電站35kV側(cè)母線，再經(jīng)變電站主變升壓后送入電網(wǎng)。若光伏電站離變電站較近，則由光伏電站至變電站的集電線路全線采用35kV電纜線路。光伏電站和集電線路的35kV電纜線路敷設(shè)方式采用直埋方式。1)低壓電纜選擇：太陽電池并網(wǎng)逆變器采用4并1方式，即4個250kW,出口電壓為400V的太陽電池方陣逆變器，并入一臺升壓變壓器。每個方陣額定電流達(dá)到約380A,電纜選擇YJV-0.6/1kV-3×240+1×120mm2,每個子系統(tǒng)需要4回路電纜。(2)變電系統(tǒng)設(shè)計(jì)光伏電站內(nèi)按1MWp一個方陣進(jìn)行規(guī)劃布置，共有5個方陣。根據(jù)光伏設(shè)備布置情況，環(huán)網(wǎng)柜室、并網(wǎng)逆變器及400V低壓室。5MWp光伏發(fā)電工程共計(jì)安裝20個250kWp太陽電池方陣，每4個方陣由4臺逆變器并聯(lián)接入一臺變壓器，本工程共需變壓器5臺。每4個250kW太陽電池方陣發(fā)電額定容量為1000kW,按照35kV變壓器容量系列，選安全運(yùn)行。采用35kV環(huán)又可斷開短路電流，并具備開合空載變壓器的性能，能有效的保護(hù)變壓器。避雷器選用組過電壓，對相間和相對地的過電壓均能起到可靠的限制作用。該過柜可接4臺250kW并網(wǎng)逆變器，并配有電流表。每面進(jìn)線柜通過母線橋與變壓器400V側(cè)連接，并配有電流、電壓及電度表?？梢詸z測400V母線及并網(wǎng)逆變器的運(yùn)行情況。光伏電站內(nèi)不設(shè)無功補(bǔ)償裝置?？稍?20kV變電站35kV母線側(cè)與變電站一同考慮無光伏發(fā)電設(shè)備的計(jì)量點(diǎn)設(shè)在變電站35kV開關(guān)柜側(cè)，同時在光伏電站的每臺變壓器的0.4kV側(cè)裝設(shè)一塊多功能數(shù)字式電度表。該電度表不僅要有優(yōu)越的測量技術(shù)，還要有非常高示損耗、狀態(tài)信息、報(bào)警等。此外，顯示的內(nèi)容、功能和參數(shù)可通并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換效率和其他效率(主要是升壓變壓器效率)三部分組成。度設(shè)定光伏陣列表面傾斜度，可以大大提高光伏陣列的效率，取效率90%計(jì)算。2、光伏并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換效率n?:光伏并網(wǎng)逆變比，取效率96%計(jì)算。取變壓器效率95%計(jì)算。經(jīng)測試，本項(xiàng)目采用的太陽電池衰減率(即光致衰退率)約為0.5%,使用壽命長。由上述內(nèi)容可知，本項(xiàng)目總裝機(jī)容量為5MWp,假設(shè)年平均滿功率發(fā)電1561小時，則該電站一年可發(fā)電780.5萬kWh。若考慮光伏發(fā)電系統(tǒng)效率為82.08%,根據(jù)采用的太陽電池衰減率為0.5%,綜合計(jì)算可得出以下結(jié)論：表4.1.15MWp