光伏電站工程設(shè)計施工總承包EPC項目設(shè)計方案

1、光伏電站工程設(shè)計施工總承包EPC項目設(shè)計方案1.1設(shè)計說明一、設(shè)計說明根據(jù)招標(biāo)文件要求，本項目光伏電站以60kW裝機容量為模塊進行設(shè)計、選型。中標(biāo)后以設(shè)備選型模塊中的設(shè)備品牌、技術(shù)參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合各個光伏電站實際容量和場地條件，進行圖紙設(shè)計、設(shè)備采購、施工，確保達到國家、行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求。二、設(shè)計依據(jù)我公司將在滿足本項目招標(biāo)文件要求的基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化設(shè)計，依據(jù)并不限于以下標(biāo)準(zhǔn)：GB50797光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范GB/T29319光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定GB/T19064家用太陽能光伏電源系統(tǒng)技術(shù)條件和試驗方法GB/T12325電能質(zhì)量供電電壓允許偏差GB/T12326電能質(zhì)量電壓波動和

2、閃變GB/T15543電能質(zhì)量三相電壓不平衡GB/T15945電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差GB/T18481電能質(zhì)量暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓GB/T14549電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB4208外殼防護等級（IP代碼）GB50016建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50057建筑物防雷設(shè)計規(guī)范JGJ203民用建筑太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范JGJ/T264光伏建筑一體化系統(tǒng)運行與維護規(guī)范Q/GDW617光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定Q/GDW618光伏電站接入電網(wǎng)測試規(guī)程CGC/GF001：2009400V以下低壓并網(wǎng)光伏發(fā)電專用逆變器技術(shù)要求和試驗方法SJ/T11127光伏（PV）發(fā)電系統(tǒng)過電壓保護一導(dǎo)則GB/T9535地

3、面用晶體硅光伏組件設(shè)計鑒定和定型GB/T18210晶體硅光伏（PV）方陣I-V特性的現(xiàn)場測量GB/T18479地面用光伏（PV）發(fā)電系統(tǒng)概述和導(dǎo)則GB/T19064家用太陽能光伏電源系統(tǒng)技術(shù)條件和試驗方法GB/T61727光伏（PV）系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性注：凡未注明日期的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范均按最新版本執(zhí)行。1.2系統(tǒng)總體設(shè)計單個60kW光伏電站使用額定功率260Wp的多晶硅太陽能組件240片，實際安裝容量62.4kWo逆變器選用2臺33kW組串型并網(wǎng)逆變器；光伏電站支架系統(tǒng)釆用固定傾角安裝方式，安裝傾角29。，朝向正南。每20片太陽能組件串聯(lián)后直接接至組串式逆變器，逆變器輸出380V、50Hz交流電經(jīng)低壓

4、光伏配電箱后與公共電網(wǎng)相連。發(fā)電消納方式為“全額上網(wǎng)"。光伏電站方案示意圖本項目同時設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)一套，用于遠程監(jiān)測電站的運行狀態(tài)和發(fā)電量等數(shù)據(jù)。監(jiān)控系統(tǒng)由各站點的逆變器、數(shù)據(jù)采集器和云端服務(wù)器、客戶端組成。逆變器通過RS485總線連接到數(shù)據(jù)采集器，然后通過無線公網(wǎng)（GPRS）連接到我公司的云端服務(wù)器，電站用戶通過聯(lián)網(wǎng)的智能手機或電腦登錄到云端服務(wù)器可查詢電站數(shù)據(jù)，監(jiān)控內(nèi)容包括電站運行狀態(tài)、逆變器機內(nèi)溫度、日發(fā)電量、總發(fā)電量、電壓、電流、功率、電網(wǎng)頻率等相關(guān)信息，并能據(jù)此進行故障分析和信息主動上報。監(jiān)控系統(tǒng)登錄頁面監(jiān)控主頁面單一用戶主畫面單一用戶實時監(jiān)控數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)系統(tǒng)優(yōu)點：效率高，

5、逆變器MPPT轉(zhuǎn)換效率高達99%；智能化，監(jiān)控系統(tǒng)極大方便了電站的日常管理和快速故障定位；安全、可靠，配電箱內(nèi)設(shè)有完整的電壓、電流、漏電、防雷保護和自動重合閘功能；密封好、壽命長，逆變器、配電柜均采用全密封設(shè)計,能防塵、防水、防鹽霧，確保長期無故障、免維護運行。1.3選址要求分布式電站、小型扶貧光伏電站應(yīng)優(yōu)先安裝在建筑屋頂上，以節(jié)約土地資源。特殊情況下也可安裝在村集體非基本農(nóng)田上，優(yōu)先考慮荒地、廢棄土地、水塘上并結(jié)合當(dāng)前的土地利用性質(zhì)、未來規(guī)劃、土地所有權(quán)等信息，要滿足光伏電站的實際建設(shè)需要。要求：（1）光伏電站范圍內(nèi)在冬至09：0015：00時間段不受周圍建筑、樹木遮擋，無煙囪、加工廠排出口

6、等固體、氣體排放；（2）混凝土平面屋頂或地面安裝時，要求面積約1000平方米。斜面屋頂安裝時，要求其陽面面積約600平方米；（3）混領(lǐng)土平面屋頂荷載不小于0.5kN/m2,斜面瓦屋頂荷載不小于0.2kNm2；（4）水上光伏電站選址要避開行洪區(qū)、泄洪區(qū)和水源保護區(qū)，宜選址水深淺（不超過一米）、水體穩(wěn)定的坑塘。（5）光伏電站選址離并網(wǎng)點越近越好，有利于降低線路損耗和減少建設(shè)成本，原則上不超過300米。平面屋頂安裝方式斜面屋頂安裝方式水面安裝方式地面安裝方式在人員有可能接觸或接近光伏系統(tǒng)的位置，設(shè)置防護圍欄和防觸電警示標(biāo)志！1.4接入方案(一)主要技術(shù)原則（1）光伏電站接入系統(tǒng)方案應(yīng)以光伏發(fā)電系統(tǒng)接

7、入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定、裕安區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃接線為基礎(chǔ)，保證公共電網(wǎng)和光伏電站的安全穩(wěn)定運行，技術(shù)、經(jīng)濟合理，便于調(diào)度管理。（2）光伏電站向公共電網(wǎng)輸送電能的質(zhì)量，在諧波、頻率、電壓偏差、電壓不平衡、電壓波動等方面，滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波、電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差、電能質(zhì)量供電電壓允許偏差、電能質(zhì)量三相電壓不平衡、電能質(zhì)量電壓波動和閃變、電能質(zhì)量暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓的有關(guān)要求。(一)接入系統(tǒng)方案根據(jù)農(nóng)村電網(wǎng)特點，本工程擬采用公共電網(wǎng)側(cè)并網(wǎng)，并網(wǎng)電壓400V。每個組件串由20塊組件串聯(lián)，單個60kW光伏電站共有12個組件串，12串組件直接接至2臺33kW組串式逆變器，逆變器輸出一路交流

8、電經(jīng)光伏配電箱后就近接入公共變壓器低壓側(cè)母線。（1）保護，除逆變器本身具有電壓、電流、頻率保護等完善的保護功能外，光伏配電箱內(nèi)安裝一臺隔離開關(guān)、防雷裝置（二級）和綜合保護斷路器，綜合保護斷路器具有過壓、欠壓、缺相保護和短路保護、過載保護、剩余電流保護功能。（2）防孤島，本項目選用的是具有防孤島效應(yīng)的并網(wǎng)逆變器，同時采用具有失壓保護和自動重合閘功能的綜合保護斷路器，當(dāng)電網(wǎng)因故章或其他原因停電時，可保證將光伏電站光伏電站快速解列。（3）電能質(zhì)量監(jiān)測，根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定，在光伏發(fā)電系統(tǒng)的公共連接點應(yīng)裝設(shè)滿足GB/T19862標(biāo)準(zhǔn)要求的電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，監(jiān)測數(shù)據(jù)至少保存一年，必要時

9、供電企業(yè)調(diào)用。本項目涉及光伏電站容量較小，是否裝設(shè)電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，以當(dāng)?shù)毓╇姴块T意見為準(zhǔn)。（4）計量，本項目擬在光伏配電箱預(yù)留電能計量、釆集裝置（電流互感器、電能表、集中器）安裝位置，具體型號、裝置由當(dāng)?shù)毓╇姴块T提供。1.5電能平衡測算及不平衡解決方案在詳細設(shè)計階段，我們將根據(jù)擬并網(wǎng)點處配電變壓器容量、配電臺區(qū)現(xiàn)行負荷運行情況、后續(xù)規(guī)劃負荷情況及光伏電站安裝容量等信息進行電能平衡測算，針對具體情況具體解決，如：(1) 本項目選用的并網(wǎng)逆變器具有寬范圍的無功功率調(diào)節(jié)功能，無功調(diào)節(jié)范圍+0.8-0.8。(2) 并網(wǎng)逆變器同時具有對電網(wǎng)電壓偏差、頻率、諧波和功率因數(shù)等電能質(zhì)量的實時監(jiān)測功能，當(dāng)

10、電能質(zhì)量偏差超出限值時，將自動與電網(wǎng)隔離。(3) 在光伏電站的總出口處(光伏配電箱輸出端)設(shè)置有智能綜合保護斷路器，具有完整的電壓、電流保護和缺相、電流不平衡保護及自動重合閘功能。(4) 必要時可加裝電容器、動態(tài)SVG等電能平衡治理裝置。1.6主要設(shè)備選型、設(shè)計(一)光伏組件選型本項目組件選用知名企業(yè)一一晶科能源有限公司生產(chǎn)的金太陽等認證的260Wp多晶硅光伏組件，型號JKM260PP-60,其詳細的性能參數(shù)如下：項目指標(biāo)型號規(guī)格JKM260PP-60最大功率260Wp組件效率15.89%峰值電壓31.IV峰值電流8.37A短路電流8.98A開路電壓38.IV系統(tǒng)電壓最大系統(tǒng)電壓1000VDC

11、最大串聯(lián)保險電流15A輸出功率溫度系數(shù)-0.40%/°C短路電流溫度系數(shù)0.06%/°C開路電壓溫度系數(shù)-0.30%/°C溫度范圍-40°C-+85°C功率誤差范圍0-+3%最大承壓風(fēng)載2400帕/雪載5400帕接線盒防護等級IP67輸出導(dǎo)線TUV1X4.0mm/UL12AWG組件結(jié)構(gòu)陽極氧化鋁合金尺寸1650*992*40mm重量19kg備注：在AM1.5、1000W/m2的輻照度、25°C的電池溫度下的測試結(jié)果（二）逆變器選型并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心轉(zhuǎn)換設(shè)備，它連接直流側(cè)和交流側(cè)，要求具有完善的保護功能，優(yōu)質(zhì)的電能輸出和

12、高轉(zhuǎn)換效率。本項60kW村級扶貧電站擬選用易事特集團股份有限公司的EA33KTLSI組串型逆變器，其性能參數(shù)如下：EA33KTLSI組串型逆變器參數(shù)項目指標(biāo)直流輸入最大輸入功率33800W最大開路電壓1000V額定電壓/MPP電壓范圍620V/320V-900V啟動電壓200V最大直流輸入電流23A*3MPPT數(shù)量3輸入端口數(shù)6*2項目指標(biāo)交流輸出額定輸出有功功率30000W最大輸出視在功率33000VA額定輸出電壓3/N/PE,220/380V,230/400V額定頻率50/60最大輸出電流3*48A功率因數(shù)調(diào)節(jié)范圍0.8超前0.8滯后直流分量<0.5%輸出總諧波失真THD<3%

13、效率MPPT效率/最高效率/歐洲效率99.9%98.7%/98.4%保護功能直流反接保護（有/無）有項目指標(biāo)直流過壓、過載保護（有/無）有交、直流防浪涌保護（有/無）有絕緣阻抗監(jiān)測（有/無）有漏電流檢測保護（有/無）有過、欠壓保護（有/無）有過、欠頻保護（有/無）有過載、短路保護（有/無）有防孤島保護（有/無）有其它參數(shù)通信方式RS485隔離變壓器（有/無）無待機功耗<15W工作環(huán)境溫度范圍-25°C"+60°C項目指標(biāo)相對濕度0-100%,無凝露最咼工作海拔咼度3000米防護類型/防護等級IP65散熱方式自然冷卻重量65KG機械尺寸（寬X高X深）580X8

14、00X260mm（三）光伏支架選型光伏組件支架材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計方案及構(gòu)造措施，應(yīng)保證支架在運輸、安裝、使用過程中滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的要求，并符合抗震、抗風(fēng)、防腐等要求。支架、支撐金屬件及其連接節(jié)點，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行復(fù)核驗算。本項目光伏支架主要選用高強度的Q235B型熱鍍鋅型鋼，針對斜面屋頂選用重量輕的陽極氧化鋁型材，符合防火、防風(fēng)等要求，防腐措施能保證二十年免維護期和二十五年使用壽命。光伏方陣的支架由埋設(shè)在鋼筋混凝土基座中的鋼制鍍鋅連接件或不銹鋼地腳螺栓固定；鋼筋混凝土基座的主筋錨固在主體結(jié)構(gòu)內(nèi)；當(dāng)不能與主體結(jié)構(gòu)錨固時，設(shè)置支架基座。采取提高支架基座與主體結(jié)構(gòu)間附著

15、力的措施，滿足風(fēng)荷載、雪荷載與地震荷載作用的要求。水上光伏電站支架基礎(chǔ)采用300混凝土管樁，管樁打入深度依據(jù)地勘報告具體確定。根據(jù)以上要求，本項目用支架擬選用安徽恒瑞新能源股份有限公司生產(chǎn)的熱鍍鋅鋼支架，參數(shù)指標(biāo)詳見第“5.3支架相關(guān)證明文件”章節(jié)。（四）光伏方陣設(shè)計組件布置在保證組件不受遮擋的前提下，要兼顧最佳傾角和節(jié)約土地資源、與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境有機的結(jié)合、方便維護檢修，預(yù)留必要檢修通道。具體布置方式須待安裝地點確定后具體確定。（1）最佳傾角確定固定式安裝的陣列的最佳傾角取決于所處地理位置、全年太陽輻射分布、直接輻射和散射輻射比例等條件。根據(jù)本地所處經(jīng)緯度和太陽輻照資料，經(jīng)PVsyst軟件模擬

16、計算得知：在傾角29。，方位角0。時獲取的年輻射量最大（如下圖），所以本項目確定釆用29°最佳固定傾角安裝。（2）陰影及間距計算陣列傾角確定后，還要計算陣列間南北向間距及與建筑物的間距，保證在冬至日（一年中物體在太陽下陰影長度最長的一天）上午9：00到下午3：00的時段內(nèi)組件上無陰影遮擋，此間距不應(yīng)小于D：D=cosAXH/tanArcsin（sinasinb+cosacosbcosh）=0.707H/0.32式中：D遮擋物與陣列的間距；H遮擋物與可能被遮擋組件底邊的高度差；a當(dāng)?shù)鼐暥龋ㄒ虻囟悾籄太陽方位角（-45。）；b太陽赤緯角（-23.5°）；h上午9時的時角（-

17、45。）。據(jù)此計算，光伏陣列前后排間距D不應(yīng)小于3.63米，本項目取D二3.7米。光伏陣列與周圍建筑物的間距經(jīng)現(xiàn)場勘查后具體確定。（3）光伏組件據(jù)屋面/地面間距斜面屋頂安裝時，為了便于光伏組件和屋頂結(jié)合，減小風(fēng)阻，選擇在屋面上直接平鋪支架的安裝方式，這樣即有利于屋面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定也最大限度的利用了太陽能。平面屋頂或地面安裝時，組件釆用豎置雙排布置方式，組件距離屋面間距不小于300mm,距離地面不小于800mm。當(dāng)光伏組件安裝于水面上時，組件最低點距離水面（取近50年最高水位）不小于500mmo（五）光伏組件串并聯(lián)方案組件串聯(lián)的數(shù)量必須保證輸出電壓大于逆變器的最低mpp工作電壓，不高于逆變器最高輸入電

18、壓以及電池組件允許的最大系統(tǒng)電壓所。組件串聯(lián)數(shù)量的簡化計算方法是：Vmppmin/Vmp<SWVdcmax/Voc式中：Vmppmin逆變器的最低mpp輸入電壓；Vdcmax逆變器的最高輸入電壓；Vmp電池組件的最大功率點工作電壓；Voc電池組件的開路電壓；S串聯(lián)組件的數(shù)量(向下取整)。根據(jù)以上組件和逆變器參數(shù)計算：本項目電站的串聯(lián)組件數(shù)量S范圍是：17WSW26?？紤]逆變器最大功率有效利用和環(huán)境溫度變化等影響因素，本項目組件的串聯(lián)方案確定為：20片/串，每只逆變器連接組件串6串。(六) 光伏配電箱(1) 性能要求型式：壁掛或落地式，室外安裝系統(tǒng)額定電壓：400V外殼防護等級：IP65材

19、質(zhì)：201不銹鋼，噴塑進、出線方式：下進線、下出線方式(2) 功能設(shè)計有完整的電壓、電流、漏電、防雷保護和自動重合閘功能，并預(yù)留供電力部門安裝計量裝置和遠程采集裝置的安裝位置。（3）結(jié)構(gòu)光伏配電柜結(jié)構(gòu)示意圖（七）接地（一）直擊雷保護防直擊雷的主要措施是安裝避雷針，本項目涉及建筑屋頂及戶外設(shè)備安裝位置一般在整個環(huán)境中不是最高建筑，所以不另設(shè)避雷針。為防止直擊雷損壞電氣設(shè)備，釆用將組件金屬邊框和支架可靠連接并與接地網(wǎng)或原建筑物的接地相連接的措施。接地網(wǎng)以水平接地體為主，使用40X5mm熱鍍鋅扁鋼，必要時輔以垂直接地體。引下線使用40X5mm熱鍍鋅扁鋼或612熱鍍鋅圓鋼，外露部分刷上黃綠相間的油漆以標(biāo)識。水上光伏電站使用鍍銅鋼做引下線，以克服高濕度環(huán)境下的腐蝕現(xiàn)象。（二）侵入雷保護為防止雷電波侵入過電壓，根據(jù)DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合規(guī)程規(guī)定，在逆變器、配電箱內(nèi)分別設(shè)置三級、二級交流防雷模塊。（三）接地為保證人身和設(shè)備安全，所有電氣設(shè)備接地極、外殼均可靠連接到接地網(wǎng)，接地電阻W4Q。1.7設(shè)備配置單個60kW扶貧光伏電站序號部件型號及規(guī)格主要參數(shù)數(shù)量品牌、制造商備注1電池組件JKM26