江苏太仓500kW光伏示范电站.docx
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江苏太仓500kW光伏示范电站
江苏太仓500kW光伏示范电站
总体方案设计
2011年12月25日
一、项目概况
1.1项目地点及建设规模
江苏太仓市南仓金属材料有限公司新厂区位于南郊新城区工业安置区横五路，占地面积30亩,总投资8000万元人民币。
建造厂房10400m²，其中：
生产车间6600m²、研发及化验分析用房800m²、仓库1000m²、办公及辅助用房2000m²。
本项目拟在新厂区的原料仓库屋顶、冶炼车间屋顶、浇铸拉丝车间屋顶，以及成品仓库屋顶安装光伏组件，总装机容量为
kW。
图1-1南仓金属新厂区效果图
1.2项目地理位置
项目地点：
江苏太仓市
经度：
东经121.1°
纬度：
北纬31.45°
海拔：
4米
1.3供电要求
供电电压：
380VAC/50Hz
发电类型：
380V低压并网
二、项目场址太阳能资源
据统计，太仓市每年的太阳辐射总量达到1383kWh/m2，日照时数平均值为1961h。
具体每月份的太阳能辐照强度如下表所示：
表2-1太仓太阳能辐照强度
时间
空气温度
相对湿度
月平均太阳辐照度
风速
月
°C
%
kWh/m²
m/s
1
3.9
76.5%
83.39
4.2
2
5.4
75.4%
87.92
4.2
3
9.1
75.5%
103.23
3.9
4
14.7
76.2%
127.50
3.7
5
19.2
78.7%
148.18
3.3
6
22.9
83.4%
137.40
3.4
7
26.1
86.2%
156.55
3.5
8
25.6
86.5%
146.01
3.4
9
22.1
82.6%
119.70
3.5
10
17.0
77.9%
105.40
3.5
11
11.6
76.7%
84.30
3.8
12
6.0
76.5%
83.08
4.0
三、光伏电站系统设计
3.1并网光伏系统原理
系统的基本原理：
太阳能电池组件所发直流电通过光伏并网逆变器逆变成50Hz、380V的交流电，经交流配电箱与用户侧并网，向负载供电。
本项目并网接入系统方案采用380V低压并网，如图3-1所示：
3.2电站总体规划
图3-2光伏电站平面布置图
根据现场勘察，成品仓库、浇铸车间、原料仓库，以及冶炼仓库具备安装组件的条件，各车间屋顶的安装容量如下表所示：
表3-1安装容量分布
序号
安装厂房
组件数量（块）
组件功率（Wp）
装机容量（kW）
备注
1
原料仓库
294
235
69.09
2
浇铸拉丝车间
756
235
177.66
3
成品仓库
294
235
69.09
4
冶炼车间
779
235
183.065
总计
本项目采用235Wp的多晶硅光伏组件，共2123块，498.905kW。
根据容量，配置2台250kW的并网逆变器。
各个车间屋顶的组件布置图如下所示：
图3-3原料仓库屋顶组件布置图（#1）图3-4浇铸车间屋顶组件布置图（#2）
图3-5成品仓库屋顶组件布置图（#3）图3-6冶炼车间屋顶组件布置图（#4）
3.3光伏发电系统设计
3.3.1设计原则
本工程的装机容量为498.905kW，光伏组件分别安装在各车间屋顶南北两面。
根据南北屋面的采光差异，该系统分为南屋面和北屋面两个子系统，南北两面屋顶光伏组件各配置一台250kW逆变器。
光伏电力逆变为380V交流后，直接接入10VkV/0.4kV变压器的400V输出端母排。
本工程是一个380V用户侧并网系统，根据电力公司要求，不能有光伏电力逆流上网。
为此，我们都在光伏系统的两个并网点都安装了防逆流控制器。
3.3.2系统配置
根据组件布置的实际情况，以及组串电气配置，19块组件或者21块组件组成一个串联支路，接入汇流箱，共需要汇流箱12台，其中：
12进1出规格6台，8进1出规格6台。
汇流箱配置如表3-2所示：
表3-2系统汇流箱配置
序号
安装厂房
组件数量（块）
串联（块）
并联支路取整
汇流箱
（台）
汇流箱
进线支路
1
原料仓库
294
21
14
2
7、7
2
浇铸拉丝车间
756
21
36
4
8、10、
8、10
3
成品仓库
294
21
14
2
7、7
4
冶炼车间
779
19
41
4
11、10、10、10
总计
南北屋面两个子系统分别需要6台汇流箱、1台250kW并网逆变器（内含直流配电）、1台交流配电柜、1台防逆流控制器。
3.3.3发电系统图
光伏发电系统如图3-7所示，详图请参见CAD图。
图3-7光伏发电系统图
3.4光伏系统主要配件
3.4.1光伏组件
光伏系统采用235Wp的多晶硅太阳能电池组件，其参数如下：
◆
电池材料：
多晶硅；
◆电池组件尺寸：
1650×994×46mm
◆电池组件重量：
23.0Kg
◆电池组成：
60片多晶硅电池式串联而成
◆满足IEC61215标准
◆标称功率：
220W；
◆开路电压：
37.4V；
◆短路电流：
8.42A；
◆最佳工作电压：
30.1V；
◆
最佳工作电流：
7.81A；
◆工作环境温度：
－40℃～＋80℃
◆正常使用25年后组件输出功率损耗不超过初始值的20%
3.4.2并网逆变器
本系统采用2台250kW逆变器，参数如下：
表3-3250kW逆变器参数
型号
GSL0250T
输入参数
最大输入功率
271KW
输入电压范围
450Vdc~900Vdc
满载MPP电压范围
450~850V
最大输入路数
12
最大支路电流
120A
最大输入电流
515A
MPPT效率
>99%
输出参数
额定输出功率
250kW
电压制式
三相三线+地线
额定电压
400Vac
输出电压范围
400Vac （-10%~15%）
工作频率范围
50±2Hz
额定输出电流
361A
最大输出电流
379A
功率因素
>0.99
总电流谐波失真（THD）
<3%
输出直流分量
<0.5%
系统参数
恢复并网
20~300s可调节
最大效率
97.1%
欧洲效率
96.4%
防护等级
IP20（室内）
夜间自耗电
<100W
允许环境温度
-10~+40℃
冷却方式
风冷
允许相对湿度
0~95%，无冷凝
允许最高海拔
6000米（超过3000米需降额使用）
显示与通讯
显示
LCD触摸屏
标准通讯方式
RS485
可选通讯方式
以太网
机械参数
外形尺寸（宽x高x深）
1200x1850x945mm
净重
760kg
3.5组件安装支架
在生产车间的彩钢瓦屋顶结构，采用卡件形的构件与彩钢顶板肋相连，如下图：
1．组件、2.二次结构、3.一次结构、4.卡件、5.彩钢、6.屋顶
图3-10屋顶钢结构布置图
图3-11卡件与板肋连接示意图
3-12卡件型底座
卡件安装完毕后作为整体支架的底座，东西横向檩条（通过螺杆固定于卡件型底座）构成一次结构平面。
一次结构檩条设计为两面对称开槽，方便与一次结构和太阳能电池组件的安装。
太阳能电池组件用Z字形和U字型两种压板固定。
整体安装效果的案例如下：
图3-13a整体安装效果案例
图3-13b整体安装效果案例
3.6监测系统
采用独立监测系统监测并网发电系统的运行状况，利用工控机采集数据，连续24小时不间断地监测和记录所有并网逆变器的运行数据和故障数据，并通过大屏幕液晶电视显示：
●利用大屏幕液晶电视显示；
●监测环境参数——温度、日照辐射的辐射量；
●检测光伏发电系统的运行参数（电压、电流、功率、频率、发电量、CO2减排量等）。
系统运行显示，通过系统运行指示牌显示参数，该牌可以方便地通过RS485接口和直流/交流逆变器以及数字式发电量计量电表进行通讯。
同时可以外接日照传感器和温度传感器显示日照强度和温度。
并网逆变器的监控界面示意如图3-6所示：
图3-14监控界面图
四、设备清单
项目的设备清单如下：
表4-1工程设备清单
序号
设备
型号
单位
数量
备注
1
光伏组件
235Wp
Wp
498.905
2
汇流箱
12进1出
台
6
8进1出
台
6
3
逆变器
250kW
台
2
含直流配电
4
交流配电柜
250kW
台
2
5
防逆流控制器
/
台
2
6
支架
/
套
7
光伏电缆
PV-1.0-1*4
光伏专用电缆
米
8500
8
电力电缆
YJV22-1.0-2*25
米
2500
9
电力电缆
YJV-1.0-3*120+2*70
米
300
10
监控系统
（含环境监测仪）
/
套
1
11
监控软件
/
套
1
12
监控显示器
/
台
1
13
安装辅材
/
套
五、发电量估算
经估算，厂房屋顶光伏系统首年发电量为49.3万kWh，25年内的年平均发电量为43.95万kWh。
表5-1整体光伏系统年发电量
序号
安装厂房
装机容量（kW）
发电量
（万kWh）
备注
1
原料仓库
69.09
6.5
2
浇铸拉丝车间
177.66
17.8
3
成品仓库
69.09
6.5
4
冶炼车间
183.065
18.5
总计
光伏系统在整个25年的运行期内，年发电量损失不超过初始年发电量的20%，按此计算，25年运行期内的年发电量估算如表5-2所示：
表5-225年内光伏电站年发电量估算
年份
实际发电量（万kWh）
年份
实际发电量（万kWh）
1
49.3
14
43.0
2
48.5
15
42.6
3
48.1
16
42.1
4
47.7
17
41.8
5
47.2
18
41.3
6
46.8
19
40.9
7
46.3
20
40.6
8
45.8
21
40.2
9
45.2
22
39.8
10
44.8
23
39.4
11
44.3
24
39.0
12
43.9
25
38.6
13
43.5
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