光伏电站的设计原则、要点及电站建设中的质量风险点

光伏发电工程设计管理培训工程公司：周平[e-mail]二零一四年九月三、光伏发电工程设计质量控制要点二、光伏发电工程设计管理一、光伏发电工程设计主要内容目录1光伏发电工程设计阶段一、光伏发电工程设计主要内容2预可研设计主要设计内容3可研设计主要设计内容4施工图设计主要设计内容预可研设计阶段主要任务初步研究项目的技术和经济可行性。重点研究光资源、场地、建设、接入系统、上网电价、投资等。编制目的确定项目技术和经济可行性，据此编制项目建议书，争取列入项目所在地光伏电站年度建设计划，获取路条。可研设计阶段主要任务进一步论证项目技术和经济可行性。重点研究项目规模、太阳能资源、工程地质、总体方案设计、发电量计算、电气、土建、消防、施工组织、工程管理、财务评价等。编制目的落实建设条件，确定工程方案和投资概算，申请项目核准施工图设计阶段主要任务深化、细化设计。重点研究光伏子阵布置、光伏支架及基础、电气、结构、建筑、暖通设计等。编制目的满足设备材料采购和施工需要。1光伏发电工程设计阶段1主要研究成果：预可研报告（含投资估算和经济评价）报告附图项目开发相关性文件23报告主要附图：工程地理位置示意图电站总平面布置图光伏子方阵布置图电站接入系统接线图电气主接线图升压站电气设备布置图电气配电间电气平面布置图2预可研设计主要设计内容报告主要内容：项目概况、建设必要性、任务和规模、太阳能资源、地质、光伏发电系统、电气、总平及土建、施工组织设计、环境影响评价、投资估算、财务效益初步分析、结论及建议等共13章1主要研究成果：可研报告（含投资估算和经济评价）报告附图初勘报告项目核准支持性文件相关专项研究报告（如接入系统、环评、水土保持、工业卫生预评价报告等）23报告主要附图：工程建设用地范围图电站总平布置图光伏子方阵布置图电气主接线图电气保护配置图厂用电系统接线图光伏组件支架结构图光伏组件支架基础图……3可研设计主要设计内容报告主要内容：共15章，同预可研报告内容相比，增加：总体方案设计发电量计算工程消防设计工程管理设计环保和水土保持设计劳动安全与工业卫生节能降耗分析4施工图设计主要设计内容系统设计总平布置电气设计土建设计给排水消防设计暖通设计主要包括：发电系统接线设备选择光伏阵列布置集电线路设计……主要包括：阵列区布置升压站和管理区布置站内集电线路站内道路围栏站区绿化防洪排涝设施主要包括：电气主接线配电装置无功补偿装置站用电与直流电源系统电气二次接线防雷接地电缆敷设主要包括：光伏支架及基础逆变器室和箱变基础升压站和管理区建筑结构设计主要包括：生产用水生活用水污水处理消防系统主要包括：逆变器室暖通设计升压站和管理区建筑暖通设计1设计管理的主要工作二、光伏发电工程设计管理2设计管理依据性文件3可研设计主要基础资料4可研设计阶段需取得的支持性文件1设计管理的主要工作确定设计原则收资测量勘探和试桩专项研究委托光资源与气象资料厂址相关资料若场址勘测工作未委托设计院，需进行地形测量、地质勘探和试桩委托重点确认设计深度符合集团公司深度要求，主要设计原则和标准符合集团公司管理导则要求，建安造价不突破集团公司造价控制指标，主要外部条件基本落实，设计原则和主要要求已体现设计委托可研内审上报集团审查落实审查意见委托开展项目核准所需支持性文件相关专项研究，取得支持性文件落实集团审查意见，确认集团批准执行概算前期设计管理确定建设规模、光伏发电技术路线、技术标准、工程投资及收益要求，业主其他要求施工图设计管理设备采购及技术协议设备厂家资料催交接入系统设计资料收集等原则上应委托与可研设计同一家单位组织施工图设计评审和设计优化工作设计委托设计变更管理设计输入管理设计评审和设计优化设计协调及技术支持管理设计计划管理施工图设计管理执行集团新能源项目工程建设管理办法2设计管理依据性文件行业标准和管理规定：《光伏发电站设计规范》GB50797-2012《太阳能资源评估方法》（中国气象局）QX/T89-2008《光伏并网电站太阳能资源评估规范》GB《光伏发电工程预可行性研究报告编制办法(试行)》-水规总院GD002-2011《光伏发电工程可行性研究报告编制办法(试行)》-水规总院GD003-2011《光伏发电站接入电力系统技术规定》GB/T19964－2011《国家发改委关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业发展的通知》（发改价格〔2013〕1638号）集团管理文件：《光伏发电工程可研设计管理导则》（2014版）《光伏发电工程可研设计内容深度规定》（2014版）《中国电力投资集团光伏发电工程典型设计》（2014版）《光伏发电工程设计造价参考指标》（2014年水平）《光伏发电工程总包配送物资标准化技术规范书》《中电投集团新能源工程前期管理导则》（2013版）《关于全面提升光伏电站开发建设质量的若干意见》中电投水新〔2014〕432号《中国电力投资集团公司新能源项目工程建设管理办法》3可研设计主要基础资料-代表气象站-参考气象站业主收集并提供-长系列日照日照时数，不小于10年-长系列日照时数、辐射量，不小于10年--项目可享受的优惠政策（电价补贴等）工程场址区域水文气象资料3可研设计主要基础资料业主收集并提供工程场址勘测业主负责，应向提供：-厂址范围内不小于1:1000的地形图-场址区工程地质勘察报告-地区社会经济现状及发展规划-地区电力系统现状及发展规划、太阳能发电发展规划、电网地理接线图、站址附近变电站及进出线路基本情况-场址区域土地利用规划和可利用的给排水设施等资料，站址土地性质、征租地价格。-工程所在地自然地理、对外交通条件、周边粉尘等污染源分布情况；-工程边界及其外延10km范围内比例尺不小于1:50000的地形图、当地行政规划图4可研设计阶段需取得的支持性文件支持性文件管理部门项目用地的审查意见国土部门项目用地是否压覆矿产的审查意见国土部门项目选址的审查意见城建、规划部门环保部门项目场址审查意见文物部门项目接入电网的审查意见电力部门环境保护和水土保持的审查意见环保部门项目场址区地质灾害的审查意见国土部门劳动安全与工业卫生预评价报告审查意见安监局1太阳能资源分析三、光伏发电工程设计质量控制要点2工程地质3系统总体方案设计4电气设计5土建设计6设计概算编制1太阳能资源分析太阳能资源分析工程代表年太阳总辐射量日照小时数的确定光资源数据分析方法基础资料收集主要设计标准太阳能资源评估方法（QX-T-89-2008）光伏发电站设计规范（GB50797-2012）光伏并网电站太阳能资源评估规范1太阳能资源分析工程代表年太阳总辐射量、日照小时数确定光资源数据分析方法基础资料收集项目所在地逐日太阳能辐射数据、气温等气象数据。（用于推导各月典型日太阳能辐射规律计算组件温度影响损失、不可利用太阳光损耗）气象站资料，包括项目最近的国家基本气象站（参考气象站）多年逐月太阳能辐射数据（包含直接散射辐射分量）日照时数、日照百分率数据（当该站无太阳能辐射数据时用于推导辐射量）、多年极限高温、多年极限低温、多年平均气温、多年平均风速、扬尘雷暴等天数资料。若最近的气象站无逐月太阳能辐射数据，应至少收集一个参考气象站多年逐月太阳能辐射数据。根据收集到的光资源数据，相应进行光资源分析。若有项目所在地逐日太阳能辐射数据，通过参考气象站推导将短期数据拓展为长序列数据，作为后续代表年辐射量依据。若只有气象站逐月日照时数数据，通过参考气象站推导将长序列日照时数数据推算为太阳能辐射数据，作为后续代表年辐射量依据。工程代表年太阳总辐射量数据一般根据长序列数据年际变化情况采用相应方法确定：正态分布法：若长序列数据近十年平均值与三十年数据基本持平时采用，选取曾经发生过的最高频率数据作为工程代表年月数据。平均法：若长序列数据近十年平均值与三十年数据有较大不同时采用该方法，工程代表年各月数据根据平均法确定。1太阳能资源分析气象站资料收集修正计算同类项目对比验证质量控制要点Descriptionofthecompany’ssubcontents2工程地质2.1勘察工作阶段及过程可研勘察初步勘察施工勘察•光伏项目可研勘察与初步勘察合并进行，达到初勘深度要求，为可研设计提供依据。•施工勘察，即详勘，为满足施工图设计提供依据。•光伏初勘阶段同步委托地形图测量，1:1000，复杂地形1:500。•若场地条件简单，且场地附近已有岩土工程资料，在选定场地后总平面布置可确定的前提下，可免去初勘，直接进行详勘（适当简化）。2.2勘察任务、方法及主要结论综合现场踏勘、收资及布置适量钻探、井探等勘探手段-初勘是较大范围控制性的初步查明整个场地岩土工程条件-详勘则是结合总平布置对光伏支架及不同建筑物区域岩土工程条件有针对性的详细查明-查明地层分布特征，岩土物理力学性质，地下水埋藏条件；-评价场地和地基地震效应；-分析场地不良地质现象的成因、分布及对场地稳定性的影响及危害程度，并提供整治方案及所需计算参数；-对各层地基土进行评价，提供地基岩土承载力和变形设计参数，对光伏支架及拟建（构）筑物地基基础方案提出建议；-对特殊性土（盐渍土、湿险性黄土等）按有关标准和设计要求进行勘察试验和分析评价。-提供土壤电阻率并综合水、土腐蚀性试验结果进行水、土腐蚀性判定；-在季节性冻土地区，调查场地土的标准冻结深度。勘察主要结论方法任务2.2勘察任务、方法及主要结论按照勘察报告推荐的一种或两种桩型选择有代表性的区域进行初勘后若确定光伏支架或建筑物需采用桩基础，一般需在详勘前或与详勘同步进行试桩，为桩基础设计及工程桩施工提供依据-通过试验桩的施工为工程桩施工提供施工工艺和施工参数。-通过单桩静载荷试验分别确定单桩抗压、抗拔及水平承载力特征值，为桩基础设计提供参数。试桩主要结论方法任务2.3主要勘察标准1）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）2）《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）3）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）5）《土工试验方法标准》（GB50123-1999）6）《建筑桩基技术规范》（JGJ94—2008）7）《建筑地基基础设计规范》（GB/T50007-2011）8）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106—2003J256—2003）2.4质量控制要点质量控制要点BECDA对拟建场地做出稳定性评价、土壤腐蚀性评价、推荐基础型式等，是初勘的主要内容，特别是稳定性问题应在初勘阶段基本解决，不宜留给详勘阶段勘探方法不应单纯采用钻探，应根据具体情况选择。对复杂地质条件和某些特殊性土如黄土，布置一定数量的探井是很必要的岩土工程分析应具有明确的针对性，不仅要了解光伏支架及各建筑物的上部荷载、结构类型、埋置深度和变形限制的要求，而且要充分结合场地地层情况，以便提出岩土工程设计参数和适宜的地基基础设计方案的建议若推荐采用桩基础，桩基持力层一般情况下应选择具有一定厚度、承载力较高、压缩性较低、分布均匀、稳定的密实或坚硬岩土层地下水是岩土工程分析评价的主要因素之一，但只限于查明场地当时的情况有时还不够，故在初勘和详勘中，应通过资料搜集等工作，了解地下水位动态及多年的水位情况3系统总体方案设计逆变器选型光伏组件串并联方案方阵电气设备配置方案光伏组件安装方案组件支架间距及方位角选择组件布置形式光伏发电总效率3.1逆变器选型逆变器选型集中式逆变器地势较为平坦的平地光伏电站及坡向较为一致的山地光伏电站采用集中式逆变器组串式逆变器在地势起伏较大及坡向较为复杂时进行技术经济比较后可采用组串式逆变器，初投资略高，后期维护工作量可能较大3.2光伏组件串并联方案对于集中式逆变器方阵，推荐每1MW单元方阵采用1.06以上配比进行组串布置。根据项目所在地最近的气象站资料中的极限温度及所选逆变器直流最大允许输入电压计算组件允许串联范围，并根据方阵布置确定最佳串联个数。对于组串式逆变器方阵，推荐每台逆变器接入允许最大并适当减少交流汇流箱个数。功率光伏电池组件，组件串联数一般20－22块。多晶260Wp及以上一般20块串联。3.