自发自用余电上网分布式光伏项目实施方案.docx

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自发自用余电上网分布式光伏项目实施方案

自发自用余电上网-分布式光伏项目

实

施

方

案

编制单位：

XXX能源科技有限公司

编制日期：

第一章概述

1.1项目概况

奉贤园区1.5MW分布式光伏项目，位于XXXX产业园区内，利用A园区现有的混凝土和彩钢瓦厂房屋面安装光伏系统。

其中一期工程为1.5MW分布式光伏并网发电工程，分布在A园区4栋混凝土和2栋彩钢瓦上面。

图1.1园区卫星鸟瞰图（A园区为新园区建筑不显示卫星图中）

图1.2A园区光伏系统所在建筑的布置图

注：

其中#1、#4（A8和A9）为彩钢瓦屋面，其它四栋为混凝土屋面，变电站在中间位置，配备2台1000kVA变压器。

其中彩钢瓦屋顶面积为9250m2，混凝土屋面面积为11094m2。

屋顶结构较好，可使用的空闲区域较多，适合开发分布式光伏项目；

除去采光带、女儿墙、检修通道，彩钢瓦屋面预计可安装光伏系统约759.9kW，混凝土屋面预计可安装光伏系统约734.4kW。

具体分布如表1.1所示：

表1.1光伏系统分布列表

建筑名称

建筑屋面类型

屋面面积（m2）

组件类型

光伏装机容量（kW）

1#（A8）

彩钢瓦

4427

多晶255W

367.2

2#（A7）

混凝土

1508

多晶255W

96.9

3#（A6）

混凝土

1508

多晶255W

96.9

4#（A9）

彩钢瓦

4823

多晶255W

392.7

5#（A10）

混凝土

4039

多晶255W

270.3

6#（A11）

混凝土

4039

多晶255W

270.3

总计

1494.3

园区为10kV进线供电，其中A区变压器容量为2×1000kVA，园区目前负荷功率在150kW～400kW区间，变压器使用率较低，月用电量约60000～80000kWh（如2014年9月份用电量为64050kWh，其中峰值31740kWh，平时26490kWh，谷值5820kWh）。

1.5MW光伏发电系统月发电量在110000kWh~140000kWh（发电量和季节有关系），由于园区负荷较小且用电时间段和光伏发电时间段不完全一致，园区负荷只能消纳部分光伏电量，存在部分光伏电量上网的可能。

本方案光伏发电系统采用“自发自用，余电上网”的并网模式。

光伏系统输出汇流后，分两路并至2台厂配电变压器低压侧母线（最终接入方案和计量方案已供电公司意见为准）。

1.2项目团队组成

1）商务负责人：

负责项目申报、立项、协调、招标等前期工作。

2）各专业负责人：

管控施工进度，负责实施方案、图纸、施工管理、设备进场检验等。

3）采购负责人：

负责设备及材料的采购及沟通工作。

表1.2项目组织机构主要人员名单

序号

项目岗位/工种

工作场所

名单

职责

1

副总经理

公司

康丽惠

总体管控

2

总经理

现场

李中耀

现场管控

3

技术总监

公司与现场

田丰

技术管控

4

商务总监

公司与现场

杨华

商务总负责

5

项目经理

公司与现场

莫海宁

项目全程管控

6

商务经理

公司与现场

王宏博

商务协调

7

技术经理

公司与现场

张立群

技术监督和指导

8

技术经理

公司与现场

吴新平

技术监督和指导

9

监控系统开发经理

公司与现场

吴毅

监控系统研发和安装

10

现场协调

现场

仇春

现场协调

11

采购经理

公司

张丛

采购及订单跟踪

1.3装机容量及企业用电情况

（1）光伏系统装机容量预算

本项目场址位于上海市奉贤区南桥镇环城北路999号XXX产业园区内，根据现场勘察搜集资料，其中混凝土屋面总面积约11094m2，可利用面积约10000m2；彩钢瓦屋面总面积为9250m2，可利用面积约8000m2。

预计光伏发电系统总装机容量为1494.3kW，其中混凝土屋面安装734.4kW，彩钢瓦屋面759.9kW。

（2）企业用电分析

园区为10kV进线供电，其中A区变压器容量为2×1000kVA，园区目前负荷大概在150kW～400kW区间，变压器使用率很低，月用电量约60000～80000kWh（如2014年9月份用电量为64050kWh，其中峰值31740kWh，平时26490kWh，谷值5820kWh）。

1.5MW光伏发电系统月发电量在110000kWh~140000kWh（发电量和季节有关系），由于园区负荷较小且用电时间段和光伏发电时间段不完全一致，园区负荷只能消纳部分光伏电量，存在部分光伏电量上网的可能。

上海工商业用电两部制夏季：

峰时段（8-11时、13－15时，18-21时），平时段（6-8时、11-13时、15-18时，21－22时），谷时段（22时-次日6时）。

两部制非夏季：

峰时段（8-11时、18-21时），平时段（6-8时、11-18时、21-22时），谷时段（22时-次日6时）。

光伏发电时间段日均比例如下表所示：

序号

时间点

占日发电量百分比

备注

1

6:

00~7:

00

2.14%

2

7:

00~8:

00

5.31%

3

8:

00~9:

00

8.93%

4

9:

00~10:

00

12.20%

5

10:

00~11:

00

13.67%

6

11:

00~12:

00

12.66%

7

12:

00~13:

00

14.24%

8

13:

00~14:

00

13.11%

9

14:

00~15:

00

5.53%

10

15:

00~16:

00

4.52%

11

16:

00~17:

00

5.31%

12

17:

00~18:

00

2.15%

13

18:

00~19:

00

0.23%

汇总

100.00%

按光伏夏季发电量占全年发电量60%，非夏季发电量占全年发电40%计算，那么光伏系统在各时段的发电比例为：

（1）高峰期：

（8.93%+12.2%+13.67%+13.11%+5.53%+0.23%）×60%+（8.93%+12.2%+13.67%+0.23%）×40%=46.214%；

（2）平段期：

（2.14%+5.31%+12.66%+14.24%+4.52%+5.31%+2.15%）×60%+（2.14%+5.31%+12.66%+14.24%+13.11%+5.53%+4.52%+5.31%+2.15%）×40%=53.786%

（3）谷段期：

该时间段光伏系统没有发电量。

企业用电量高峰期约49.6%（电价为1.257元/kWh），平段期约41.3%（电价为0.787元/kWh），谷段期约9.1%（电价为0.299元/kWh）。

如2014年9月份用电量为64050kWh，其中峰值31740kWh，平时26490kWh，谷值5820kWh。

从以上数据可以看出光伏发电时间段和负荷时间段基本一致，但考虑到节假日期间及午休期间企业用电量少，光伏发电量“自发自用”比例按40%计算（约60%并入电网）。

（3）光伏系统并网方案

奉贤XXX园区1.5MW光伏项目预计配备2台100kW、3台250kW、1台500kW逆变器。

A园区厂配电为2×1000kVa（10kV/0.4kV），1.5MW光伏系统分为2个750kW子系统（其中系统1配备2台100kW和2台250kW逆变器；系统2配备1台250kW和1台500kW逆变器），每个子系统输出接至1台1000kVa变压器低压母排侧（计量装置安装位置已供电公司意见为准）。

图1.3光伏系统电气主接线图

1.4投资分析

表1.3分布式光伏项目投资比例分析

序号

项目

投资比例

1

晶硅组件

52%

2

并网逆变器

6%

3

光伏支架

5%

4

汇流箱

1%

5

配电柜

4%

6

电缆

5%

7

监控系统

2%

8

其他电气设备

3%

9

辅料

2%

10

土建费用

5%

11

安装费用

8%

12

其他费用

5%

13

接入系统

2%

合计

100%

表1.4项目投资概况表

项目投资清单明细

序号

项目名称

投资指标（元/W）

规模（W）

金额（万元）

备注

1

勘测（含地勘）、申请批复、招标等

0.20

1494300

29.886

2

设计费用

0.15

1494300

22.4145

3

组件

4.00

1494300

597.72

4

支架及基础

0.54

1494300

80.6922

5

逆变器

0.35

1494300

52.3005

集中式逆变器

6

汇流箱

0.08

1494300

11.9544

7

其它电气设备

0.15

1494300

22.4145

含交直流柜等

8

电缆

0.60

1494300

89.658

9

监控系统

0.05

1494300

7.4715

无线远程

10

安装工程

0.50

1494300

74.715

人工成本

11

其他费用

0.10

1494300

14.943

含三通、协调及辅料等

12

基本预备费

0.08

1494300

11.9544

按1%提取

13

接入系统

0.20

1494300

29.886

含配电柜、计量设备、接入调试等

工程静态投资

1046.01

单位静态投资指标

7.00

1.5气候环境分析

（1）地理位置

奉贤区是上海市的一个市辖区，东邻浦东新区，西接金山区、松江区，北交闵行区，南濒杭州湾。

位于长江三角洲东南端，地处上海市南部，南临杭州湾，西北枕黄浦江，与闵行区隔江相望，东、东北与浦东新区接壤，西、西北分别与金山区、松江区相邻，南与杭州湾中的浙江省嵊泗县滩浒乡相望。

境内有31.6公里杭州湾海岸线，13公里黄浦江江岸线。

（2）气候资源

奉贤区属北亚热带季风气候，四季分明，冬夏两季长，春秋两季短，冬季较寒冷，夏季较炎热、湿润，多雷暴雨降水。

在地理位置与气象上，奉贤区南桥西南部为上海市冷极所在，处杭州湾北岸内陆离海岸较近。

年内光、温、水同季，有利于农业生产的多熟制、多种作物栽培。

1．四季气候特征

奉贤区一年四季气候变化明显，季节的划分以五天的平均气温低于10℃的为冬季，高于22℃的为夏季，10—22℃为春季和秋季。

　　春季：

4月1日一6月4日，共65天；夏季：

6月5日一9月22日，共110天；秋季：

9月23日一11为26日，共65天；冬季：

11月27日—次年3月31日，共125天。

　春季气温回升缓慢，且具跳跃式升高，冷空气活动较频繁，天气变化过程较多，俗谓“春天孩儿脸，一天变三变”，经常出现连续阴雨、日照少、倒春寒等天气。

　夏季前期有一段黄梅雨，一般在7月上旬出梅，7、8月份是盛夏高温季节，为一年最热时期，有一段伏旱，降水主要是局部地方性雷阵雨和台风雨。

　　秋季前期有一段早秋雨，10月开始一般是秋高气爽的天气。

冬季一般以冬旱为主，但也有湿冬出现。

1月中旬到2月上旬是最冷时期。

2、日照

太阳辐射是地表面最主要的热量源泉。

奉贤区年平均太阳辐射总量为477．9千焦／平方厘米。

据1959—1981年的统计资料，最多年份1978年为526．8千焦／平方厘米，最少年份1960年为450．7千焦／平方厘米，夏季强、冬季弱，与温度年变化基本一致。

1959一1985年日照总量年平均为2079．1小时，最多年份1978年为2442．8小时，最少年份1970年为1828.1小时。

3、气温

奉贤区气候受海洋调节明显，夏天昼热夜凉，冬天日暖晚寒，春秋两季，冷热变化无常，俗话出门要防三、九月。

特殊高温和低温的遭遇不多。

7、8月间，月平均气温为27．4℃，最高曾达40℃（1934午7月12日）。

最冷的1月份，平均气温3．3℃，最低曾达零下11℃（1931年1月10日）。

11月至次年4月常有寒潮侵袭，气温急降。

原川沙县境中东部沿海地区气温偏低，西南部和西北部地区受上海市工业区热岛效应影响，气温偏高。

　4．地温

奉贤区土壤表面年平均温度为19．0℃，比平均气温15．5℃高3．5℃。

土壤温度浅土层5、10厘米的两个深度，历年平均地温分别为17．4。

c、17．2℃，比平均气温15．5℃偏高1．7—1．9℃。

全年各月平均土壤温度1、2月份为5℃左右，其他月份均在5℃以上。

7、8月份升高到28—30℃。

历年5厘米深地温达10℃的初日平均为3月23日，达15℃的初日平均为4月18日，均比气温提早10天左右。

5．风

奉贤区受季风的影响明显。

每年5月至9月，风从东南海洋上吹来，气候湿热多雨。

10月至次年4月，风从西北的内陆吹来，气候较干寒。

一年中东南风最多，西北风及东北风居次，西南风最少。

冬季受寒侵袭时也有16米／秒大风。

每年7—9月常受来自太平样上的热带风暴侵袭。

强热带风暴10年中常有3—4次。

1959一1985年的27年中有16次强热带风暴。

影响严重的9次。

每年受热带风暴侵袭次数不—，如1959年和1960年分别有4至5次；1964年牵1970年持续7年无热带风暴影响。

　6．降水

奉贤区年平均降水量约为1100毫米，雨日约131天。

降水主要由春雨、梅雨、秋雨、暴雨、雪、霜等构成。

全年降水集中时段为春雨、梅雨、秋雨。

冬季少雨。

春雨从2月底3月初开始逐渐增多，至5月中旬为春雨最多时期。

6月中旬到7月下旬为黄梅雨季节连续阴雨，日照少，高温闷热。

有的年份出现气温偏低的冷黄梅。

奉贤区常年平均入梅期是6月13日，7月7日出梅，持续25天，平均降水量为195．2毫米，约占全年降水量的20％。

秋雨，早的年份在8月下旬开始，有的年份可推迟至10月上旬结束。

每年5—9月为汛期，降水量平均为697．8毫米，平均每个月降水量100毫米以上，占全年总降水量的60％以上。

由于热带风暴、局部地区雷暴和特殊天气变化造成的暴雨，每年常出现。

1959—1985年的27年中，有暴雨76次。

1977年8月21日一次特大暴雨，凌桥地区降雨415．6毫米；1985年9月1日高桥地区降雨328毫米；2001年8月的暴雨降水量达322．3毫米。

奉贤区年平均下雪为7．3天。

1959—1985年的27年中，平均2至3年有—次积雪。

1970年3月12日一次大雪，积雪10厘米。

1977年—次最大，积雪15厘米。

极端最早雪日为1985年的12月8日，极端最迟雪日为1980年的4月24日。

霜的初终日期，每年不一致，主要由冷空气侵袭的时期而定。

奉贤区平均初霜日为11月18日，平均终霜日为3月31日，平均无霜期为232天。

极端最早初霜日为10月24日（1981年，百年来第一次），极端最早终霜日为3月21日（1954年），极端最迟初霜日为11月27日（1958年），极端最迟终霜日为4月16口（1961年）。

极端无霜期最长254天，最短196天。

1.6太阳能资源分析

（1）概况

地球上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。

资源丰度一般以全年总辐射量和全年日照总时数表示。

就全球而言，美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大，为世界太阳能资源最丰富地区。

下图为我国国家气象局风能太阳能资源评估中心发布的我国日照资源分布图：

图1.4我国太阳能资源分布图

按照日照辐射强度上图中将我国分为四类地区。

一类地区（资源丰富带）全年辐射量在6700MJ/m2以上。

相当于230kg标准煤燃烧所发出的热量。

主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部、新疆南部、河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部等地。

二类地区（资源较富带）全年辐射量在5400～6700MJ/m2，相当于180～230kg标准煤燃烧所发出的热量。

主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏中北部和安徽北部等地。

三类地区（资源一般带）全年辐射量在4200～5400MJ/m2。

相当于140～180kg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。

四类地区全年辐射量在4200MJ/m2以下。

主要包括四川、贵州两省。

此区是我国太阳能资源最少的地区。

从全国太阳能资源空间分布来看，上海市奉贤地区水平面年均日照辐射总量为5121.7MJ/㎡，属于三类地区，太阳能资源一般带，比较适合建设光伏项目。

1.7项目年发电量及节能减排量

工程装机容量为1494.3kWp，在太阳能电池组件寿命期内可节约标准煤约12689t，而且粉尘、SO2，NOX的零排放，耗水指标也接近于零；实现了名副其实的低碳经济可再生能源利用，为能源供应的安全可持续发展做出了贡献。

根据上海市奉贤区全年的太阳辐射能量、太阳能光伏电站总装机容量，预测1494.3kWp并网光伏发电系统的第1年总发电量为164.5万kWh（度），往后每年按1%的衰减速度计算。

第二章光伏系统设计

2.1设计依据

上海市奉贤区气象报告

GB2297—89太阳能光伏能源系统术语

GB2296—2001太阳能电池型号命名方法

GB6497—1986地面用太阳能电池标定的一般规定

GB∕T9535—1998地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型

GB∕T6495.1—1996光伏器件第1部分：

光伏电流—电压特性的测量

GB∕T6495.2—1996光伏器件第2部分：

标准太阳能电池要求

GB∕T6495.3—1996光伏器件第3部分：

地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辐照度数据

GB∕T6495.4—1996晶体硅光伏器件的I_V实测特性的温度和辐照度修正方法

GB∕T18210—2000晶体硅光伏（PV）方阵I_V特性的现场测量

GB∕T18479—2001地面用光伏（PV）发电系统概述和导则

GB37∕T729—2007光伏电站技术条件

GB50009—2001建筑结构荷载规范

GB∕T191包装储存图示标志

GB∕T19939—2005光伏系统并网技术要求

GB∕T20046—2006光伏（PV）系统电网接口特性（IEC61727:

2004,MOD）

GB∕Z19964—2005光伏发电站接入电力系统技术规定

GB4208外壳防护等级（IP代码）（IEC60529:

1998）

GB3859.2-1993半导体交流器应用导则

GB∕T14549—1993电能质量公用电网谐波

GB∕T15543—2008电能质量三相电压不平衡

其他标准和规范

IEC61215晶体硅光伏组件设计鉴定和定性

IEC61730.1光伏组件的安全性构造要求

IEC61730.2光伏组件的安全性测试要求

GB12326-2000电能质量电压波动和闪变

GB12325—2003电能质量电力系统供电电压允许偏差

GB∕T14549—1993电能质量公用电网谐波

GB50057—2000建筑物防雷设计标准

DL∕T448—2000电能计量装置技术管理规程

GB50217—2007电力工程电缆设计规范

DL∕T404—20073.6KV～40.5KV交流金属封闭开光设备控制设备

《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001

《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000版）

《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-2008

《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005

2.2光伏组件选型及布置

本项目选用255W多晶组件5860块，共1494.3kW。

主要技术性能参数见表2.1和表2.2所示：

表2.1255Wp多晶组件性能参数

最大输出功率（Pmax）

255Wp

功率公差范围

±3%

最佳工作电压（Vmp）

30.58

最佳工作电流（Imp）

8.34

开路电压（Voc）

37.9

短路电流（Isc）

8.84

最大系统电压

1000

组件尺寸（mm）

1640x992x35

重量（kg）

19

电流温度系数

+0.049%/℃

电压温度系数

-0.340%/℃

功率温度系数

-0.410%/℃

注：

上述组件功率标称在标准测试条件（STC）下：

1000W/m²、太阳电池温度25℃、AM1.5。

彩钢瓦厂房屋面布置多晶255W组件2980块，共759.9kW（其中1#厂房1440块，367.2kW；4#厂房1540块，392.7kW）。

混凝土厂房屋面布置多晶255W组件2880块，共734.4kW（其中2#厂房380块，96.9kW；3#厂房380块，96.9kW；5#厂房1060块，270.3kW；6#厂房1060块，270.3kW）。

系统总装机容量为1494.3kW。

组件布置如图2.1所示：

图2.1组件布置图

2.3并网逆变器选型

现阶段，根据系统装置规模和发电单元设计组合形式，初步选定2台500kW并网逆变器、3台250kW逆变器、2台100kW逆变器（待定）。

表2.3逆变器主要性能参数

2.4光伏组件串并联数

光伏方阵中同一光伏组件串中各光伏组件的电性能参数宜保持一致，并与并网逆变器相匹配，光伏组件串最大串联数可由下列公式求得：

（1）电池组计算参数

冬季电池板工作时最低环境温度为：

-20℃；

夏季电池板工作时最高环境温度为：

70℃.

（2）电池组件串并联组合

式中：

Voc——光伏电池组件的开路电压（V）；

t——为光伏电池组件工作条件下的极限低温（℃）；

Kv——光伏电池组件的开路电压温度系数；

S——光伏电池组件的串联数（S向下取整）；

Vdcmax——逆变器允许的最大直流输入电压（V）。

经计算，本项目光伏组件采用20块串联，根据逆变器的配置要求并联接至逆变器直流侧。

2.5电缆选型

该项目所涉及的电线电缆设计依照项目招标文件和《电力工程电缆设计规范—GB50217-2007》及相关的电线电缆技术、规格参数

根据技术规格书的要求及敷设条件确定电缆型号，再按发热条件选择电缆截面，最后选出符合其载流量要求，并满足电压损失及热稳定要求的电缆截面。

考虑系统运行中影响载流量的因素

绝缘材料的最高运行温度

电线、电缆载流量与绝缘材料的最高运行温度有关，导体的负荷在正常持续运行中产生的温升不应超过下表规定的温度极限。

上表列出的是额定电压不超过交流1kV或直流1.5kV无铠装电缆和绝缘导线的最高运行温度。

对电线的最高运行温度，是指导体的温度，不是绝缘材料表面的温度，绝缘材料表面的温度低于导体的温度，而且和通风条件有关，通风越好，绝缘材料表面的温度越低。

电缆的最高运行温度与电线不同，是指护套的温度，护套主要是起保护绝缘作用，因此电缆绝缘护套材料的最高运行温度比电线的绝缘材料高。

电线电缆的温升与施加在电线电缆上的电压无关，只与通过的电流有关。

在相同的截面下，通过的电流越大，电