昌平粮库分布式光伏电站建议实施方案0622

初步设计与经济分析 中国华粮物流集团北京粮食销区中心供应库分布式光伏发电项目初步设计与经济分析北京凯维金宸新能源科技有限公司2017年6月第 1 页 共 44 页初步设计与经济分析 目录第一章 项目综合说明31.1 项目概况31.2 总体技术方案41.3 项目建设必要性51.3.1 符合能源发展方向51.3.2 实现地区电力可持续发展的需要61.3.3 改善生态、保护环境的需要61.3.4 粮食产业转型升级的需要61.4 项目建设可行性71.4.1 地区太阳能资源71.4.2 发电量测算81.4.3 经济效益分析101.4.4 节能减排效益分析121.4.5 粮库与光伏结合的优势分析121.4.6 安全风险分析及管控131.5 结论14第二章 依据标准规范15第三章 光伏系统设计163.1组件选型163.2逆变器选型173.3组件串并联方案183.4支架选型与结构设计193.4.1支架选型193.4.2结构设计19第四章 电气设计214.1电气一次部分214.1.1电气主接线214.1.2电气设备选型设计234.1.3电气设备布置244.1.4防雷接地244.2电气二次部分244.2.1计算机监控系统244.2.2继电保护254.2.3计量26第五章 主要设备清单27附：财务收益率测算表27第一章 项目综合说明1.1 项目概况表1-1项目概况表一、电站基本情况项目名称中国华粮物流集团北京粮食销区中心供应库分布式光伏发电项目项目地址北京市昌平区马池口镇百泉庄村西项目类型屋顶分布式并网光伏发电项目建设单位北京凯维金宸新能源科技有限公司装机容量1242 kW项目占地/屋顶11600平方米发电消纳方式自发自用，余电上网预计使用光伏发电比例60%项目建设期限2个月项目运营期限25年二、企业用电情况用电类型10kV一般工商业用电峰电价（10:00-15:00，16:00-17:00，18:00-21:00）：1.4409(夏季)/1.3222元/kWh；平电价（7:00-10:00,15:00-16:00,17:00-18:00，21:00-23:00）：0.8395元/kWh；谷电价（23:00-7:00）：0.3818元/kWh年用电量约125.8万kWh（其中：8:00-17：00用电占比90%）三、电站所在地售电及补贴情况上网电价0.3754元/kWh国家度电补贴0.42元/kWh（20年）北京市补贴0.3元/kWh（5年）四、主要技术经济指标总投资950万元投资回收期6.54年年均发电量154.1万kWh25年累计发电量3853.9万kWh年均节约标煤508.7吨25年累计节约标煤12718.1吨年均减排CO21267.2吨25年累计减排CO231679.7吨年均减排SO23.54吨25年累计减排SO288.6吨年均减排灰渣184.1吨25年累计减排灰渣4603.5吨年均纳税49.8万元25年累计纳税1244.6万元安装容量450kW安装容量396kW安装容量396kW图1-1库区分布示意图1.2 总体技术方案 本电站采用并网方式运行，不设置储能装置，发电及消纳方式采用“自发自用，余电上网”的方式。项目拟采用市场应用最广泛的多晶硅太阳能组件；逆变器使用组串型并网逆变器，组串型逆变器就近安装在组件阵列附近；逆变器输出经交流汇流后，再升压到10kV并入用户侧电网10kV母线（最终并网电压等级及详细的并网方案以电网公司意见为准）。全站设计智能监控系统1套，用于采集逆变器、开关柜、计量装置等发配电设备的运行数据、工况信息，实现对全站的监视、控制、保护等自动化管理功能。图1-2系统方案示意图组串式系统优点：n 组串型逆变器具有多路MPPT跟踪，并能就近安装在组件附近，可减少不同朝向、不同距离间组件的匹配损失，充分发挥逆变器MPPT特性，提高系统发电量约3%；n 同时将系统分成多个小的发电单元有利于实现对系统的阶梯控制管理，提高系统的稳定性;n 逆变器故障时影响范围小，故障定位、排除快捷，运维成本低，同时可将发电损失降到最低。1.3 项目建设必要性1.3.1 符合能源发展方向开发利用太阳能资源，符合我国能源发展方向。我国是世界上最大的煤炭生产和消费大国，电力将近67%由煤炭供给，这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济和社会负面影响。大量的煤炭开采、运输、燃烧对我国的环境已经造成了极大的破坏。大力开发太阳能、风能、生物质能等可再生能源利用技术是保证我国能源供给安全和可持续发展的必然选择。“十三五”期间我国在能源领域实行的工作重点和主要任务是大幅提高可再生能源比重。首先加快能源结构调整步伐，努力提高清洁能源开发、生产。积极发展水力发电、太阳能、风能、地热能、生物质能和海洋能等其他可再生能源。国家发改委、国家粮食局印发粮食行业“十三五”发展规划纲要提出：十三五期间发展绿色环保新型粮食产业，充分利用粮库设施资源和条件，引导社会投入，支持粮食企业加快实施“仓顶阳光工程”示范，争取到 2020 年装机容量达到1GW。“仓顶阳光工程”是指在粮库仓顶铺设光伏发电板（瓦），促进绿色准低温储粮，保持粮食品质，提高经济效益。1.3.2 实现地区电力可持续发展的需要国家要求每个省常规能源和再生能源必须保持一定比例。除水电外，太阳能发电尚处起步阶段。因此大力发展太阳能光伏发电，将有效改善能源结构，增加可再生能源比例，优化电力系统能源结构并减轻环境压力。光伏电站建成后，与当地电网联网运行，可有效缓解地方电网的供需矛盾，促进地方经济可持续发展。分布式光伏有着就近消纳的显著优势，尤其在夏季用电负荷高峰期间，可有效减少远距离输电带来的不利影响，降低局部地区配网供电压力，为电网迎峰度夏提供有力补充。1.3.3 改善生态、保护环境的需要保护与改善人类赖以生存的环境，实现可持续发展，是世界人民的共同愿望。我国政府已把可持续发展作为经济社会发展的基本战略，并采取了一系列重大举措。合理开发和节约使用自然资源，改进能源利用方式，调整资源结构配置，提高资源利用率，都是改善生态和保护环境的有效途径。太阳能资源是清洁、可再生能源，开发太阳能符合国家环保、节能政策，太阳能光伏发电建设可有效减少常规能源尤其是煤炭资源的消耗，减少污染物排放，保护生态环境。1.3.4 粮食产业转型升级的需要2016年1月召开的全国粮食流通工作会议上，国家粮食局局长任正晓表示，在推进粮食产业经济发展进程中，各地要高度重视充分利用粮食行业的既有资源，大力发展绿色粮食产业。其中，要加快在一些地区启动“仓顶阳光工程”新能源项目试点。据国家粮食局数据，截止2015年底全国纳入统计范围的粮食仓储企业18326户，仓房总仓容39255.6万吨，油罐总罐容1408.0万吨，简易仓房容量3421.6万吨，罩棚1508.7万平方米，地坪20242.1万平方米。可利用屋顶面积较大。因此，本工程的建设是必要的。1.4 项目建设可行性1.4.1 地区太阳能资源全球太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候等条件有关。资源丰度一般以全年总辐射量和全年日照总时数表示。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。我国是太阳能资源相当丰富的国家之一，年总辐射量在30007500MJ/m2之间,年日照时数在8703570h 之间。表1-2 太阳能资源丰富程度等级等级资源带号年总辐射量(MJ/)年总辐射量(kWh/)平均日辐射量(kWh/)很丰富带50406300140017503.84.8丰富带37805040105014002.93.8一般378010502.9北京市北京辖区昌平区年太阳总辐射量为5919.31MJ/m2,年日照时数达到2750h。 根据太阳能资源评估方法（QX/T 89-2008），按照太阳能资源丰富程度等级（表1-2）划分，属于资源很丰富带，位于类资源区。项目所在地图1-3 中国太阳能资源分布表1-3 昌平地区近20年各月平均太阳辐射量月份太阳能总辐射量MJ/m21308.572367.293511.214593.595676.076656.067657.048614.069503.7210431.1911324.2512275.90总计5919.31 由此可见，北京市昌平地区太阳能资源较丰富，是适合建设光伏电站的。1.4.2 发电量测算光伏电站的发电量和装机容量、当地的日照度及电站的效率等因素有关： 一、年峰值小时数确定本项目所处地区年太阳总辐射量为5919.31MJ/m，约1644.25kWh/m，取年峰值利用小时数为1644h。 二、电站效率 （1）光伏系统效率影响光伏系统效率的主要因素有：灰尘、雨水遮挡引起的效率降低，温度引起的效率降低、组件串联不匹配产生的效率降低、交直流电缆的功率损耗、逆变器的功率损耗。1）灰尘、雨水引起的效率降低当地属温带季风气候，灰尘较少，雨水适中，考虑可安排人员定期清理组件的情况下，同时结合地区经验值，本项损耗取值5%。2）温度引起的效率降低 电池组件会因温度变化而输出电压降低、输出电流增大，组件实际效率降低，发电量减少，因此，温度引起的效率降低是必须考虑的重要因素。根据所选组件的功率温度系数、月辐照量变化计算加权平均值，得到该因素影响造成的效率损失为4%。3）组件不匹配产生的效率降低 组件、组串的不一致也会造成发电量的损失。本项目选用的是组串型逆变器，可最大程度发挥组件和逆变器的MPPT技术特性，提高系统效率，使串联组件电流的不一致产生的效率损失控制在3%以内。4）直流电缆损耗 根据本项目选用的电缆及连接，初步计算直流线路的损耗约为0.5%。5）逆变器损耗本项目选用的是高效组串型并网逆变器，其最高转换效率可达99%，考虑到低功率发电情况下的损失，转换效率取97%。 （2）电站综合效率电站的综合效率还应考虑集电线路和变压器的损耗，本项目暂按1.5%考虑，所以电站综合效率：=1（1-5%）（1-4%）（1-3%）（1-0.5%）97%（1-1.5%）=84.1%考虑到负荷低于发电功率时的损失及设备故障检修等其他损耗，本项目中取=0.83。 三、发电量计算光伏组件、逆变器是电站的核心设备。目前，主流厂家组件的设计寿命30年，10年产品质保，25年线性功率保证，系统更稳定，发电量有保证。逆变器的设计寿命25年，逆变器所有部件能够满足风沙、盐雾、高温高湿、高海拔等各种复杂环境，25年免维护、可靠运行的质量要求；项目建成后25年里逐年及总发电量计算见表1-4。表1-4 25年逐年及总发电量计算符号名称单位数值备注W装机容量kWp1242H年峰值日照时数h1644系统总效率10.83L年发电量kWh 1,694,734 L=WH年份年衰减率第1年kWh 1,694,734 第2年0.008kWh 1,681,176 第3年0.008kWh 1,667,727 第4年0.008kWh 1,654,385 第5年0.008kWh 1,641,150 第6年0.008kWh 1,628,020 第7年0.008kWh 1,614,996 第8年0.008kWh 1,602,076 第9年0.008kWh 1,589,260 第10年0.008kWh 1,576,546 第11年0.008kWh 1,563,933 第12年0.008kWh 1,551,422 第13年0.008kWh 1,539,010 第14年0.008kWh 1,526,698 第15年0.008kWh 1,514,485 第16年0.008kWh 1,502,369 第17年0.008kWh 1,490,350 第18年0.008kWh 1,478,427 第19年0.008kWh 1,466,600 第20年0.008kWh 1,454,867 第21年0.008kWh 1,443,228 第22年0.008kWh 1,431,682 第23年0.008kWh 1,420,229 第24年0.008kWh 1,408,867 第25年0.008kWh 1,397,596 25年总发电量kWh 38,539,832 年均发电量kWh 1,541,593 1.4.3 经济效益分析本项目拟采用“合同能源管理”模式，在中国华粮物流集团北京粮食销区中心供应库（以下简称用电企业）建筑屋顶建设分布式光伏电站，由北京凯维金宸新能源科技有限公司（投资单位）投资并在项目地成立项目公司负责具体实施。电站发电优惠供企业自用，多余电量输送到公共电网。用电企业提供屋顶资源，除享受优惠用电的权利外，还可享受节能减排带来的直接、间接受益。投资单位获得出售光伏电站发电和国家、地方财政的度电补贴收入。一、用电企业收益表1-5 用电企业直接经济效益测算表时间 发电量(kwh) 减排CO2(吨) 自用比例 优惠用电收入碳交易收入优惠幅度(元/kWh) 节约电费(元) 单价(元/吨) 金额(元) 第1年1694734 1393 60%0.145147442 35.00 48757 第2年1681176 1382 60%0.145146262 35.00 48367 第3年1667727 1371 60%0.145145092 35.00 47980 第4年1654385 1360 60%0.145143931 35.00 47597 第5年1641150 1349 60%0.145142780 35.00 47216 第6年1628020 1338 60%0.145141638 35.00 46838 第7年1614996 1328 60%0.145140505 35.00 46463 第8年1602076 1317 60%0.145139381 35.00 46092 第9年1589260 1306 60%0.145138266 35.00 45723 第10年1576546 1296 60%0.145137159 35.00 45357 第11年1563933 1286 60%0.145136062 35.00 44994 第12年1551422 1275 60%0.145134974 35.00 44634 第13年1539010 1265 60%0.145133894 35.00 44277 第14年1526698 1255 60%0.145132823 35.00 43923 第15年1514485 1245 60%0.145131760 35.00 43572 第16年1502369 1235 60%0.145130706 35.00 43223 第17年1490350 1225 60%0.145129660 35.00 42877 第18年1478427 1215 60%0.145128623 35.00 42534 第19年1466600 1206 60%0.145127594 35.00 42194 第20年1454867 1196 60%0.145126573 35.00 41857 第21年1443228 1186 60%0.145125561 35.00 41522 第22年1431682 1177 60%0.145124556 35.00 41189 第23年1420229 1167 60%0.145123560 35.00 40860 第24年1408867 1158 60%0.145122571 35.00 40533 第25年1397596 1149 60%0.145121591 35.00 40209 合计38539832 31680 3352965 1108791 说明：（1）自用比例 即自发自用电比例或用电企业使用的光伏电站发电量占全部光伏电站发电量的比例。中国华粮物流集团北京粮食销区中心供应库为10kV一般公商业电力用户，年用电量约125.8万kWh，且用电主要集中在8：0017：00时间段，其用电量约占总用电量的90%。光伏电站年发电量约154.1万kWh，且光伏电站发电主时段是上午9:00至下午3:00，恰为企业用电的高峰时段。据此，我们预计光伏电站发电的60%可被企业使用，即自发自用电比例可达60%。（2）优惠用电因为光伏电站发电时段主要在上午9:00至下午3:00，恰为企业峰时段用电，电价约为同期电网公司峰时电价（约1.322元/kWh），具体以计量表计量数据为结算依据。对企业使用光伏电站发电可享受同期电网公司电价的8.9折优惠，即优惠幅度约0.145元/kWh。（3）碳交易碳交易(即温室气体排放权交易)也就是购买合同或者碳减排购买协议，其基本原理是，合同的一方通过支付另一方获得温室气体减排额。买方可以将购得的减排额用于减缓温室效应从而实现其减排的目标。交易单价是根据市场行情波动的，表1-6中所列仅供参考。二、项目投资收益项目总投资约950万元，全部由北京凯维金宸新能源科技有限公司自筹。计算运营费用、应缴税金，项目投资收益率达15.6%，静态投资回收期6.54年，详见附表。1.4.4 节能减排效益分析建设光伏电站可以减少燃煤火电装机，项目建成后25年节约标准煤12718.1吨，减少二氧化碳排放31679.7吨，减少二氧化硫排放88.6吨，减少氮氧化物排放94吨，减少烟尘排放15.4吨，减少灰渣排放4603.5吨。由此可见，光伏发电项目具有显著的社会节能效益，促进企业低碳发展。为了促进光伏产业持续健康发展多地政府出台政策：北京市分布式光伏发电的自发自用发电量按属地原则计入该区域和业主当年的节能量。1.4.5 粮库与光伏结合的优势分析第一、隔热保温。太阳能光伏组件除本身对热量的良好隔断效果外，又将20%左右的太阳辐射转化为电能，有效的减少了屋顶的热量积聚，降低外温对粮食温度的影响，从而达到准低温储粮的目标，可降低仓温58。第二、恒温保鲜。由于实现了低温储粮，使粮堆温度长期保持在一个相对稳定，温差变化较小的环境里，从而既保持粮食的新鲜度，又减少粮食品质劣变和水分流失引起的储粮耗损。第三、防水防漏。太阳能光伏组件覆盖在仓顶，阻挡了太阳光紫外线对屋面防水卷材的照射，延长了防水卷材的使用寿命。在光伏发电周期内，仓库不再需要进行屋面的防水处理，实现储粮技术创新提升的同时大大降低维护费用。第四、环保节能。光伏组件的隔热保温功能，可大幅度降低机械通风的使用频率，与环境更加和谐，1000的光伏瓦屋顶发电系统每年可发10万kwh电，在节能减排的同时，也满足了粮库的日常生产、生活所需，达到狭义上的“零能耗”粮库，并且还能获得可观的发电收益。1.4.6 安全风险分析及管控分布式光伏电站具有一次性投入大、建设周期短、收益周期长、运行维护时间长的特点。分布式光伏建设安全风险主要包括建设期安全风险和运营期安全风险。 一、结构安全复核屋面上可新增加的荷载由原设计院或有资质的设计院计算复核。建设单位根据设计院的结构复核结果或出具的相应加固方案，进行设计、安装施工，保证既有建筑物的安全性。确保屋顶分布式光伏电站的建设满足屋面承重要求，电站的长期安全运行。 二、运维安全管控措施电站运营维护期间风险主要是现阶段对光伏电站发电量的预估主要是依据当地光照资源和设备的正常老化衰减率。而设备的正常运营需要合理有效的维护机制，不合理的运营维护机制将无法保证设备处于预期的正常运营状态。1) 在电站建成运营后，进行例行和不定期的检测评估。评估内容包括：电站的发电效率是否达到预期设计要求、发电量是否符合要求、关键设备是否运转正常、电气结构是否符合要求、各项损耗指标是否在预期设计范围内。2) 建立完整的监控管理体系，包括：完善的日常巡检制度、故障排查制度、组件清洁机制，以及设备维护机制。 3) 综合检测结果和电站监控数据，对电站运行状况进行数据分析，对预期内可能出现的影响发电量因素采取预防措施，降低运营风险。 三、技术及风险分析世界上太阳能发电技术已经历了半个多世纪的发展历程，大规模商业应用也经历了近10年，目前世界上主要国家都在普及推广应用太阳能发电技术。我国从上世纪80年代开始推广太阳能发电技术，现在正在向大型化商业应用的阶段发展，截止2016年底，太阳能光伏发电装机已超过70GWp。太阳能光伏发电的关键设备电池板组件和逆变器都经历了长期、规模化应用的检验，技术上是可靠的、稳定的。目前，分布式光伏发电可预见的主要风险有：“合同能源管理”所带来的交易风险，包括电价让利、电费回收；负荷的长期稳定性所带来的收益不确定性；电站及所依附的建筑的长期运行存续（不少于25年）。本项目及所依附的建筑手续齐备、产权清晰，以上风险通过规范合同能源管理协议和让利标准可以规避。1.5 结论 粮库仓顶铺设光伏发电系统，不但开发了闲置的屋顶资源，更重要的是通过这种技术可实现粮库隔热保温、防水防漏、环保节能等目标，间接降低了粮食的储存成本，提升了粮食储存品质，为实现“绿色储粮”提供了新的手段。从以上分析可见，建设“中国华粮物流集团北京粮食销区中心供应库分布式光伏发电项目”有较好的经济效益和社会效益，风险可控，具备可行性。第二章 依据标准规范本项目设计、施工依据但不限于以下标准：GB 507972012光伏发电站设计规范GB 50794-2012 光伏发电站施工规范GB 50054-2011 低压配电设计规范GB 50057-2010 建筑防雷设计规范GB 4208-2008 外壳防护等级（IP代码）GB 50017-2003 钢结构设计规范GB 50009-2012 建筑结构荷载规范GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求GB/T 18479-2001地面用光伏（PV）发电系统+概述和导则GB/T 6495.1-1996 光伏器件 第1部分：光伏电流-电压特性的测量GB/T 6495.2-1996 光伏器件 第2部分：标准太阳电池的要求GB/T 18210-2000 晶体硅光伏（PV）方阵I-V特性的现场测量GB/T 9535-1998 地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型GB/T 20046-2006 光伏(PV)系统电网接口特性GB/T 29319-2012 光伏发电系统接入配电网技术规定DL/T 5222-2005 导体和电器选择设计技术规定DL/T 5352-2006 高压配电装置设计技术规程DL/T 621-1997 交流电气装置的接地DL/T 620-1997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T5056-2007 变电站总布置设计技术规程SJ/T 11127-1997 光伏(PV)发电系统过电保护-导则Q/GDW 617-2011 光伏电站接入电网技术规定第三章 光伏系统设计3.1组件选型组件的选用须综合考量组件效率、技术成熟性、市场占有率，以及厂家供货能力和项目用地规模的相关要求等多种因素。目前用于光伏发电项目中的组件有薄膜组件和晶体硅组件，晶体硅组件又分单晶硅和多晶硅两种组件。其中单晶硅组件光电转换效率为 16%19%，是转换效率最高的，但是制作成本也高。多晶硅组件的光电转换效率稍低，约 14%17%，但制作工艺简便，总生产成本较低，技术最成熟，市场占有率也最高。薄膜组件虽然价格最便宜但其效率远远低于晶体硅组件，且性能不够稳定。鉴于此，我们选用市场上主流厂商所生产的260Wp270Wp主流规格的多晶硅太阳能组件，相关技术参数如下表：表3-1 多晶组件参数表组件规格260Wp-60P265Wp-60P270Wp-60P275Wp-60P最大功率260W265W270W275W峰值工作电压31.1V31.4V31.7V32V峰值工作电流8.37A8.44A8.52A8.61A开路电压38.1V38.6V38.8V39.1V短路电流8.98A9.03A9.09A9.15A组件效率15.89%16.19%16.5%16.8%工作温度范围-40 - +85最大系统电压 1000VDC最大熔丝电流15A输出功率公差0-+3%输出功率温度系数-0.40%/开路电压温度系数-0.30%/短路电流温度系数 0.06%/风荷载/雪荷载2400/5400 帕接线盒防护等级IP67框架结构阳极氧化铝合金尺寸/ 重量1650*992*40mm/19.0kg认证CQC、TUV等3.2逆变器选型 并网逆变器是光伏并网发电系统的核心转换设备，它连接直流侧和交流侧，要求需具有完善的保护功能，优质的电能输出和高转换效率。本项目拟选用组串型并网逆变器。组串式逆变器具有以下优点：（1） 组串式逆变器采用模块化设计，每个光伏串对应一路MPPT跟踪功能，交流端并联并网，其优点是不受组串间模块差异，屋面朝向和阴影遮挡的影响，同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加了发电量。（2） 组串式逆变器还具有自耗电低、故障影响小、更换维护方便的优势。集中型逆变器自身耗电以及机房通风散热耗电大，系统维护相对复杂，出现故障时，整个电站会瘫痪，组串式逆变器出现故障时，只有一串组件会停止发电，整个电站可以照常运作，从而很大程度上降低了损失。另外，组串式并网逆变器的体积小、重量轻，搬运和安装都非常方便，不需要专业工具和设备，也不需要专门的车间，在各种应用中都能够简化施工、减少占地，直流线路连接也不需要直流汇流箱和直流配电柜等。这就意味着组串式逆变器的修复时间周期要比集中式逆变器的修复周期短。（3） 灵活的互联网监控方案可以让使用组串式逆变器的电站精确监控到每组面板，更容易找出有问题的组件，并且实时掌控每一组面板的详细信息和历史记录。表3-2 常用组串型并网逆变器参数型号40kW50kW直流输入最大输入功率40.8kW51.5kW最大开路电压1000V1100V额定电压/MPP电压范围680V/580V-850V720V/600850V最低工作电压200V250V最大直流输入电流3*23A4*22AMPPT数量34输入端口数68交流输出额定有功功率36kW50kW最大视在功率40kVA50.5kVA额定输出电压3*277/480V+PE输出电压频率50/60Hz功率因数/调节范围1/0.8超前0.8滞后输出电流总谐波畸变率THD3%（额定功率）输出直流分量0.5%（额定电流）效率最高效率/中国效率98.9%/98.3%99%/98.4%保护功能接地故障检测保护（有/无）有过载保护（有/无）有反极性保护（有/无）有过电压保护（有/无）有其它保护过/欠频、防孤岛效应、交流短路保护其它参数通信方式RS485/PLC隔离变压器（有/无）无待机功耗/夜间功耗15W噪声33dB工作环境温度范围-25 +60相对湿度0-100%, 无凝露散热方式自然冷却防护类型/防护等级IP65最高工作海拔高度3000米5000米重量50kg65kg机械尺寸（宽高深）580800260mm640850255mm3.3组件串并联方案 组件串联的数量必须保证输出电压大于逆变器的最低工作电压，不高于逆变器最高输入电压以及电池组件允许的最大系统电压所。组件串联数量的简化计算方法是：Vdcmin/VmpSVdcmax/Voc 式中：Vdcmin逆变器的最低输入电压； Vdcmax逆变器的最高输入电压； Vmp电池组件的最大功率点工作电压； Voc电池组件的开路电压； S串联组件的数量（向下取整）。根据以上组件和逆变器参数计算本项目的S范围是：14S26，考虑本项目地点太阳能资源分布和逆变器最大功率有效利用，及逆变器的最大输入功率和端口数等因素，本项目组件的串联方案确定为24片/串，每只逆变器连接组件串8串。3.4支架选型与结构设计3.4.1支架选型光伏系统支架有简单的固定支架和复杂的跟踪系统。跟踪系统可以精确的转动以使太阳光线入射到组件上的射入角最小，使辐射强度最大。就其提高方阵效率来说，跟踪方阵要优于固定方阵，但跟踪系统的运行成本要明显高于固定系统。 一、单轴跟踪 单轴自动跟踪器用于承载传统平板电池组件，可将日均发电量提高20%-30%。如果单轴的转轴与地面平行，则为水平单轴跟踪；如果单轴的转轴与地面成一定倾角，组件的方位角不为0，则称为极轴单轴跟踪。对于北纬30-40度地区，采用水平单轴跟踪可提高发电量约20%，采用极轴单轴跟踪可提高发电量约35%。但与水平单轴跟踪相比，极轴单轴跟踪支架的成本较高，抗风性较差，一般单轴跟踪系统多用水平单轴跟踪的方式。 二、双轴跟踪双轴跟踪是方位角和倾角两个方向都可以运动的跟踪方式，双轴跟踪系统可以最大限度的提高组件对光的利用率，可提高发电量约35%-45%。 三、跟踪系统的缺点（1）跟踪系统自动化程度高，但缺乏在特殊气候环境下应用的可靠性验证。在沙尘天气时，其传动部件会侵入沙尘颗粒，增加了故障率，加大维护成本。（2）跟踪系统装置复杂，在国内经应用验证的产品很少，且其初期投入成本约是固定系统的2.5倍，后期期维护成本也很高。综合以上因素，本项目拟采用固定式安装支架。3.4.2结构设计 一、安装倾角确定固定式支架原则上按“最佳倾角”安装以使光伏阵列获得的太阳能辐射量最大、发电量最高，同时需结合原建筑形式及允许增加的荷载设计安装角度。对本项目涉及的钢结构仓库和混凝土拱形屋顶采用直接平铺的方式，这样，即有利于减小风阻系数把对屋面的结构影响降到最低，又有利于空间的最佳利用。 二、支架结构设计压块光伏组件夹具导轨图3-1 彩钢瓦屋面支架、组件安装示意图钢结构彩钢板屋面支架主要有铝合金夹具、导轨组成，先用夹具夹在彩钢板瓦楞上，然后在夹具上铺设导轨，再在导轨上铺设光伏组件。针对不同的瓦形设计有专用的夹具，安装时不打孔、不损坏屋面，安装、拆卸方便快捷。夹具、导轨等均使用阳极氧化铝型材，质量轻盈、防腐耐用。混凝土基础热镀锌C型钢导轨图3-2 混凝土拱形屋面支架、组件安装示意图混凝土拱形屋面支架系统底部独立预制的混凝土基础配重，在基础上铺设钢导轨，再在导轨上铺设光伏组件，不破坏防水层等原建筑结构。第四章 电气设计4.1电气一次部分4.1.1电气主接线本项目光伏组件设计为每24块组件串联成一串，单台50kW逆变器接组件串8串。每5台逆变器输出经交流汇流箱汇集成一个250kW发电单元，再送到变压器低压侧，经升压变压器升压到10kV后以电缆接入用户侧电网10kV电压母线（211或221开关上端）。图4-1 用户侧电气一次图图4-2 光伏电站电气一次图表4-1 电缆选型表序号线缆分类规格1组件-逆变器连接电缆PV1-F14mm22逆变器-交流汇流箱连接电缆ZR-YJV-0.6/1KV 325mm23交流汇流箱-配电柜ZR-YJV-0.6/1KV 3240mm24.1.2电气设备选型设计 一、交流汇流箱交流汇流箱用于逆变器输出交流线路的汇集，减少逆变器到箱式变压器的连线，优化系统结构，提高可靠性和可维护性，其设计应考虑：采用标准化箱体设计；相同规格的单元具有良好的互换性；所有一次设备及元件短路动、热稳定电流应能承受不低于母线的动、热稳定电流值，且不损坏。同时还应满足以下要求：型式：壁挂式，室外安装外壳防护等级：IP65额定电压：480V最高电压：800V额定功率：300kVA中性点接地方式：直接接地进、出线方式：5进1出，下进线、下出线。环境要求：应满足环境温度-20+50，相对湿度10%95%不凝结。材质、尺寸：S201锈钢，板厚1.5mm；800*600*210mm（宽*高*深）。图4-3 交流汇流箱接线 二、升压变压器10kV就地升压变采用欧式箱变，10kV侧采用负荷开关加熔断器组合电器，0.48kV侧采用框架式断路器。高压负荷开关和低压断路器配置电动操作机构，其操作可在箱变高、低压室进行，也可现行远方遥控。箱变内安装测控装置，可实现遥测、遥信、遥控功能。箱式变压器安装在独立基础上，电缆从基础的预留开孔进出高低压室。变压器选用SCB10-1250kVA/10/0.48 kV干式变压器。4.1.3电气设备布置组串型逆变器、交流汇流箱均采用小型化、全密封设计，可直接固定在支架上或用支架固定在建筑山墙下，箱式变压器可直接布置在户外空地上。4.1.4防雷接地 一、直击雷保护本电站光伏阵列中不再配置避雷针，为防止直击雷损坏电气设备，采用将组件金属边框和支架可靠连接，支架再与原建筑接地体可靠连接的措施。 二、侵入雷保护为防止线路上侵入波雷电压，在逆变器、汇流箱、交流流配电柜内逐级装设避雷器，满足交流电气装置的过电压保护和绝缘配合（DL/T620）规范要求。 三、接地为保证人身和设备安全，所有电气设备都装设接地装置，并将设备外壳可靠接地，接地电阻4。4.2电气二次部分4.2.1计算机监控系统电站按“无人值班，无人值守”原则设计，配置计算机监控系统一套，全面监控电站运行情况。 一、监控系统内容本系统以智能化电气设备为基础，以串行通讯总线为通讯载体，将电池组件、逆变器、智能开关等设备组成一个实时网络，对交直流侧电气参数、周围环境参数进行监测、分析、处理，建立实施数据库、历史数据库，完成报表制作、指标管理、保护定制分析与管理、设备故障预测与检测、设备状态检测等电站电气运行优化、控制等专业管理功能。 二、监控系统设备监控系统主要设备包括：数据采集器、网络交换机、本地监控服务器等网络设备及规约转换接口。 三、监控系统主要功能（1） 数据采集与处理功能：系统对逆变器的运行状态和运行参数实时自动采集，对所采集的数据进行分析、处理、计算以形成电站监控与管理所需要的数据，对主要的数据作为历史数据予以整理、记录、归档。（2） 安全检测与人机接口功能：系统能实时监视逆变器的运行状态和参数，并能完成越限报警、事故顺序记录、事故追忆等任务。系统可通过LED、键盘等人机接口设备实现人机对话。（3） 监测的数据项主要有： 直流电压直流电流交流电流交流电压逆变器温度电网频率发电功率天发电量累计发电量累计CO2减排量运行故障记录4.2.2继电保护 一、并网逆变器保护 并网逆变器为制造厂成套供货设备，具有孤岛效应保护、直流过电压/过流保护、极性反接保护、短路保护、接地保护（具有故障检测功能）、交流欠压/过压保护、过载保护、过热保护、过频/欠频保护、三相不平衡保护及报警、相位保护以及对地电阻监测和报警功能。 二、低压汇流、配电保护低压汇流箱、配电柜内设置低压断路器或智能开关，具有完整的瞬时、过电流保护。 三、高压保护高压侧保护采用智能断路器+综合保护装置保护。4.2.3计量在并网点处设电能计量装置一套，其设备选型由当地供电部门认可，相应的电流互感器为计量专用型，准确度等级为0.2s 级。第五章 主要设备清单表5-1 主要设备配置表序号设备/材料型号/规格单位数量备注1电池组件多晶硅265Wp12420002光伏支架Q235BW79200003光伏支架阳极铝合金W4500004逆变器50KTL台25 5交流汇流箱5汇1只56箱式变电站SCB10-1250/10/0.48kV套17监控系统套1附：财务收益率测算表第 26 页 共 28 页时间 发电量（kwh） 自用比例 自用电价 上网电价 国家补贴 地方补贴 资金流入 资金流出 资金净流入 自用电收入 出售余电 补贴收入 投资成本 税金 维护成本 自有资金 折旧 增值税 所得税 第1年1,694,734 60%1.170.37540.420.31,189,703 254,481 1,135,472 50,000 9500000 262,265 245,511 505,470 -7,975,806 第2年1,681,176 60%1.170.37540.420.31,180,186 252,445 1,126,388 50,000 414,103 243,547 462,842 1,550,184 第3年1,667,727 60%1.170.37540.420.31,170,744 250,426 1,117,377 50,000 414,103 241,599 458,211 1,538,311 第4年1,654,385 60%1.170.37540.420.31,161,378 248,422 1,108,438 50,000 414,103 239,666 453,617 1,526,532 第5年1,641,150 60%1.170.37540.420.31,152,087 246,435 1,099,570 50,000 414,103 237,749 449,060 1,514,848 第6年1,628,020 60%1.170.37540.421,142,870 244,464 683,769 50,000 414,103 235,847 342,788 1,198,004 第7年1,614,996 60%1.170.37540.421,133,727 242,508 678,298 50,000 414,103 233,960 339,118 1,188,948 第8年1,602,076 60%1.170.37540.421,124,658 240,568 672,872 520,000 414,103 232,088 217,977 827,465 第9年1,589,260 60%1.170.37540.421,115,660 238,643 667,489 50,000 414,103 230,232 331,865 1,171,053 第10年1,576,546 60%1.170.37540.421,106,735 236,734 662,149 50,000 414,103 228,390 328,281 1,162,213 第11年1,563,933 60%1.170.37540.421,097,881 234,840 656,852 50,000 414,103 226,563 324,727 1,153,444 第12年1,551,422 60%1.170.37540.421,089,098 232,962 651,597 50,000 414,103 224,750 321,201 1,144,744 第13年1,539,010 60%1.170.37540.421,080,385 231,098 646,384 50,000 414,103 222,952 317,703 1,136,114 第14年1,526,698 60%1.170.37540.421,071,742 229,249 641,213 50,000 414,103 221,169 314,233 1,127,554 第15年1,514,485 60%1.170.37540.421,063,168 227,415 636,084 50,000 414,103 219,399 310,791 1,119,062 第16年1,502,369 60%1.170.37540.421,054,663 225,596 630,995 50,000 414,103 217,644 307,377 1,110,637 第17年1,490,350 60%1.170.37540.421,046,226 223,791 625,947 520,000 414,103 215,903 186,489 749,780 第18年1,478,427 60%1.170.37540.421,037,856 222,001 620,939 50,000 414,103 214,176 300,629 1,093,990 第19年1,466,600 60%1.170.37540.421,029,553 220,225 615,972 50,000 414,103 212,462 297,296 1,085,767 第20年1,454,867 60%1.170.37540.421,021,317 218,463 611,044 50,000 414,103 210,762 293,990 1,077,609 第21年1,443,228 60%1.170.37541,013,146 216,715 - 50,000 414,103 209,076 139,170 614,899 第22年1,431,682 60%1.170.37541,005,041 214,981 - 50,000 414,103 207,404 137,129 610,508 第23年1,420,229 60%1.170.3754