學(xué)校建筑屋頂分布式光伏發(fā)電示范項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案

學(xué)校建筑屋頂分布式光伏發(fā)電示范項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案1.1太陽(yáng)能發(fā)電原理及系統(tǒng)特點(diǎn)和方式1.1.1太陽(yáng)能電池發(fā)電原理太陽(yáng)能電池是利用光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。當(dāng)N型和P型兩種不同型號(hào)的半導(dǎo)體材料接觸后，由于擴(kuò)散和漂移作用，在界面處形成由P型指向N型的內(nèi)建電場(chǎng)。太陽(yáng)能電池吸收一定能量的光子后，半導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電子—空穴對(duì)，電子帶負(fù)電，空穴帶正電。在P-N結(jié)內(nèi)建電場(chǎng)的作用下，電子和空穴被分離，產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng)，并被太陽(yáng)能電池的正、負(fù)極收集，在外電路中產(chǎn)生電流，從而獲得電能。太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)原理1.1.2

太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)特點(diǎn)（1）簡(jiǎn)單方便、安全可靠、無(wú)噪音、無(wú)空氣污染、不破壞生態(tài)、能量隨處可得、無(wú)需消耗燃料、無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件、維護(hù)簡(jiǎn)便、使用壽命長(zhǎng)、建設(shè)周期短、規(guī)模大小隨意、可以無(wú)人值守、也無(wú)需架設(shè)輸電線路。（2）系統(tǒng)中的太陽(yáng)能電池組件，使用壽命長(zhǎng)具備良好的耐候性，防風(fēng)，防雹。有效抵御濕氣和鹽霧腐蝕，不受地理環(huán)境影響。具有穩(wěn)定的光電轉(zhuǎn)換效率，且轉(zhuǎn)換效率高。并保障系統(tǒng)在惡劣的自然環(huán)境中能夠長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。（3）在項(xiàng)目用地面積充足的情況下，為追求光伏組件最大發(fā)電效率，方陣支架都有一定的傾斜角度，該角度和方陣所處的地理位置有關(guān)。1.1.3并網(wǎng)太陽(yáng)能系統(tǒng)發(fā)電方式太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電示意圖太陽(yáng)能電池組件通過(guò)合適的串并聯(lián)，滿足并網(wǎng)逆變器要求的直流輸入電壓和電流。每塊組件接線盒都配有旁路二極管，防止"熱斑效應(yīng)"，將組件由于部分被遮蔭或電池片故障而導(dǎo)致的失效對(duì)系統(tǒng)效率的危害降到最低。同時(shí)，太陽(yáng)能方陣的直流匯流箱內(nèi)設(shè)置防反二極管，以防止各并聯(lián)組件串之間形成回路，造成能源浪費(fèi)和縮減組件的壽命。并網(wǎng)逆變器采用雙環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)狀態(tài)，取得電網(wǎng)電壓、電流、頻率、相位等關(guān)鍵變量，通過(guò)計(jì)算分析，使輸出電力與電網(wǎng)同步運(yùn)行。且在運(yùn)行期間，并網(wǎng)逆變器按工頻周期檢測(cè)電網(wǎng)狀態(tài)，一旦電網(wǎng)異常如突然停電，壓降幅度超標(biāo)，并網(wǎng)逆變器立即觸發(fā)內(nèi)部電子開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)與電網(wǎng)斷開(kāi)。同時(shí)，并網(wǎng)逆變器不斷檢測(cè)電網(wǎng)狀態(tài)，一旦其恢復(fù)正常并通過(guò)并網(wǎng)逆變器的計(jì)算分析，并網(wǎng)逆變器將重新并網(wǎng)?？傊?，作為并網(wǎng)系統(tǒng)的控制核心和直流變交流的樞紐，并網(wǎng)逆變器高度的自動(dòng)化和精密的檢測(cè)控制功能從根本上保證了系統(tǒng)并網(wǎng)的安全性和可靠性。光伏組件邊框及其支撐結(jié)構(gòu)均與建筑現(xiàn)有的接地系統(tǒng)連接，并網(wǎng)逆變器開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備外殼接地，防止直擊雷及觸電危險(xiǎn)。另外，直流和交流回路中均設(shè)有防雷模塊，防止感應(yīng)雷擊波傷害。系統(tǒng)配有完善的通訊監(jiān)控系統(tǒng)，全面檢測(cè)環(huán)境和系統(tǒng)的狀態(tài)，將光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、太陽(yáng)能板溫度、風(fēng)速等環(huán)境變量和系統(tǒng)的電壓、電流、相位、功率因數(shù)、頻率、發(fā)電量等系統(tǒng)變量通過(guò)RS485或以太網(wǎng)或GPRS傳輸直控制中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；同時(shí)如將同一地區(qū)多個(gè)并網(wǎng)電站的信息傳輸直同一控制中心，可方便區(qū)域的電網(wǎng)調(diào)度管理。并網(wǎng)系統(tǒng)可作為一種補(bǔ)充性能源，而不能作為后備或主要電力；這是因?yàn)槠浒l(fā)電量相對(duì)安裝場(chǎng)所的用電量而言，一般比重不超過(guò)20%，而且由于其"孤島保護(hù)"功能，即電網(wǎng)停電時(shí)，并網(wǎng)逆變器要與電網(wǎng)斷開(kāi)，以防止太陽(yáng)能系統(tǒng)所發(fā)電力在電網(wǎng)停電檢修時(shí)引發(fā)安全事故。并網(wǎng)系統(tǒng)不可按照系統(tǒng)的發(fā)電量而將并網(wǎng)系統(tǒng)與特定的負(fù)載掛鉤，即將并網(wǎng)系統(tǒng)與特定負(fù)載實(shí)現(xiàn)一對(duì)一供電和用電。這是因?yàn)椴⒕W(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電量依賴于系統(tǒng)的裝機(jī)容量和天氣條件（主要是光照和氣溫），其有效輸出不是恒定的而是隨機(jī)波動(dòng)的；另一方面，負(fù)載的耗電量也會(huì)隨負(fù)載特性（功耗的大小變化，如待機(jī)和工作時(shí)功耗明顯不同）、負(fù)載投入使用的頻次、使用時(shí)間而隨機(jī)變化，因此如將并網(wǎng)系統(tǒng)和特定負(fù)載掛鉤，將很難在不同時(shí)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)供需平衡。理想的做法是將并網(wǎng)系統(tǒng)的輸出直接連接在當(dāng)?shù)毓╇娔概派?，?shí)現(xiàn)系統(tǒng)即發(fā)即用，就近使用，不足部分可從電網(wǎng)索取補(bǔ)充。1.2設(shè)計(jì)說(shuō)明和依據(jù)1.2.1

設(shè)計(jì)說(shuō)明本技術(shù)方案嚴(yán)格按照相關(guān)工程技術(shù)說(shuō)明書(shū)規(guī)定組織設(shè)計(jì)，以說(shuō)明書(shū)中所述規(guī)范、規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)為根本，同時(shí)考慮國(guó)內(nèi)、國(guó)外規(guī)范要求。除非另作說(shuō)明，所有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均為現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)與技術(shù)說(shuō)明書(shū)中規(guī)定之規(guī)范出現(xiàn)差異或矛盾時(shí)，采用較為嚴(yán)格的規(guī)范。方案中個(gè)別部分在允許的范圍內(nèi)，即經(jīng)相關(guān)政府部門審定及認(rèn)可后，采納本地類似規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。在此情況下，我方會(huì)與有關(guān)部門等提出論證，說(shuō)明所采納規(guī)范與所要求的規(guī)范的性質(zhì)相同性，獲認(rèn)可后組織設(shè)計(jì)。1.2.2設(shè)計(jì)依據(jù)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循標(biāo)準(zhǔn)：《地面用晶體硅光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型》GB/T9535《地面用光伏（PV）發(fā)電系統(tǒng)概述和導(dǎo)則》GB/T18479《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054《低壓直流電源設(shè)備的特性和安全要求》GB17478《電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50171《光伏器件》GB6495《電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)》GB/T17626《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》DL/T620《交流電氣裝置的接地》DL/T621《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50254-96《高層民用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99-98《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-2001《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2000《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001(2008版)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGL/T16-92《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50217-94《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50314-2000并網(wǎng)接口參考標(biāo)準(zhǔn)：《光伏并網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)要求》GB/T19939-2005《光伏發(fā)電接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》GB/Z19964-2005《光伏系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性》GB/T20046-2006《地面用光伏（PV）發(fā)電系統(tǒng)》GB/T18479-2001《太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)》GB/T2297-1989《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》GB/T12325-2003《安全標(biāo)志（neqISO3864:1984）》GB/T2894-1996《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》GB/T14549-1993《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》GB/T15543-1995《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差》GB/T15945-1995《安全標(biāo)志使用導(dǎo)則》GB/T16179-19956《地面光伏系統(tǒng)概述和導(dǎo)則》GB/T18479-2001《光伏發(fā)電系統(tǒng)的過(guò)電壓保護(hù)—導(dǎo)則》SJ/T11127-1997《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》Q/GDW617-2011圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量及驗(yàn)收規(guī)范》GB50205—2001《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001(2006年版)《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113—2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50018-2002《中國(guó)地震烈度表》GB/T17742-1999《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001(2008版)《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2004《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2001《建筑裝飾工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50210-2001《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81-2002《多、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖》（01SG519）《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2002《鋁合金建筑型材》GB/T5237-2000《混凝土接縫用密封膠》JC/T881-2001《硅酮建筑密封膠》GB/14683-2003《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》GB16776-20031.2.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則本工程設(shè)計(jì)在遵循技術(shù)先進(jìn)、科學(xué)合理、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的指導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)原則下，著重考慮以下設(shè)計(jì)原則：（1）先進(jìn)性原則：隨著太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展，太陽(yáng)能電源設(shè)計(jì)必須考慮先進(jìn)性，使系統(tǒng)在一定的時(shí)期內(nèi)保持技術(shù)領(lǐng)先性，以保證系統(tǒng)具有較長(zhǎng)的生命周期。（2）安全可靠原則：作為公共建筑，安全是首要考慮的因素；針對(duì)本工程的特點(diǎn)，公司選用的結(jié)構(gòu)充分考慮了風(fēng)荷載、溫度應(yīng)力和地震作用對(duì)光伏系統(tǒng)的影響，設(shè)計(jì)安全系數(shù)保證滿足國(guó)家規(guī)定及本工程的要求。（3）結(jié)構(gòu)輕巧而穩(wěn)定原則：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可以保證結(jié)構(gòu)的安全，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定所特有的美感，失穩(wěn)的結(jié)構(gòu)會(huì)給人帶來(lái)危機(jī)感，造成人的緊張，使人很不愉快。但過(guò)于保守、粗放的設(shè)計(jì)則又顯得笨拙、累贅，缺乏靈氣，也會(huì)使人不愉快。（4）環(huán)保節(jié)能原則：本工程光電技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)為光伏屋頂?shù)膽?yīng)用。其主要功能是發(fā)電，特別是太陽(yáng)能電池發(fā)電不會(huì)排放二氧化碳或產(chǎn)生對(duì)溫室效應(yīng)有害的氣體，也無(wú)噪音，是一種凈能源，與環(huán)境有很好的相容性。其對(duì)于整個(gè)建筑的環(huán)保節(jié)能性能的影響，已經(jīng)到了至關(guān)重要的地步。（5）可拆卸更換、維修方便原則：當(dāng)太陽(yáng)能屋頂?shù)哪硞€(gè)局部受損、更新時(shí)，組件板塊能否靈活方便地進(jìn)行拆卸更換，直接關(guān)系到系統(tǒng)的功能是否能得到保持，結(jié)構(gòu)能否受到影響等因素，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求必須可更換、并且要很方便，且不能影響發(fā)電系統(tǒng)正常使用。（6）經(jīng)濟(jì)性原則：在以上原則得到充分保證的基礎(chǔ)上，要充分考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用性、效益性，提高發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)與實(shí)用價(jià)值。保證資金投向合理，在確保滿足國(guó)家規(guī)范的基礎(chǔ)上，合理地使用材料至關(guān)重要，只有巧妙地、合理地發(fā)揮各種材料的特性，才能產(chǎn)生極佳的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于本工程，集中優(yōu)勢(shì)、精心研究，創(chuàng)造精品工程。1.3建設(shè)類型工程選擇在學(xué)校建筑屋頂，光伏組件安裝坐北朝南，其方位有利于日光的采集，大大提高了光電轉(zhuǎn)換效率。光伏工程安裝位置位于北緯28°。彩鋼板屋面結(jié)構(gòu)采用屋面平鋪安裝方式，可上人混凝土現(xiàn)澆屋面結(jié)構(gòu)采用20°傾角安裝方式，光伏組件安裝方向與建筑物軸向一致。本項(xiàng)目中的太陽(yáng)能光伏電站安裝類型包含屋面平鋪支架系統(tǒng)、屋面傾角鋪設(shè)支架系統(tǒng)。對(duì)于傾角鋪設(shè)光伏系統(tǒng)支架特點(diǎn)包括：（1）大規(guī)模整齊鋪設(shè)（2）多種穩(wěn)固牢靠的與基礎(chǔ)連接方式（本項(xiàng)目中采用支架與女兒墻預(yù)埋鐵件連接方式固定系統(tǒng)）對(duì)于彩鋼板屋面結(jié)構(gòu)采用屋面平鋪方式，其光伏系統(tǒng)支架特點(diǎn)包括：（1）適合瓦屋面不同厚度可調(diào)高度配件靈活滿足客戶應(yīng)用。（2）連接板等配件采用多開(kāi)孔設(shè)計(jì)，靈活有效實(shí)現(xiàn)支架位置調(diào)整。（3）光伏支架不破壞屋面自防水系統(tǒng)。（4）對(duì)于混凝土可上人屋面采用屋面傾角鋪設(shè)方式。對(duì)于廠區(qū)東南側(cè)草坪空地采用單軸跟蹤支架系統(tǒng)，其特點(diǎn)包括：（1）在早晨和傍晚采用先進(jìn)的控制策略，防止東西方向相互遮擋，從而達(dá)到節(jié)省占地和提高發(fā)電量的最優(yōu)平衡（2）發(fā)電量提高比例最高達(dá)35%，可與雙軸跟蹤光伏支架媲美（3）與雙軸系統(tǒng)相比，更少的旋轉(zhuǎn)部件意味著更長(zhǎng)的壽命和更少的維護(hù)（4）采用連桿驅(qū)動(dòng)，單個(gè)電動(dòng)推桿最多可推動(dòng)50kW光伏方陣（5）搭積木方式，無(wú)論是中小型還是MW級(jí)系統(tǒng)均能快速實(shí)現(xiàn)（6）采用最優(yōu)離散跟蹤策略減少了機(jī)械傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)次數(shù)，從而大幅提高機(jī)械系統(tǒng)壽命并降低系統(tǒng)自用電量。1.4建筑面積和安裝容量1.4.1

建筑面積經(jīng)實(shí)地測(cè)量計(jì)算，本項(xiàng)目光伏建筑面積為2.5萬(wàn)平方米，建設(shè)地點(diǎn)為某師范大學(xué)屋頂。本系統(tǒng)共使用5臺(tái)500kWp并網(wǎng)逆變器，5臺(tái)0.4kV交流并網(wǎng)柜，5臺(tái)直流柜柜，匯流箱若干臺(tái)等。太陽(yáng)能電池板采用YL250P-29b型號(hào)多晶硅組件；逆變器選用SG-500K3型號(hào)光伏并網(wǎng)逆變器。1.4.2

安裝容量本項(xiàng)目總裝機(jī)容量為2.5MW,預(yù)計(jì)年均發(fā)電269萬(wàn)千瓦時(shí)。某師范大學(xué)電站安裝分布位置序號(hào)安裝位置面積單位設(shè)計(jì)裝機(jī)容量單位備注1惟義樓11081平方米838KW2先骕樓7688平方米582KW3名達(dá)樓6750平方米511KW4方蔭樓7519平方米569KW某師范大學(xué)Googl地圖屋頂太陽(yáng)能光伏組件安裝效果圖屋頂太陽(yáng)能光伏組件安裝效果圖屋頂太陽(yáng)能光伏組件安裝效果圖屋頂太陽(yáng)能光伏組件安裝效果圖1.5系統(tǒng)方陣布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案1.1.1

自然條件（1）基本風(fēng)壓W0=0.45kN/m2（2）基本雪壓S0=0.4kN/m2（3）設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g1.1.2

抗震設(shè)防（1）根據(jù)《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖》南昌市基本烈度8度。（2）根據(jù)周邊已建項(xiàng)目的地質(zhì)勘察情況，本項(xiàng)目所在區(qū)域地貌單一，地層巖性均一且層位穩(wěn)定，對(duì)基礎(chǔ)無(wú)任何不良影響，適于一般性工業(yè)及民用建筑。（3）抗震設(shè)施方案的選擇原則及要求建筑的平、立面布置宜規(guī)劃對(duì)稱、建筑的質(zhì)量分布和剛度變化均勻，樓層不宜錯(cuò)層，建筑的抗震縫按建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際需要設(shè)置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中根據(jù)地基土質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采取抗震措施，增加上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)的整體剛度，改善其抗震性能，提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性。1.1.3

荷載確定原則在作用于光伏組件上的各種荷載中，主要有風(fēng)、雪荷載、地震作用、結(jié)構(gòu)自重和由環(huán)境溫度變化引起的作用效應(yīng)等等，其中風(fēng)荷載引起的效應(yīng)最大。在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中通過(guò)預(yù)留一定的間隙，消除了由各種構(gòu)件和飾面材料熱脹冷縮引起的作用效應(yīng)。在進(jìn)行構(gòu)件、連接件和預(yù)埋件承載力計(jì)算時(shí)，必須考慮各種荷載和作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，即采用其設(shè)計(jì)值。（1）荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算1．恒荷載：太陽(yáng)能板：q1=0.2KN/塊Q2=0.12KN/m22．風(fēng)荷載：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk=w0μzμsβz南昌市基本風(fēng)壓：w0=0.45KN/m2標(biāo)高30米位置B類地區(qū)：μz=1.42體型系數(shù)：μS=0.7（正風(fēng)壓）μS=-1.4（負(fù)風(fēng)壓）Wk(+)=w0μzμsβz=0.45×1.42×0.7=0.45KN/m2Wk(-)=w0μzμsβz=0.45×1.42×(-1.4)=-0.89KN/m23．雪荷載：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值Sk=μrS0南昌市基本雪壓：S0=0.40KN/m2體型系數(shù)：μr=0.8（太陽(yáng)能板傾角為30度）Sk=μrS0=0.8x0.4=0.32KN/m2（2）荷載組合：1）1.2恒+1.4風(fēng)（+）=1.2x0.12+1.4x0.45=0.774KN/m22）1.2恒＋1.4雪+0.6x1.4風(fēng)（+）=1.2x0.12+1.4x0.32+0.84x0.45=0.97KN/m23)1.0恒+1.4風(fēng)（-）=1.0x0.12-1.4x0.89=-1.126KN/m24）1.2恒＋1.4風(fēng)+0.98x雪（+）=1.2x0.12+1.4x0.35+0.98x0.32=0.95KN/m2最不利組合為：正壓：1.2恒＋1.4風(fēng)+0.98x雪（+）=1.2x0.13+1.4x0.55+0.98x0.24=0.97KN/m2負(fù)壓：1.0恒+1.4風(fēng)（-）=1.0x0.13-1.4x1.09=-1.126KN/m2每塊電池板所承受荷載：S=1.126x1.7x0.99=1.9KN作用到次梁上的節(jié)點(diǎn)處荷載：S1=2.73/4=0.47KN/塊1.1.4

電池組件傾角鋪設(shè)方式的支架結(jié)構(gòu)和安裝設(shè)計(jì)1.1.4.1電池組件屋面傾角鋪設(shè)方式的支架傾角計(jì)算設(shè)計(jì)依據(jù)：方陣安裝傾角的最佳選擇取決于諸多因素，如：地理位置、全年太陽(yáng)輻射分布、直接輻射與散射輻射比例、負(fù)載供電要求和特定的場(chǎng)地條件等。該項(xiàng)目所處地理緯度為北緯27度，設(shè)計(jì)最佳傾角不應(yīng)超過(guò)該緯度值。根據(jù)當(dāng)?shù)氐年?yáng)光照射條件，每年5月～9月是陽(yáng)光照射強(qiáng)度最大的時(shí)間段，日照輻射總量約占全年輻射總量的75%，該時(shí)間段的陽(yáng)光垂直入射所對(duì)應(yīng)的平均安裝傾角約為20度。為了更好的接受全年輻照量，最大的提高發(fā)電量，我們采用20°傾角。與獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)需要照顧冬天發(fā)電量不同，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)只需考慮全年總發(fā)電量最大。綜合考慮上網(wǎng)電量、可實(shí)現(xiàn)裝機(jī)容量、發(fā)電效率、安裝成本等主要因素，該光伏發(fā)電系統(tǒng)主要安裝方式為：太陽(yáng)能電池組件以20度安裝角度傾斜安裝，即所有可利用屋面面積太陽(yáng)能光伏組件的安裝方式為光伏組件電池表面與地面水平方向呈20度的傾角朝陽(yáng)傾斜安裝，組件的底邊為水平方向。1.1.4.2電池組件傾角鋪設(shè)方式的支架間距測(cè)算當(dāng)光伏電站功率較大，需要前后排布太陽(yáng)電池方陣，或當(dāng)太陽(yáng)電池方陣附近有高大建筑物或樹(shù)木的情況下，需要計(jì)算建筑物或前排方陣的陰影，以確定方陣間的距離或太陽(yáng)電池方陣與建筑物的距離。一般確定原則：冬至當(dāng)天9:00～15:00太陽(yáng)電池方陣不應(yīng)被遮擋。光伏方陣陣列間距或可能遮擋物與方陣底邊垂直距離應(yīng)不小于D。計(jì)算公式如下：D=0.707H/tan[arcsin(0.648cos0.399sinφ)]式中：φ為緯度(在北半球?yàn)檎?、南半球?yàn)樨?fù))，該項(xiàng)目緯度取北緯27度，Η為光伏方陣陣列或遮擋物與可能被遮擋組件底邊高度差，該項(xiàng)目如果根據(jù)上式計(jì)算，18度傾角傾斜安裝時(shí)，為保證在9:00～15:00時(shí)段內(nèi)前排電池板不會(huì)對(duì)后排產(chǎn)生影響，水平屋頂前后排電池組件之間、電池板與屋頂遮光障礙物之間最小預(yù)留前后間距為前排垂直高度的2倍。水平屋頂組件最小間距示意圖折合標(biāo)準(zhǔn)光照條件下，項(xiàng)目建設(shè)所在地全年平均日有效日照時(shí)數(shù)3.8小時(shí)，組件朝向與建筑朝向一致，組件按前后排設(shè)置。為減少屋頂安裝太陽(yáng)能光伏組件所增加的荷載對(duì)建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響，組件支架將生根在女兒墻上。固定傾角支架系統(tǒng)參見(jiàn)結(jié)構(gòu)示意圖：固定傾角支架系統(tǒng)正視圖圖表5?11固定傾角支架系統(tǒng)側(cè)視圖固定傾角支架系統(tǒng)檁條槽鋼示意圖1.1.4.3電池組件屋面平鋪方式支架系統(tǒng)屋面平鋪方式支架系統(tǒng)示意圖傾角支架系統(tǒng)主梁受力分析1傾角支架系統(tǒng)主梁受力分析2傾角支架系統(tǒng)次梁受力分析1傾角支架系統(tǒng)次梁受力分析21.1.5

安裝注意事項(xiàng)1.1.1.1電池組件安裝防觸電措施每個(gè)多晶硅組件開(kāi)路電壓為37.5V,但是若串聯(lián)一定數(shù)量的太陽(yáng)能電池組件，則會(huì)輸出很高的直流電壓，以下安全措施是防觸電的有效對(duì)策：●作業(yè)時(shí)在太陽(yáng)能電池組件表面鋪設(shè)遮光板，遮擋太陽(yáng)光。戴好低壓絕緣手套?！袷褂靡延薪^緣處理的工具?！癫灰谟晏熳鳂I(yè)（不但存在觸電隱患，而且會(huì)因濕滑導(dǎo)致墜落事故）。1.1.1.2組件串聯(lián)電纜的連接注意事項(xiàng)一般的布線是指交流布線，而且負(fù)載并聯(lián)接線工程占一半以上，而太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣工程主要以直流布線工程為主，而且串聯(lián)、并聯(lián)的接線場(chǎng)合很多，因此對(duì)于極性要特別注意。施工必須符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。電氣施工前，請(qǐng)注意以下幾點(diǎn):1.6.電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.6.1

接入系統(tǒng)方案本系統(tǒng)共用5臺(tái)500kW逆變器。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司2009年7月《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》（試行），小型光伏電站接入電壓等級(jí)為0.4kV；中型光伏電站接入電壓等級(jí)為10‐35kV；大型光伏電站接入電壓等級(jí)為66kV及以上電網(wǎng)。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，本項(xiàng)目新建光伏發(fā)電系統(tǒng)總裝機(jī)容量為2.5MW，采取就地消納，故采用0.4kV并網(wǎng)點(diǎn)，不同電壓等級(jí)接入電網(wǎng)。滿足本工程接入系統(tǒng)需求。建議本期光伏發(fā)電系統(tǒng)低壓側(cè)并網(wǎng)，具體以本項(xiàng)目的接入系統(tǒng)審查意見(jiàn)為準(zhǔn)，最終接入系統(tǒng)方案以電網(wǎng)主管部門的接入系統(tǒng)報(bào)告審批意見(jiàn)為準(zhǔn)。1.6.2

光伏方陣電氣設(shè)計(jì)1.6.2.1系統(tǒng)直流側(cè)最高工作電壓在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)直流側(cè)的最高工作電壓主要取決于逆變器直流側(cè)最高電壓，以及在直流回路中直流斷路器額定工作電壓。但設(shè)備的工作電壓與設(shè)備所處的工作環(huán)境和海拔高度有關(guān)，南昌市處于北亞熱帶和暖溫帶過(guò)渡地帶地區(qū),空氣相對(duì)比較潮濕，根據(jù)GB311.1《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合》、GB/T16935《低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合》及直流開(kāi)關(guān)、并網(wǎng)逆變器的資料，電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的絕緣水平應(yīng)與正常使用條件基本相當(dāng)。1.6.2.2組件串聯(lián)方式設(shè)計(jì)在計(jì)算組件串聯(lián)數(shù)量時(shí)，必須根據(jù)組件的工作電壓和逆變器直流輸入電壓范圍，同時(shí)需要考慮組件的開(kāi)路電壓溫度系數(shù)。并網(wǎng)逆變器SG500K3為例，最大陣列開(kāi)路電壓880V，MPPT范圍450V-820V。多晶240Wp組件開(kāi)路電壓為37.5V，峰值工作電壓30V。設(shè)串聯(lián)組件數(shù)為S，最多為Smax，①Smax=UDCmax/VOC=880V/37V=23.8(塊),選取23塊，結(jié)合廠家推薦的最佳MPPT范圍560V-620V，則S=600/30=20(塊)。每支路的太陽(yáng)電池組件功率為20×240Wp=4800Wp。S＜Smax，每支路串聯(lián)20塊組件滿足系統(tǒng)耐用及最大功率跟蹤的要求。SG250K3，SG500K3同樣可以選擇20組件串聯(lián)排列方陣。②組件串聯(lián)的最大功率點(diǎn)電壓=20×30V=600V＜880V。故設(shè)計(jì)符合要求。1.6.2.3電氣系統(tǒng)防孤島效應(yīng)設(shè)計(jì)孤島效應(yīng)是指光伏系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器在并入的電網(wǎng)失壓時(shí)或電網(wǎng)斷電時(shí)，逆變器仍然保持對(duì)失壓電網(wǎng)中的某一部分線路繼續(xù)供電的狀態(tài)，這樣電力孤島效應(yīng)區(qū)域會(huì)發(fā)生電壓和頻率不穩(wěn)定現(xiàn)象，有可能對(duì)外部設(shè)備造成損壞或發(fā)生觸電安全事故。根據(jù)《光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求》GB/T19939‐2005對(duì)于防孤島效應(yīng)的規(guī)定：當(dāng)光伏系統(tǒng)并入的電網(wǎng)失壓時(shí)，必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（2s內(nèi)）將該光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開(kāi)，防止出現(xiàn)孤島效應(yīng)。為此，在該發(fā)電項(xiàng)目孤島效應(yīng)設(shè)計(jì)時(shí)，接入交流接觸器對(duì)孤島效應(yīng)進(jìn)行防護(hù)，即當(dāng)電網(wǎng)電壓斷電時(shí)并入電網(wǎng)的接觸器線圈失電，連接在并網(wǎng)回路的接觸器常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，使并網(wǎng)回路斷開(kāi)逆變器停止工作，起到整體對(duì)于孤島效應(yīng)的防護(hù)作用。1.6.2.4電氣系統(tǒng)構(gòu)成選型設(shè)計(jì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏組件、直流匯流箱、并網(wǎng)逆變器、計(jì)量裝置、上網(wǎng)配電系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)組成。太陽(yáng)能通過(guò)光伏組件轉(zhuǎn)化為直流電力，通過(guò)直流匯流箱匯集至并網(wǎng)型逆變器，將直流電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻率、同相位的正弦波電流。直流逆變?yōu)?80V交流后并入廠內(nèi)電網(wǎng)。1.6.3系統(tǒng)設(shè)備選型設(shè)計(jì)1.6.3.1光伏組件選型設(shè)計(jì)對(duì)于該并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)電池組件選型遵循以下原則：●在兼顧易于搬運(yùn)條件下，選擇大尺寸，高效的電池組件；●選擇易于接線的電池組件；●組件各部分應(yīng)能抗強(qiáng)紫外線（符合GB/T18950‐2003橡膠和塑料管靜態(tài)紫外線心能測(cè)定）；線纜等應(yīng)抗扭折和摩擦；目前，世界光伏市場(chǎng)上，主要產(chǎn)品為多晶硅及單晶硅太陽(yáng)電池組件。英利公司具備生產(chǎn)多晶硅及單晶硅電池組件的技術(shù)能力，之所以選擇多晶硅技術(shù)的太陽(yáng)電池組件。因?yàn)檩^之單晶技術(shù)，具有下述優(yōu)勢(shì)：①低成本、工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)多晶硅技術(shù)為采用鑄錠、切片技術(shù)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，隨著切片技術(shù)的進(jìn)步，硅片已經(jīng)達(dá)到180uM厚度，故相較于單晶及其他太陽(yáng)能電池產(chǎn)品，多晶硅電池更適于大規(guī)模生產(chǎn)，通過(guò)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)成本降低，從而有利于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的推廣應(yīng)用。②高效率本項(xiàng)目選用多晶硅組件的轉(zhuǎn)換效率＞14%--達(dá)每平方米138瓦，代表了目前世界上商業(yè)化多晶硅組件產(chǎn)品的最高水平。雖然目前商業(yè)化生產(chǎn)的單晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率要比多晶硅高約1%，但考慮相同效率的多晶硅電池與單晶硅電池封裝成組件時(shí)，由于單晶硅組件的有效發(fā)電面積少于多晶硅組件（受單晶棒直徑限制，為了充分利用原材料，切割的單晶硅片的四個(gè)邊角為小圓形—否則將會(huì)更加提高單晶硅片的成本，從而減少了組件的有效采光面積），所以，在相同效率的上述兩種電池封裝成組件之后，多晶產(chǎn)品的組件效率要高于單晶產(chǎn)品，因此，即使單晶電池效率比多晶電池要高，但在封裝成組件之后，組件效率差距要小于1%。低衰減、長(zhǎng)壽命。多晶電池組件擁有與單晶電池組件相同的壽命-長(zhǎng)達(dá)25年，且衰減很小，20年衰減不高于20%，10年衰減不高于10%。在遵循以上組件選型原則的前提下，本項(xiàng)目太陽(yáng)能電池組件選用235瓦高效多晶硅產(chǎn)品。該組件具有高轉(zhuǎn)換效率、高質(zhì)量，25年的使用壽命，組件安裝方便、快捷，被廣泛應(yīng)用在BIPV等并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)等領(lǐng)域。1.6.3.2逆變器選型設(shè)計(jì)參照標(biāo)準(zhǔn)：《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》GB/Z19964‐2005《光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求》GB/T19939-2005《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》Q/GDW617-2011《光伏（PV）系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性》GB/T20046-2006《400V以下并網(wǎng)光伏專用逆變器技術(shù)條件和試驗(yàn)方法》CGC/GF001:2009根據(jù)以上規(guī)范要求，本項(xiàng)目選擇規(guī)格為SG500K3三相并網(wǎng)逆變器。之所以選擇此產(chǎn)品，有如下考慮：①技術(shù)先進(jìn)，研發(fā)力量雄厚選取一家專注于太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源電源產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)。主要產(chǎn)品有光伏逆變器和控制器、風(fēng)機(jī)變流器、回饋式節(jié)能負(fù)載、電力系統(tǒng)電源等，并提供系統(tǒng)解決方案的設(shè)計(jì)及技術(shù)服務(wù)，是我國(guó)最大的光伏電源產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)，也是我國(guó)光伏和風(fēng)力發(fā)電行業(yè)為數(shù)極少的掌握多項(xiàng)核心技術(shù)并擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的企業(yè)之一。并網(wǎng)逆變器具有如下功能特點(diǎn)。電能質(zhì)量保障。電壓偏差保護(hù)。諧波和小型畸變。電壓不平衡度保護(hù)。過(guò)/欠電壓保護(hù)。過(guò)/欠頻率保護(hù)。防孤島效應(yīng)。根據(jù)《光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求》GB/T19939-2005對(duì)于防孤島效應(yīng)的規(guī)定：當(dāng)光伏系統(tǒng)并入的電網(wǎng)失壓時(shí)，必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（２S內(nèi)）將該光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開(kāi)，防止出現(xiàn)孤島效應(yīng)。1.6.3.3電線、電纜選型設(shè)計(jì)電氣連接應(yīng)有牢固的機(jī)械強(qiáng)度使熱循環(huán)引起的松動(dòng)減小到最小并提供足夠的電源線扣。在光伏組件和逆變器器間采用防水、機(jī)械良好和表皮防紫外線的光伏系統(tǒng)專用電纜連接。導(dǎo)線連續(xù)通過(guò)的最大電流額定值不小于總陣列短路電流的125%，并且不小于導(dǎo)線過(guò)電流保護(hù)器件的額定值。逆變器直流側(cè)采用耐候性好的光伏發(fā)電系統(tǒng)專用銅芯軟電纜（導(dǎo)線），電纜（導(dǎo)線）能夠在-50℃~+100℃的環(huán)境溫度下正常工作，導(dǎo)線耐壓不小于1000V，太陽(yáng)電池組件的串并聯(lián)所使用的電纜線應(yīng)滿足抗紫外線、抗老化、抗高溫、防腐蝕和阻燃等性能要求，電纜（導(dǎo)線）經(jīng)過(guò)紫外線長(zhǎng)期照射后不會(huì)發(fā)生硬化、絕緣降低，滿足不少于20年室外使用的要求。逆變器的交流側(cè)使用阻燃銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜。采用標(biāo)準(zhǔn)：IEC60512Part3IEC60364-7-712IEC60512Part3直流電源導(dǎo)線應(yīng)根據(jù)允許壓降選擇適當(dāng)?shù)慕孛?，其?jì)算公式如下：ΔU=IL/ΥSS:導(dǎo)線的截面積（mm2）I:導(dǎo)線通過(guò)的最大電流AL:導(dǎo)線長(zhǎng)度mΥ:導(dǎo)電系數(shù)鋁的為Υ=34銅Υ=57ΔU：允許電壓降交流電源導(dǎo)線應(yīng)根據(jù)最大負(fù)荷和電力電纜的安全載流量（即導(dǎo)線最大容許持續(xù)負(fù)荷）選擇截面。選擇導(dǎo)線截面，應(yīng)符合下列要求：線路電壓損失應(yīng)滿足用電設(shè)備正常工作及起動(dòng)時(shí)端電壓的要求；按敷設(shè)方式確定的導(dǎo)體載流量，不應(yīng)小于計(jì)算電流；導(dǎo)體應(yīng)滿足動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的要求；沿不同冷卻條件的路徑敷設(shè)絕緣導(dǎo)線和電纜時(shí)，當(dāng)冷卻條件最壞段的長(zhǎng)度超過(guò)5m，應(yīng)按該段條件選擇絕緣導(dǎo)線和電纜的截面，或只對(duì)該段采用大截面的絕緣導(dǎo)線和電纜。導(dǎo)體的允許載流量，應(yīng)根據(jù)敷設(shè)處的環(huán)境溫度進(jìn)行校正，溫度校正系數(shù)可按下式計(jì)算：K＝√(t1-t2)/√(t0-t0)式中K溫度校正系數(shù)；t1：導(dǎo)體最高允許工作溫度（℃）：t0：敷設(shè)處的環(huán)境溫度（℃）；t2：導(dǎo)體載流量標(biāo)準(zhǔn)中所采用的環(huán)境溫度（℃）。導(dǎo)線敷設(shè)處的環(huán)境溫度，應(yīng)采用下列溫度值：直接敷設(shè)在土壤中的電纜，采用敷設(shè)處歷年最熱月的月平均溫度；敷設(shè)在空氣中的裸導(dǎo)體，屋外采用敷設(shè)地區(qū)最熱月的平均最高溫度；屋內(nèi)采用敷設(shè)地點(diǎn)最熱月的平均最高溫度（均取10年或以上的總平均值。）1.7主要產(chǎn)品部件清單及性能參數(shù)1.7.1

主要產(chǎn)品清單序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量單位備注一主材設(shè)備費(fèi)多晶硅太陽(yáng)能電池板250Wp(1650*990)10000塊并網(wǎng)逆變器500KW5臺(tái)固定傾角支架系統(tǒng)熱鍍鋅2500KW交流配電柜GNC交流隔離/AC400V/IP215臺(tái)直流匯流箱IP6550臺(tái)光伏線纜SOL-4.0SN/4mm230000米光伏專用戶外型直流電纜2*35mm28000米線纜ZR-YJV22-1KV-3*70+1*352300米ZR-YJV22-10KV-3*705500米高壓電纜ZR-YJV22-1KV-3*240+1*1203000米鍍鋅線槽100×50×1.5mm22000米300×100×1.5mm9500米防水接頭串聯(lián)/并聯(lián)800對(duì)IP67防水戶外型光伏數(shù)據(jù)采集器1套與并網(wǎng)逆變器配套兼容環(huán)境傳感器1套光強(qiáng)、環(huán)境及組件溫度監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控微機(jī)2臺(tái)含液晶顯示器監(jiān)控軟件2套光伏系統(tǒng)配套專用RVVP-4*0.52000米通信電纜單色LED顯示屏2套光伏電站主要產(chǎn)品清單1.7.2

產(chǎn)品性能參數(shù)1.7.2.1電池組件技術(shù)參數(shù)250Wp太陽(yáng)電池組件技術(shù)參數(shù)太陽(yáng)電池種類多晶硅指標(biāo)單位數(shù)據(jù)峰值功率Wp250開(kāi)路電壓（Voc）V37.5短路電流（Isc）A8.64工作電壓（Vmppt）V29.5工作電流（Imppt）A8.14最大系統(tǒng)電壓V1000尺寸mm1560*990*40250Wp多晶硅太陽(yáng)能電池組件參數(shù)圖表I-V曲線1.7.2.2并網(wǎng)逆變器技術(shù)參數(shù)本項(xiàng)目所選用三相并網(wǎng)光伏逆變器電氣參數(shù)序號(hào)名稱技術(shù)指標(biāo)1逆變器型號(hào)SG500KTL3隔離方式隔離3直流側(cè)參數(shù)3.1最大直流電壓900Vdc3.2最大功率電壓跟蹤范圍450Vdc～820Vdc3.3推薦最大直流功率550kWp3.4最大直流輸入電流1200A3.5最大輸入路數(shù)16路4交流側(cè)參數(shù)4.1額定輸出功率500kW4.2額定輸出電壓和頻率三相270Vac、50Hz4.3允許電網(wǎng)電壓210Vac～310Vac4.4輸出頻率范圍47Hz～51.5Hz4.5輸出電流波形畸變率＜3%（額定功率）4.6功率因數(shù)自動(dòng)運(yùn)行模式：≥0.99（額定功率）調(diào)節(jié)控制模式：-0.95～+0.954.7最大交流電流1176A5系統(tǒng)參數(shù)1.1最大轉(zhuǎn)換效率98.7%1.2歐洲效率98.5%1.3防護(hù)等級(jí)IP201.4夜間自耗電（待機(jī)功耗）＜100W1.5運(yùn)行自耗電＜2kW1.6允許環(huán)境溫度運(yùn)行-30℃～+55℃（含加熱器）存儲(chǔ)-40℃～+70℃1.7散熱方式風(fēng)冷1.8允許相對(duì)濕度0～95%，無(wú)凝露6要求的電網(wǎng)形式IT電網(wǎng)7自動(dòng)投運(yùn)條件直流輸入及電網(wǎng)滿足要求，逆變器將自動(dòng)運(yùn)行8斷電后自動(dòng)重啟時(shí)間5min9逆變器的降容系數(shù)海拔1000m1海拔2000m1海拔3000m1海拔3500m0.95海拔4000m0.910低電壓穿越有11顯示與通訊觸摸屏/RS485通訊接口12機(jī)械參數(shù)12.1外形尺寸(深×寬×高)850*2800*2180mm12.2重量2288Kg13相關(guān)認(rèn)證金太陽(yáng)認(rèn)證、TUV認(rèn)證、KEMA認(rèn)證逆變器電氣參數(shù)表500KW逆變器機(jī)殼外形1.7.2.3交、直流配電設(shè)備交直流配電設(shè)備指的是并網(wǎng)逆變器交流側(cè)和直流側(cè)相銜接的配電設(shè)備，包括了直流防雷匯流箱、直流配電柜和交流配電柜等。（1）直流防雷匯流箱直流匯流箱安裝在屋頂，作為連接光伏方陣與直流配電柜、并網(wǎng)逆變器之間重要的連接裝置，起著匯流和保護(hù)的作用，通過(guò)將多路輸入的光伏組件匯流成一路，并加裝光伏防雷模塊與直流保險(xiǎn)，防止由于雷電流引起的過(guò)電壓對(duì)設(shè)備的侵害。直流匯流箱直流防雷匯流箱的技術(shù)參數(shù)名稱參數(shù)光伏陣列電壓范圍200～900最大光伏陣列并聯(lián)輸入路數(shù)20每路光伏陣列的最大電流10A直流總輸出空開(kāi)有光伏專用防雷模塊有輸出端子大小MC4防護(hù)等級(jí)IP65環(huán)境溫度-25~60℃環(huán)境濕度0~95%寬/高/深（mm）400×600×200外殼材料聚碳酸酯（2）直流配電柜直流配電柜是直流接線箱匯流輸出接到并網(wǎng)逆變器之前的起著保護(hù)與計(jì)量的作用，通過(guò)計(jì)量裝置可以直觀的觀察方陣的電流、電壓等參數(shù)，如果那部分有問(wèn)題可以馬上查詢出大概位置，并加裝光伏專用防雷模塊，防止由于雷電流引起的過(guò)電壓對(duì)設(shè)備的侵害。（3）交流配電柜交流配電柜是安裝在并網(wǎng)逆變器之后，并入電網(wǎng)之前的起著保護(hù)與計(jì)量的作用，通過(guò)計(jì)量裝置可以直觀的觀察整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電量和每個(gè)逆變器輸入的電流等參數(shù)，并加裝防雷模塊，防止由于雷電流引起的過(guò)電壓對(duì)設(shè)備的侵害。交流配電柜參考圖1.8節(jié)能設(shè)計(jì)本工程采用綠色能源-太陽(yáng)能，并在設(shè)計(jì)中采用先進(jìn)可行的節(jié)電、節(jié)水及節(jié)約原材料的措施，能源和資源利用合理，設(shè)計(jì)中嚴(yán)格貫徹節(jié)能、環(huán)保的指導(dǎo)思想，在技術(shù)方案、設(shè)備和材料選擇、建筑結(jié)構(gòu)等方面，充分考慮了節(jié)能的要求。通過(guò)貫徹落實(shí)各項(xiàng)節(jié)能措施，本工程節(jié)能指標(biāo)滿足國(guó)家有關(guān)規(guī)定的要求。本電站建成后預(yù)計(jì)每年可為電網(wǎng)提供電量269萬(wàn)kW?h，與相同發(fā)電量的火電相比，相當(dāng)于每年可節(jié)約標(biāo)煤1020t(以平均標(biāo)煤煤耗為360g/kW?h計(jì))，相應(yīng)每年可減少多種大氣污染物的排放，其中減少二氧化碳（CO2）排放量2115噸，減少二氧化硫（SO2）排放量約20t、氮氧化物（NOX）6t、粉塵13t?？梢?jiàn)光伏電站建設(shè)對(duì)于當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境保護(hù)、減少大氣污染具有積極的作用，并有明顯的節(jié)能、環(huán)境和社會(huì)效益?？蛇_(dá)到充分利用可再生能源、節(jié)約不可再生化石資源的目的，將大大減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)還可節(jié)約大量淡水資源，對(duì)改善大氣環(huán)境有積極的作用。本工程將是一個(gè)環(huán)保、低耗能、節(jié)約型的太陽(yáng)能光伏發(fā)電項(xiàng)目。1.9防雷接地保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.9.1采用的標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ65《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2000《防雷保護(hù)》IEC62305-2006《太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的過(guò)壓保護(hù)》IEC61173-241.9.2系統(tǒng)防雷光電場(chǎng)的防雷分為直擊雷的防護(hù)和感應(yīng)雷的防護(hù)，由于電池板平鋪在屋頂上，所以直擊雷防護(hù)主要是針對(duì)屋頂?shù)墓怆妶?chǎng)。1、直擊雷的防護(hù) 電池方陣防雷。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB50057-94電池方陣按照第三類防雷建筑物（或根據(jù)建筑物等級(jí)分類）進(jìn)行防雷，采用裝設(shè)避雷網(wǎng)（帶）。這部分的設(shè)計(jì)主要結(jié)合建筑物本身的外部防雷設(shè)計(jì)。2、感應(yīng)雷的防護(hù)直流側(cè)的防雷：在方陣直流接線箱和直流配電柜內(nèi)部均有光伏專用避雷模塊，避免因感應(yīng)雷引入建筑內(nèi)的造成電池組件和并網(wǎng)逆變器的損壞。交流側(cè)的防雷:在交流配電柜內(nèi)部也安裝有交流避雷模塊，避免因交流側(cè)的過(guò)電壓損壞太陽(yáng)能系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備。低壓防雷主要防止低壓設(shè)備受到過(guò)壓干擾(過(guò)壓類別III依據(jù)DINVDE0110-1:1997-04)；C級(jí)過(guò)壓保護(hù)器，依據(jù)EDINVDE0675-6:1989-11，-6/A1:1996-03和-6/A2:1996-10標(biāo)準(zhǔn)）。防雷模塊的特點(diǎn)： 標(biāo)準(zhǔn)組件，包括底座和保護(hù)模塊 高速電流泄放 電熱敏元件控制的隔離裝置 由窗口紅色標(biāo)志反映的故障顯示 多功能連接端子1.9.3系統(tǒng)接地具體實(shí)施方法：（1）配電盤與控制臺(tái)的金屬框架必須接于地網(wǎng)。（2）控制室內(nèi)逆變器、配電柜、出線柜的金屬框架及靠近這些設(shè)備的帶電體的金屬遮欄和金屬門必須接于地網(wǎng)。（4）裝于外部的高壓斷路器等其他設(shè)備必須接于地網(wǎng)。（5）建筑物的鋼筋混凝土的構(gòu)架及屋頂?shù)姆览拙€必須接于地網(wǎng)。1.10電能計(jì)量遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程要求：《電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL/T5137《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》DL/T5202《0.5s和0.55級(jí)靜止式交流有功電度表》GB/T17883《多功能電能表》DL/T614《多功能電能表通信協(xié)議》DL/T645光伏電站接入電網(wǎng)前，應(yīng)明確上網(wǎng)電量和用電量計(jì)量點(diǎn)，計(jì)量點(diǎn)原則上設(shè)置在電站與電網(wǎng)設(shè)施的產(chǎn)權(quán)分界處或合同協(xié)議中規(guī)定的貿(mào)易結(jié)算點(diǎn)；光伏發(fā)電站自用電取自外網(wǎng)時(shí)，應(yīng)在高壓引入線高壓側(cè)設(shè)置計(jì)量點(diǎn)。每個(gè)計(jì)量點(diǎn)均應(yīng)裝設(shè)電能計(jì)量裝置。電能計(jì)量裝置應(yīng)符合《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》DL/T5202，《電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL/T5137的規(guī)定。本光伏發(fā)電系統(tǒng)，電能表采用靜止式多功能表，電能表具備雙向有功和四象限無(wú)功計(jì)量功能、事件記錄功能，配有標(biāo)準(zhǔn)通信接口，具備本地通信和通過(guò)電能信息采集終端遠(yuǎn)程通信的功能，采集信息接入電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的電能信息采集系統(tǒng)。電站的同一計(jì)量點(diǎn)安裝同型號(hào)、同規(guī)格、準(zhǔn)確度相同的主、副電能表各一套。主、副表有明確標(biāo)志。推動(dòng)光伏發(fā)電常常需要政府激勵(lì)政策支持，以及伴隨公眾環(huán)保意識(shí)和適用的市場(chǎng)機(jī)制模式等。各地政府如德國(guó)、西班牙、日本及中國(guó)等國(guó)家都紛紛推出補(bǔ)助政策以推動(dòng)太陽(yáng)能光伏的發(fā)展，例如采用電費(fèi)雙向計(jì)量方法，供電公司會(huì)以較高的電價(jià)收購(gòu)用戶以太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)所產(chǎn)生的電量，并與用戶從供電公司消耗的電量作比較，最后將兩者費(fèi)用相減就是用戶所需繳付的電費(fèi)，有關(guān)的原理圖可見(jiàn)(圖4-15)。2011年7月，我國(guó)已正式出臺(tái)太陽(yáng)能光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)政策（發(fā)改價(jià)格[2011]1594號(hào)），除西藏執(zhí)行每千瓦時(shí)1.15元的上網(wǎng)電價(jià)外，其余?。▍^(qū)、市）上網(wǎng)電價(jià)均按每千瓦時(shí)1元執(zhí)行。今后，國(guó)家發(fā)改委將根據(jù)投資成本變化、技術(shù)進(jìn)步情況等因素適時(shí)調(diào)整。1．太陽(yáng)能電池組件2．保護(hù)裝置3．太陽(yáng)能能電池組件直流側(cè)4．并網(wǎng)逆變器5．電度表（兩個(gè)電度表之差為需要繳納的電費(fèi)）光伏發(fā)電計(jì)量系統(tǒng)配置可逆流低壓并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)計(jì)量示意圖1.10.1數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控裝置一、數(shù)據(jù)采集器性能介紹數(shù)據(jù)采集器使用光伏專業(yè)采集模塊，可與光伏并網(wǎng)逆變器和光伏陣列防雷匯流箱進(jìn)行通訊，獲取多臺(tái)并網(wǎng)逆變器和光伏陣列防雷匯流箱（最多30臺(tái)）的運(yùn)行參數(shù)和工作狀態(tài)，并可將相關(guān)設(shè)備信息通過(guò)RS485或Ethernet（以太網(wǎng)）上傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)?？梢詫?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、分析、采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，其特點(diǎn)如下：●能夠即時(shí)檢測(cè)運(yùn)行故障●記錄電站的發(fā)電量●可使用第三方軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)診斷和系統(tǒng)配置●設(shè)定周期可以自動(dòng)上傳數(shù)據(jù)●安裝方便，體積小，運(yùn)行穩(wěn)定●儲(chǔ)存、通訊方式多樣化，可通過(guò)485數(shù)據(jù)線、以太網(wǎng)傳輸和記憶卡存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)采集器本設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)通訊接口，遵循modbus協(xié)議，包括RS485/232標(biāo)準(zhǔn)串、USB、網(wǎng)絡(luò)通訊等多種方式。數(shù)據(jù)采集器需外接供電電源AC220V，50Hz。數(shù)據(jù)采集器的應(yīng)用示意圖如下：二、環(huán)境監(jiān)測(cè)儀性能介紹環(huán)境監(jiān)測(cè)儀如下圖所示，在戶外安裝，該裝置由風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、日照輻射表、測(cè)溫探頭、控制盒及支架組成，適用于氣象、軍事、船空、海港、環(huán)保、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等部門測(cè)量水平風(fēng)參量及太陽(yáng)輻射能量的測(cè)量?？杀O(jiān)測(cè)環(huán)境溫度、風(fēng)速、風(fēng)向和輻射強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，并配有RS485通訊接口，可接入并網(wǎng)監(jiān)控裝置的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)。環(huán)境環(huán)境監(jiān)測(cè)儀三、監(jiān)控顯示裝置本工程的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)采用高性能工業(yè)控制PC機(jī)作為系統(tǒng)的監(jiān)控主機(jī)，配置光伏并網(wǎng)系統(tǒng)專用網(wǎng)絡(luò)版監(jiān)測(cè)軟件，采用RS485或Ethernet(以太網(wǎng))遠(yuǎn)程通訊方式，可以連續(xù)每天24小時(shí)對(duì)所有的并網(wǎng)逆變器運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。（一）電站直流側(cè)的監(jiān)測(cè)要求直流側(cè)測(cè)量在直流配電柜中實(shí)現(xiàn)，測(cè)量參數(shù)如下：◆各匯流箱的電壓◆各匯流箱的電流◆直流配電柜輸出電壓◆直流配電柜輸出電流，◆故障判定：1）任一匯流箱的電壓超過(guò)配電柜輸出電壓的±10%；2）任一匯流箱的電流超過(guò)平均電流的±10%。◆需要計(jì)算的數(shù)據(jù)：1）各匯流箱直流功率（kW）；2）各直流配電柜的輸出功率（kW）；3）電站總直流功率（kW）?！粜枰鎯?chǔ)的數(shù)據(jù)：1）每半小時(shí)電站直流總功率（kW）；2）故障記錄（kW）。（二）逆變器的監(jiān)測(cè)要求◆逆變器的直流輸入電參數(shù)在直流配電柜內(nèi)測(cè)量；◆逆變器的交流輸出電參數(shù)在交流配電柜內(nèi)測(cè)量。（三）交流輸出的監(jiān)測(cè)要求交流電參數(shù)在交流配電柜中測(cè)量：◆各臺(tái)逆變器的相電流，單相電流◆交流輸出總相電流，單相電流◆交流輸出相電壓，單相電壓 ◆輸出頻率測(cè)量 ◆輸出諧波測(cè)量，范圍：奇次諧波：3‐33次，偶次諧波：2‐32次； ◆直流分量測(cè)量； ◆輸出功率因數(shù)測(cè)量 ◆故障判定：1）任一相電壓超出逆變器額定輸出交流電壓的±10%； 2）各臺(tái)逆變器任一相電流超出平均相電流的±10%； 3）任一相頻率超出額定頻率的±1Hz； 4）各臺(tái)逆變器任一相電流諧波畸變超出5%； 5）功率因數(shù)小于0.9； 6）各臺(tái)逆變器任一相直流電流分量超過(guò)1A； 7）發(fā)生逆流； 8）任何一臺(tái)逆變器該輸出時(shí)無(wú)輸出； 9）電網(wǎng)失電。 ◆需要計(jì)算的數(shù)據(jù)：1）