中海家用光伏电站实施方案-2016-5-17

1中海滨湖公馆5kW家用分布式光伏电站实施方案合肥海润光伏科技有限公司二〇一六年五月2目录一、项目汇总表...................................................3二、项目概况.....................................................3（一）地理位置..................................................3（二）资源情况..................................................4（三）系统设计应用方向..........................................5（四）装机容量..................................................6（五）总投资...................................................6（六）预计发电量................................................6(七)电网接入方案................................................6三、项目技术方案.................................................7四、发电计量系统配置方案..........................................21五、技术经济分析..................................................26（一）项目总投资................................................26（二）系统效率..................................................26（三）衰减量分析................................................27（四）系统发电量.................................错误!未定义书签。3一、项目汇总表用户侧示范项目汇总表二、项目概况（一）地理位置合肥，安徽省省会，位于安徽中部，长江淮河之间、巢湖之滨，通过南淝河通江达海，具有承东启西、接连中原、贯通南北的重要区位优势，是全省政治、经济、文化、信息、金融和商贸中心，全国重要的科研教育基地，国家级皖江城市带承接产业转移示范区的核心城市。（二）资源情况太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。根据中国气象局风能太阳能评估中心推荐的国内太阳能资源地区分类办法，共分5类，其中：业主名称装机容量（千瓦）组件规格总投资(万元)占用面积（平方米）中海滨湖公馆5250W多晶组件见附表504图一太阳能资源分布图四类地区全年日照时数为1400～2200小时，辐射量在4190～5020MJ/m2。相当于140～170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。合肥市年太阳能总辐射量为4536MJ／m2，属于我国第四类太阳能分布地区，次区域年辐射总量为4200～5000MJ／m2，相当于日辐射量3.2～3.8KWh/m2。5根据合肥市有关气象资料统计，合肥市的主要气象要素见表一。表一合肥市主要气象要素表气象要素单位数值多年平均气温℃17.6日照时数小时1909.4多年平均太阳总辐射量MJ／m24542多年平均年降水量mm1121.2年平均雷暴日数天27.5多年平均台风影响次数次/年3多年平均雾日数天32.5多年平均大气压hPa1016.2多年平均水气压hPa16.6多年平均相对湿度%83盐雾多发合肥市地处中纬度地区的太平洋西海岸，属北亚热带海洋性季风气候，四季分明、气候温和湿润、光照充足，降水丰沛。年平均气温16.7℃。春季始于3月；夏季自梅雨开始，进入盛夏后，高温干燥；秋季秋高气爽；冬季晴朗少雨。合肥日照条件较为充足，太阳能资源相对比较丰富，年累计日照时数为1909小时。日照时数的分布以夏季最多，达600～700小时，占年总时数的三分之一左右；冬季最少，约360～465小时，仅占年总时数的18～23％。6目前很多光伏项目气象资料也参照美国NASA的数据，详见表二：表二合肥地区基本气象资料统计表（NASA气象数据）合肥地区基本气象资料统计表（NASA气象数据）月份温度(°C)相对湿度水平面日辐射量(kWh/m2/d)最佳角度(25.9°)日辐射量(kWh/m2/d)气压(kPa)风速(m/s)一月4.800.7372.633.47102.504.90二月5.900.7353.093.71102.304.90三月9.000.7493.533.76102.004.50四月14.000.7704.284.15101.504.30五月18.500.7984.844.47101.004.00六月22.400.8464.584.13100.504.10七月25.900.8725.174.68100.404.20八月25.800.8654.784.57100.504.10九月22.700.8084.074.21101.504.30十月17.900.7513.363.90101.104.30十一月12.700.7392.793.57101.804.60十二月7.300.7352.583.60102.204.70年平均15.600.7843.814.02101.504.40(三)系统设计应用方向利用闲置的建筑物屋顶建设光伏发电项目，无需占用宝贵的土地资源。太阳能光伏发电系统可原地发电，原地使用，减少了电力输送中的线路损耗。由于太阳能电池板阵列安装在屋顶上直接吸收太阳能，因此太阳能光伏发电系统同时也降低了屋顶的温升，减轻了建筑的空调负荷，降低了企业的能耗，进一步降低企业运营成本。本项目拟采用目前国内最先进的多晶硅电池组件、转换效率最高的逆变器来组成屋顶光伏电站。采用250Wp大容量多晶光伏组件，并合理选择设备配置，发出的电量是完全的绿色清洁能源。71、有效利用空间太阳能光伏发电与建筑物相结合，充分利用了建筑物空间，节约了土地资源，体现了环保与城市建设的统一。2、改善环境、保护气候光伏发电不产生传统发电技术（例如燃煤发电）带来的污染物排放和安全问题，没有废气或噪音污染。系统报废后也很少有环境污染的遗留问题。（四）装机容量合肥中海滨湖公馆屋顶5kW光伏发电项目，拟利用屋顶面积总计约50平方米。本电站设计运营寿命为25年，累计发电量约7万千瓦时。本项目总装机容量：5kWp；安装电池板类型：多晶250Wp太阳能电池组件安装电池板数量：20块采用的光伏并网逆变器：5KW组串式逆变器使用屋顶面积：约50平方米（五）总投资本项目总投资参见附表（六）预计发电量本项目预计发电量如下（计算见后）年平均上网电量：4200度25年累计发电量：10.5万度8三、项目技术方案1）屋顶平面图屋顶区域图：92）系统构成光伏并网发电系统由光伏电池组件、光伏并网逆变器组成，采用具有国际先进技术水平的国产化设备。采用用户侧低压并网方式（220V）,单点并网方式。设计采用两种安装方式，1、水平屋顶--自重式支架安装示意2、倾角屋顶—屋面侧铺采用屋面拆除瓦片植化学螺栓的方式来固定光伏支架10光伏并网变流器：设计采用带工频隔离变压器的5KW光伏并网变流器；4）并网方式本项目采用逆功率保护并网型太阳能光伏发电系统，发电采用自发自用方式。不可逆流系统，是指光伏系统的发电量始终小于或等于负荷的用电量，电量不够时由电网供电，即光伏发电系统与电网形成并联向负荷供电。这种系统，即使当光伏系统由于某种特殊原因产生剩余电能，也只能通过某种手段加以处理或放弃。由于不会出现光伏系统向电网输电的情况，所以称为不可逆流系统。太阳能光伏并网电站是利用太阳能电池阵列将太阳能转换成为直流电能，再通过直流/交流并网逆变器将光伏组件发出的直流电逆变成50赫兹、400伏的交流电。逆变器的输出端通过配电柜与变电所内的变压器低压端（220伏）并联，用户侧并网。系统无蓄电池储能设备（将电网作为储能单元）。其系统原理如图所示。图六用户侧光伏并网系统原理图11表四0.12兆瓦用户侧低压并网光伏系统的主要设备清单序号名称规格或型号数量备注1多晶太阳能电池250W20块2光伏并网逆变器5KW1台带隔离3交流并网配电箱1台分开设置5）系统保护及安全措施并网光伏系统须配备必要的检测、并网、报警、自动控制及测量等一系列功能，特别是必须具备防止“孤岛效应”的功能，以确保光伏系统和电网的安全。光伏系统在并网运行过程中由于电网故障或并网逆变器发生异常时，必须检测故障并迅速停下逆变器以保护电网安全，光伏系统并网保护装置主要包含：低电压保护、过电压保护、低频率保护、过频率保护、对地故障保护、过电流保护及孤岛保护等策略及措施；1、本系统采取对电网频率变压器绝缘方式的并网逆变器，逆变器的直流输入和交流输出之间具有电气隔离功能，直流侧接地故障不会直接影响到电网；逆变器在运行过程中实时检测直流正负极的对地阻抗，从而保证逆变器直流侧的短路故障不会影响到电网。2、孤岛防护。“孤岛效应”是指电网失电情况下，发电设备仍作为孤立电源对负载供电的一种现象。“孤岛效应”对设备和人员的安全存在重大隐患，体现在以下两方面：一方面是当检修人员停止电网的供电，并对电力线路和电力设备进行检修时，若并网光伏电站的逆变器仍继续供电，会造成检修人员伤亡12事故；另一方面，当因电网故障造成停电时，若并网逆变器仍继续工作，一旦电网恢复供电，电网电压和并网逆变器的输出电压在相位上可能存在较大差异，会在这一瞬间产生很大的冲击电流，导致设备损坏。孤岛效应的防护措施主要有被动式和主动式两种检测方式。被动式检测方式是通过实时检测电网电压的幅值、频率和相位，当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率和相位参数上产生跳变信号，通过检测这种跳变信号来判断电网是否失电。被动式主要有电压相位突变检测方式和频率变化检测方式，其中电压相位突变检测方式最为常用。主动式检测方式则是先把电网变动因素提供给逆变器，并让变动因素在并网运行时不出现在输出中，而只在单独运行中出现，这样即可检测出电网异常。主动式主要有频率变动方式，有功功率变动方式、无功功率变动方式、负载变动方式，其中频率变动方式最为常用。3、此外，在并网逆变器检测到电网失电后，应能够立即停止工作；而当电网恢复供电时，并网逆变器不应立即投入运行，而是应持续检测到电网信号在一段时间(如90秒)内完全正常，再重新投入运行。6)低压电缆、导线的选型及敷设所选电缆的横截面积和连接器容量必须满足最大系统短路电流（用于单个组件的电缆线材质和横截面积推荐为铜芯，耐压500/750V，连接器的额定电流大于10A）。方阵内部和方阵之间的连接选取的电缆额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.5倍。光伏系统中组串连接线应采用耐高温、抗紫外线的经过TUV权威认证的2PFG1169型号4平方或6平方的光伏专用直流电线。逆变器连接选取的电缆额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.25倍。13单回路穿镀锌金属电管或PVC电管敷设。多回路汇总后沿电缆沟/铝合金线槽敷设。线管管径和铝合金线槽截面面积需满足相关电气设计规范。电缆、导线在线槽内应做固定。7）防雷和接地光伏系统设备的安全性和稳定性的技术措施主要涉及到防雷和接地的专项措施。1、直流侧防雷措施：电池支架应保证良好的接地，光伏电池阵列连接电缆接入光伏防雷汇流箱，汇流箱内已含高压防雷器保护装置；2、交流侧防雷措施：每台逆变器的交流输出经交流并网配电柜接入电网（用户自备），并网配电柜装有防雷器，可有效地避免雷击和电网浪涌导致设备的损坏；3、所有的机柜要有良好的接地。4、对于安装在屋顶或建筑物上的光伏系统，特