生態(tài)園農(nóng)光互補(bǔ)光伏電站項(xiàng)目技術(shù)方案1.1項(xiàng)目任務(wù)與規(guī)模1.1.1工程建設(shè)場址及規(guī)模三里畈鎮(zhèn)是某省黃岡市羅田縣下轄的一個(gè)鎮(zhèn)級別行政單位，位于羅田縣西部，地處大別山南麓，巴水上游河畔，全鎮(zhèn)版圖面積201.5平方公里，鎮(zhèn)政府駐三里畈村，人口65443人，面積171.8平方千米。下轄1個(gè)居委會、43個(gè)行政村。是1999年“全國科技下鄉(xiāng)”舉辦地。三里畈鎮(zhèn)山清水秀、名人輩出、名山大川眾多、河流湖泊遍布，風(fēng)景優(yōu)美，有梁敬寨、富豬寨、黃道姑尖、金耳巖、云架山、龍?zhí)秿{谷、今古寺等景點(diǎn)，境內(nèi)地?zé)豳Y源豐富，建有三里畈溫泉度假村。更有甜柿第一村的鏨字石村。項(xiàng)目地屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，冬干（冷）夏濕，春暖秋涼，年均總?cè)照諘r(shí)數(shù)2047小時(shí)，年均輻射熱量109.25千卡/平方厘米。年平均氣溫16.4℃，極端最高氣溫41.6℃，極端最低氣溫-14.6℃，無霜期平均240天。全縣年均降水量1330毫米，全年降雨多集中在5、6、7三個(gè)月，約占全年降雨量的50%左右。本項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為：規(guī)劃容量20MWp并網(wǎng)型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)及相應(yīng)的配套上網(wǎng)設(shè)施。地區(qū)經(jīng)濟(jì)及建設(shè)任務(wù)開發(fā)利用可再生能源是國家能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，市境內(nèi)年日照時(shí)數(shù)在1852.6-2100小時(shí)之間。多年平均太陽總輻射為4569.2MJ/m2左右，具有一定的開發(fā)價(jià)值，符合國家產(chǎn)業(yè)政策。地區(qū)經(jīng)濟(jì)與發(fā)展2012年，全縣完成生產(chǎn)總值85.10億元，按可比價(jià)格計(jì)算，比上年增長11.6%。其中：第一產(chǎn)業(yè)完成增加值21.19億元，增長5.7%；第二產(chǎn)業(yè)完成增加值31.65億元，增長11.2%；第三產(chǎn)業(yè)完成增加值30.26億元，增長14%。三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比由2011年的25.7:39.7:34.6調(diào)整為24.9：39.5：35.6。在第三產(chǎn)業(yè)中交通運(yùn)輸倉儲和郵政業(yè)、批發(fā)和零售業(yè)、住宿和餐飲業(yè)、金融業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)、營利性服務(wù)業(yè)及非營利性服務(wù)業(yè)增加值分別增長11.3%、8.9%、6.4%、24.3%、5.1%、12.6%和19.7%。1.2.2工程建設(shè)任務(wù)工程的主要任務(wù)是建設(shè)高壓并網(wǎng)光伏電站，充分開發(fā)利用黃岡地區(qū)豐富的太陽能資源，建設(shè)綠色環(huán)保的新能源。從能源資源利用、電力系統(tǒng)供需、項(xiàng)目開發(fā)條件以及項(xiàng)目規(guī)劃占地面積和陣列單元排布等方面綜合分析，本期工程規(guī)劃建設(shè)20MWp。從能源資源利用、電力系統(tǒng)供需、項(xiàng)目開發(fā)條件等方面綜合分析，本期工程建設(shè)規(guī)模為20MWp。某煜江能黃陂蔡家榨生態(tài)園30MWp農(nóng)光互補(bǔ)光伏發(fā)電工程主要開發(fā)任務(wù)是發(fā)電，所發(fā)電能作為清潔能源的太陽能電力將會對某電網(wǎng)供電能力形成有益的補(bǔ)充。用以滿足某省電網(wǎng)及黃岡地區(qū)持續(xù)、高速增長的電力、電量需求。同時(shí)將場區(qū)建設(shè)成為光伏農(nóng)業(yè)基地和旅游景點(diǎn)，促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)、旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，擴(kuò)大農(nóng)民就業(yè)。1.2太陽電池組件選型太陽電池按材料可分為晶體硅太陽電池、硅基薄膜太陽電池、化合物半導(dǎo)體薄膜太陽電池和光電化學(xué)太陽電池等幾大類。晶體硅太陽電池包括單晶硅太陽電池和多晶硅太陽電池兩種，是目前PV(Photovoltaic)市場上的主導(dǎo)產(chǎn)品。晶體硅電池的結(jié)構(gòu)有很多種，最常見的是在p型基體上高溫?fù)诫s擴(kuò)散，形成n型區(qū)也叫擴(kuò)散層，形成p－n結(jié)。擴(kuò)散層上有與它形成歐姆接觸的銀質(zhì)上電極，它是由兩條主柵線和若干條副柵線組成，副柵線通過主柵線連接起來。而基體下面有與它形成歐姆接觸的下電極，一般由鋁背場和銀電極組成。為了便于使用，具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，確保電池的耐候性，匹配負(fù)載的電壓電流要求，在實(shí)際使用中需要把單獨(dú)的太陽電池片進(jìn)行串聯(lián)封裝成太陽電池組件，比較常見的晶體硅太陽電池組件的結(jié)構(gòu)為正面用超白低鐵鋼化玻璃，背面用耐候絕緣性良好的TPT或PET復(fù)合膜，中間填充EVA，一般還會在這種三明治結(jié)構(gòu)四周加裝既結(jié)實(shí)耐用又輕巧美觀的鋁合金邊框。優(yōu)質(zhì)的、經(jīng)過預(yù)衰減的太陽電池組件，可以正常使用保證25年功率衰減不超過20％，能抵御2400Pa的陣風(fēng)和5400Pa的雪壓，各式各樣的新型組件也正不斷涌現(xiàn)出來，這些都有利于清潔的太陽能應(yīng)用技術(shù)推廣與普及。1.2.1單晶硅太陽電池在所有太陽電池種類中，單晶硅太陽電池轉(zhuǎn)換效率較高，技術(shù)也最為成熟，使用最為廣泛。在實(shí)驗(yàn)室里最高的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)24.7%，規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的效率可達(dá)18%左右。目前在大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中仍占據(jù)主導(dǎo)地位。但由于單晶硅材料制造成本價(jià)格高，經(jīng)過制造工藝和技術(shù)方面的努力，相對初期階段，價(jià)格已經(jīng)大幅度降低。1.2.2多晶硅太陽電池多晶硅太陽電池與單晶硅比較，其效率高于非晶硅薄膜電池而低于單晶硅電池，其實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率可達(dá)21%，工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為17%左右。因此，多晶硅電池在效率和價(jià)格方面能夠繼續(xù)擴(kuò)大其優(yōu)勢的話，將會在太陽能電地市場上占據(jù)重要地位。1.2.3硅基薄膜太陽電池與晶體硅太陽電池相比，硅基薄膜太陽電池最重要的是成本優(yōu)勢，具有弱光響應(yīng)好和溫度系數(shù)小的特性，便于大規(guī)模生產(chǎn)，有極大的發(fā)展和應(yīng)用潛力。通常，硅基薄膜太陽電池的最主要問題是效率相對較低，效率目前為7-10%，每瓦的電池面積會增加約一倍，在安裝空間和光照面積有限的情況下限制了它的應(yīng)用。1.2.4太陽電池組件的應(yīng)用和比較上述三大類電池產(chǎn)品的價(jià)格從目前市場上來看是多晶硅和單晶硅價(jià)格接近。硅基薄膜比多晶硅和單晶硅便宜，但太陽能轉(zhuǎn)換效率單晶硅＞多晶硅＞硅基薄膜，占地面積單晶硅與多晶硅差不多，硅基薄膜較大。產(chǎn)品的成熟程度是單晶硅比多晶硅更加成熟，硅基薄膜稍差。但是價(jià)格并不是固定不變的，隨著供需狀況的變化而改變。據(jù)目前國內(nèi)廠家報(bào)價(jià)的情況，單晶硅與多晶硅的價(jià)格基本一致。通過設(shè)計(jì)方案比較，采用單晶硅的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要好于采用多晶硅。1.2.5組件技術(shù)參數(shù)目前可研階段暫按265Wp多晶電池組件作為設(shè)計(jì)輸入。本項(xiàng)目太陽電池組件采用的多晶硅電池組件的主要參數(shù)如下：多晶硅太陽電池組件序號技術(shù)參數(shù)單位參數(shù)值1標(biāo)稱峰值功率WP2652標(biāo)稱功率公差%-3/+33組件轉(zhuǎn)換效率%16.04標(biāo)稱最佳工作電壓V30.35標(biāo)稱最佳工作電流A8.596標(biāo)稱開路電壓V37.77標(biāo)稱短路電流A9.098額定電池工作溫度℃44±29短路電流溫度系數(shù)%/℃0.0510開路電壓電壓溫度系數(shù)%/℃-0.3211最大功率溫度系數(shù)%/℃-0.4312組件尺寸（長*寬*厚）mm1650*990*3513重量kg18.51.3逆變器選型并網(wǎng)逆變器的基本功能，是把來自太陽能電池方陣的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，并把電力輸送給與交流系統(tǒng)連接的負(fù)載設(shè)備，同時(shí)把剩余的電力倒流入電網(wǎng)中。還具有最大限度地發(fā)揮太陽能電池方陣性能的功能和異常時(shí)或故障時(shí)的保護(hù)功能。合理的逆變器配置方案和合理的電氣一次主接線對于提高太陽能光伏系統(tǒng)發(fā)電效率，減少運(yùn)行損耗，降低光伏并網(wǎng)電站運(yùn)營費(fèi)用以及縮短電站建設(shè)周期和經(jīng)濟(jì)成本的回收期具有重要的意義。逆變器通過半導(dǎo)體功率開關(guān)的開通和關(guān)斷，將直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能；工作過程中，直流側(cè)輸入功率為定值，電網(wǎng)電壓高低相位不同時(shí)輸出不同的電流。因此，逆變器實(shí)際上可看作一個(gè)受控電流源。作為電流源，與電力系統(tǒng)中常規(guī)的發(fā)電機(jī)(電壓源)不同，其電壓自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)輸出電流，不存在同期要求。作為電流源，其諧波是值得注意的，不能超過電網(wǎng)要求值。1.1.1逆變器分類及共性大型并網(wǎng)光伏逆變器的分類方式較多。按功率等級分類，有100kW、200kW、250kW、330kW、500kW、1000kW等。按是否帶隔離變壓器，有隔離型和不隔離型。不帶隔離變壓器的逆變器效率相對較高。按逆變單元不同，有模塊逆變型和整體逆變型。成模塊逆變的逆變器工作時(shí)，與光伏陣列直流側(cè)的匹配性較高。大型逆變器的共性很多。例如，尺寸隨功率增加，都含有監(jiān)控、保護(hù)功能等。另外，單機(jī)功率越大的逆變器效率越高。目前國內(nèi)某廠商生產(chǎn)的逆變器主要技術(shù)參數(shù)比較如下表6.5-1所示。表1.3-1不同容量逆變器主要技術(shù)參數(shù)對比表逆變器額定功率250kW500kW1000kW推薦的最大功率284kW560kW1120kW絕對最大輸入電壓1000Vdc1000Vdc1000VdcMPPT輸入電壓范圍480V～850V500V～850V500V～850V最大效率97.3%98.7%98.7%額定交流頻率50Hz50Hz50Hz額定電網(wǎng)電壓400Vac315Vac315Vac功率因素（COS?）＞0.99＞0.99＞0.99電流波形畸變率(額定功率時(shí))＜3%＜3%＜3%夜間自耗電<80W<100W<200W1.1.2逆變器的技術(shù)指標(biāo)對于逆變器的選型，主要以以下幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行比較：1)逆變器輸入直流電壓的范圍：由于太陽能電池組串的輸出電壓隨日照強(qiáng)度、天氣條件及負(fù)載影響，其變化范圍比較大。就要求逆變器在能夠在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)正常工作，并保證交流輸出電壓穩(wěn)定。2)逆變器輸出效率：大功率逆變器在滿載時(shí)，效率必須在90%或95%以上。中小功率的逆變器在滿載時(shí)，效率必須在85%或90%以上。即使在逆變器額定功率10%的情況下，也要保證90%(大功率逆變器)以上的轉(zhuǎn)換效率。3)逆變器輸出波形：為使光伏陣列所產(chǎn)生的直流電經(jīng)逆變后向公共電網(wǎng)并網(wǎng)供電，就要求逆變器的輸出電壓波形、幅值及相位等與公共電網(wǎng)一致，以實(shí)現(xiàn)向電網(wǎng)無擾動(dòng)平滑供電。所選逆變器應(yīng)輸出電流波形良好，波形畸變以及頻率波動(dòng)低于門檻值。4)最大功率點(diǎn)跟蹤：逆變器的輸入終端電阻應(yīng)自適應(yīng)于光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行特性。保證光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行在最大功率點(diǎn)。5)可靠性和可恢復(fù)性：逆變器應(yīng)具有一定的抗干擾能力、環(huán)境適應(yīng)能力、瞬時(shí)過載能力及各種保護(hù)功能，如：過電壓情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)正常運(yùn)行；過負(fù)荷情況下，逆變器需自動(dòng)向光伏電池特性曲線中的開路電壓方向調(diào)整運(yùn)行點(diǎn)，限定輸入功率在給定范圍內(nèi)；故障情況下，逆變器必須自動(dòng)從主網(wǎng)解列。6)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集：逆變器應(yīng)有多種通訊接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并發(fā)送到遠(yuǎn)控室，其控制器還應(yīng)有模擬輸入端口與外部傳感器相連，測量日照和溫度等數(shù)據(jù)，便于整個(gè)電站數(shù)據(jù)處理分析。逆變器主要技術(shù)指標(biāo)還有：額定容量，輸出功率因數(shù)，額定輸入電壓、電流，電壓調(diào)整率，負(fù)載調(diào)整率，諧波因數(shù)，總諧波畸變率，畸變因數(shù)，峰值子數(shù)等。另外，逆變器選型需滿足《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》中與逆變器相關(guān)技術(shù)要求。1.1.3逆變器的擬選大型光伏電場場地不受限制，宜選擇大功率逆變器，以簡化系統(tǒng)接線，同時(shí)大功率逆變器效率較高，利于降低運(yùn)行損耗、提升光伏電場整體效率。MW級逆變升壓成套設(shè)備，國內(nèi)尚無定型產(chǎn)品，國內(nèi)諸多光伏電站一般仍采購分體設(shè)備，通過組合實(shí)現(xiàn)逆變、升壓功能；國外已有的定型產(chǎn)品，其升高電壓往往為20kV，國內(nèi)運(yùn)用較少。500kW級逆變器，可成對并機(jī)為1MW單元，配定制的低壓側(cè)帶分裂繞組的1MVA箱式變壓器，組成1MW光伏逆變升壓單元。至于250kW、200kW、100kW級逆變器，也可采用相同原理并機(jī)成MW級單元與箱變配合使用，組成1MW光伏逆變升壓單元。組成1MW光伏逆變升壓單元，有許多優(yōu)點(diǎn)。包括簡化接線，節(jié)省占地，運(yùn)行方便，投資經(jīng)濟(jì)等。在各種1MW光伏逆變升壓單元組成方案中，推薦500kW級逆變器并機(jī)方案。主要原因是大功率逆變器效率高，運(yùn)行損耗低、能提升光伏電場整體效率。同時(shí)，單機(jī)功率大的逆變器每瓦平均外形尺寸較低，占地更小。本工程系統(tǒng)容量為20MWp，從工程運(yùn)行及維護(hù)考慮，若選用單臺容量小的逆變設(shè)備，則設(shè)備數(shù)量較多，會增加投資及后期的維護(hù)工作量；在投資條件相同的情況下，應(yīng)盡量選用容量大的逆變設(shè)備，可在一定程度上降低投資，并提高系統(tǒng)可靠性；但若是逆變器容量過大，則在一臺逆變器發(fā)生故障時(shí)，發(fā)電系統(tǒng)損失發(fā)電量就較大。逆變器配置中，不需隔離變壓器，并盡可能滿足現(xiàn)場的氣候氣象條件。本工程初步擬定的逆變器參數(shù)如下：表1.3-2擬選逆變器參數(shù)表序號名稱技術(shù)參數(shù)備注1逆變器額定輸出功率500KW2逆變器效率(1)最高轉(zhuǎn)換效率>98.7%(2)歐洲效率（加權(quán)平均效率）>98.5%3逆變器輸入?yún)?shù)(1)輸入電壓范圍DC500~1000V(2)MPPT電壓范圍500V~850V(3)最大直流輸入電流1120A4逆變器輸出參數(shù)(1)額定輸出電壓315V(2)功率因數(shù)-0.9～+0.9(3)總電流波形畸變率<3%（額定功率）5噪音≤60dB6平均無故障時(shí)間>10年7逆變器功率損耗(1)待機(jī)損耗/夜間功耗<100W8工作環(huán)境溫度范圍-25℃～+55℃9相對濕度95%10滿功率運(yùn)行的最高海拔高度3000m11散熱方式溫控強(qiáng)制風(fēng)冷12重量1700kg13機(jī)械尺寸（寬×高×深）1606*2034*860mm14通訊接口RS485/Modbus1.4光伏陣列設(shè)計(jì)1.4.1布置原則大型獨(dú)立光伏電場組件的布置，一般通過光伏陣列的分區(qū)、分級排布來實(shí)現(xiàn)。分區(qū)以光伏電場箱式變壓器為對象，把光伏電場劃分為若干個(gè)相對獨(dú)立的交流發(fā)電子系統(tǒng)，本工程中結(jié)合電池組件的分布規(guī)律，將多晶硅光伏陣列分為1MW的陣列單元。分級是在每個(gè)分區(qū)內(nèi)，對太陽電池組件陣列進(jìn)行分級，匯流箱下轄一級光伏陣列，匯流柜下轄二級光伏陣列。1.4.2總體布置方案設(shè)計(jì)本工程規(guī)劃容量為20MWp，結(jié)合箱變?nèi)萘亢碗姵亟M件的分布規(guī)律，本工程設(shè)置20個(gè)1MW光伏陣列單元，每個(gè)光伏陣列共由186串組成，每串由18塊組件組成。圖6.6-1光伏組件安裝示意圖圖6.6-2光伏電站安裝效果圖1.4.3光伏子陣列設(shè)計(jì)電池工作溫度分析太陽電池的實(shí)際工作溫度取決于多個(gè)參數(shù)，要想事先準(zhǔn)確地算出十分困難。在室內(nèi)測試條件下(不考慮風(fēng)速及其引起的散熱)，太陽電池溫度取決于日照強(qiáng)度、環(huán)境氣溫、以及內(nèi)阻產(chǎn)生的溫升，同時(shí)需考慮到風(fēng)速引起的散熱。本工程結(jié)合當(dāng)?shù)貥O端低溫和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算太陽電池實(shí)際工作溫度為-18℃至85℃。串聯(lián)回路工作電壓計(jì)算太陽電池的工作電壓，以標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的最佳工作電壓為基礎(chǔ)、按電壓溫度系數(shù)進(jìn)行修正。標(biāo)準(zhǔn)測試條件是，太陽電池溫度25℃±2℃，輻照度用標(biāo)準(zhǔn)太陽電池測定為1000W/m2、并具有AM1.5地面標(biāo)準(zhǔn)的太陽光譜輻照度分布的測試條件。太陽電池組件標(biāo)稱最佳工作電壓為36.5V，標(biāo)稱開路電壓為45.3V，電壓溫度系數(shù)為-0.32%/℃，由此計(jì)算太陽電池工作電壓及開路電壓范圍。串聯(lián)回路組件數(shù)量確定本工程選用通用型逆變器。逆變器最大功率跟蹤電壓為500~850V，最大直流輸入電壓為1000V。根據(jù)該電壓值，與串聯(lián)回路在連接16～21塊組件后工作電壓的計(jì)算值進(jìn)行比較；電池組件的工作電壓和開路電壓隨溫度變化的區(qū)間為-18℃~85℃；在滿足光伏組件能當(dāng)?shù)氐臏囟拳h(huán)境工作的前提下，根據(jù)光伏組件的峰值功率電壓、開路電壓以及溫度系數(shù)等性能指標(biāo)，可得出不同串聯(lián)回路的工作電壓如下表所示：表1.4-2不同串聯(lián)回路的工作電壓（-18℃至85℃電池溫度下）序號串聯(lián)回路組件數(shù)量逆變器輸入端工作電壓(V)逆變器輸入端開路電壓(V)116471.87～664.36585.64～824.53217501.36～705.88622.24～876.07318530.86～747.4658.84～927.6419560.35～788.93695.45～979.13520589.84～830.45732.05～1030.67621619.33～871.97768.65～1082.2選用的逆變器的MPPT電壓跟蹤范圍為：500Vdc～850Vdc，允許的最大直流開路電壓為1000VDC。由表6.6-2計(jì)算結(jié)果可見，當(dāng)組串件數(shù)為17~19的時(shí)候，能夠滿足逆變器要求。考慮本工程布置實(shí)際情況，組串件數(shù)取N=18。光伏組件串尺寸如圖6.6-1所示。圖1.4-1光伏組串尺寸1.4.4光伏陣列布置方案設(shè)計(jì)傾角和方位角選擇光伏陣列的布置既要滿足輻射量損失的要求，又要兼顧現(xiàn)場地形特點(diǎn)，考慮實(shí)際施工過程中的土方量和支架用量，控制成本。在光伏陣列布置過程中，影響輻射量的主要參數(shù)為陣列的傾角和方位角，通過6.4節(jié)內(nèi)容計(jì)算本工程所在地陣列最佳傾角為22°。由于本工程為山地光伏，所在點(diǎn)存在較多的地勢起伏，通過對地形分析，光伏陣列的布置方案采用以下原則進(jìn)行設(shè)計(jì)：1）平整地面或可以通過一定挖填方實(shí)現(xiàn)平整的地面，陣列一律采用正南布置（方位角為0°），傾角采用最佳傾角22°；2）對朝向?yàn)檎系钠碌兀嚵胁贾脜⒄掌秸孛娌贾茫轿唤侨?°，南北傾角依地勢通過支架調(diào)節(jié)為22°。3）對非正南坡地，光伏陣列東西方向采用順坡布置，南北方向通過支架或土方調(diào)節(jié)到22°。通過分析場區(qū)地形，東西坡度角多在12°以內(nèi)。通過計(jì)算與正南（0°方位角），22°傾角輻射量進(jìn)行對比，當(dāng)東西坡度在5°范圍，輻射量損失僅為0.2%；當(dāng)東西坡度在10°范圍，輻射量損失僅為0.75%；當(dāng)東西坡度在12°范圍，輻射量損失僅為1.04%。光伏陣列間距設(shè)計(jì)光伏陣列前后排之間必須保持一定距離，以免前排陣列擋住后排陣列的陽光。因此，需要確定前后排方陣之間的最小距離。兩排陣列之間最小距離的示意圖如圖6.6.4-1所示。圖6.6.4-1兩排陣列之間的距離示意圖圖中，L為一級光伏陣列斜平面高度，H為一級光伏陣列水平高度，B為安裝傾角，a為太陽高度角，c為太陽方位角，r為太陽入射線水平面上投影在后排陣列之間的長度，d為前排陣列陰影長度，D為陣列之間的間距，e為陣列陰影在東西方向的影響長度。按上述幾何關(guān)系，運(yùn)用三角函數(shù)，可得d、D值計(jì)算公式如下：式中：ω—.時(shí)角（與正常發(fā)電時(shí)間有關(guān)）；δ—.太陽赤緯角（在冬至日-21.45℃至夏至日+21.45℃范圍內(nèi)變化）；φ—.緯度；s——陰影系數(shù)，s=d/H。本工程地處北半球，最小間距確定原則是，冬至日的正常發(fā)電時(shí)間內(nèi)，后排的陣列不應(yīng)被前排陣列遮擋。正常發(fā)電時(shí)間根據(jù)太陽能輻射觀測數(shù)據(jù)確定。本站站址的緯度約為30.7°N，經(jīng)計(jì)算得當(dāng)?shù)囟辽衔?：00影子系數(shù)為2.008。對平整地面，陣列南北向間距可通過陰影系數(shù)直接計(jì)算，對于坡地，需結(jié)合地形本身的南北坡度和陰影系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。光伏電場東西側(cè)圍墻陰影在東西方向的影響長度e，與當(dāng)?shù)氐匦胃叨萮的比值s，可作為東西向陰影系數(shù)。根據(jù)幾何關(guān)系，運(yùn)用三角函數(shù)，可得s計(jì)算公式為：選取9:00~15:00時(shí)間區(qū)間，計(jì)算得東西向陰影系數(shù)為1.912。若東西方向順坡布置，則相鄰陣列不存在高差，僅需保留0.5m的距離即可，對東西坡度較大或地形相對復(fù)雜的地方，陣列東西向間距需結(jié)合地形本身東西坡度和陰影系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。1.5光伏電站電氣設(shè)計(jì)1.5.1光伏方陣配電系統(tǒng)本工程為一般耕地地形光伏，光伏電池板布置順地形布置，電池板會有不同的方位角以及傾角，為便于集中接線，本工程選用大中型逆變器，分別為500kW逆變器、1MW逆變器（2×500kW）。22塊電池組件（265W）串聯(lián)成一個(gè)電池組串。每個(gè)逆變器單元經(jīng)匯流箱匯集后再由逆變器整流逆變后輸出315V三相交流電，兩個(gè)500kVA逆變器單元連接至1000kVA箱變低壓側(cè)，或者單臺500kVA逆變器單元連接至500kVA箱變低壓側(cè)，經(jīng)箱變升壓至35kV，通過集電線路送至升壓站35kV配電裝置。1.5.2逆變升壓站光伏方陣采用“一陣一變”單元式接線，對于1個(gè)或者兩個(gè)逆變器發(fā)電單元所組成的光伏陣列組設(shè)置一個(gè)逆變升壓站。逆變升壓站包括1個(gè)或者兩個(gè)逆變器以及一臺箱變。逆變器容量為500/1000kW(輸出交流電壓為315V)。一個(gè)1000kVA逆變器單元連接至1000kVA箱變低壓側(cè)，或者單臺500kVA逆變器單元連接至500kVA箱變低壓側(cè)。箱變?nèi)萘繛?00kVA/1000kVA。該接線具有電能損耗少、接線簡單、操作方便、任意一組光伏設(shè)備故障不會影響其光伏設(shè)備正常運(yùn)行等特點(diǎn)。1.5.3集電線路方案光伏電站升壓站布置于整個(gè)光伏電站的中部。由于架空線路及桿塔產(chǎn)生的陰影會大大的降低太陽能電池發(fā)電量，以及會對組件的運(yùn)行造成影響。故本工程光伏電站集電線路光伏組件區(qū)域暫不考慮采用架空線方式。以下對35kV電纜集電線路、10kV電纜集電線路二種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。方案一：按10MWp傳輸功率，中壓系統(tǒng)額定電壓選擇35kV時(shí)，單回集電線路最大工作電流165A。按額定載流量最大3%電壓降、短路熱穩(wěn)定等校驗(yàn)，鋁芯電纜截面可選擇為70mm2、120mm2。20MWp單元需2回集電線路。方案二：按5MWp傳輸功率，中壓系統(tǒng)額定電壓選擇為10kV時(shí)，單回集電線路最大工作電流約289A。電纜截面可選擇95mm2、120mm2和185mm2，按額定載流量最大3%電壓降、短路熱穩(wěn)定等各種方法校驗(yàn)均滿足；20MWp單元需要4回集電線路。根據(jù)以上條件計(jì)算的方案一的集電線路電纜數(shù)量及造價(jià)見表7.2-1、方案二的集電線路電纜數(shù)量及造價(jià)如表7.2-2。

表1.5-1方案一的集電線路電纜數(shù)量及造價(jià)截面(mm2)3×703×120數(shù)量(km）72單價(jià)(萬元)69120小計(jì)(萬元)345240小計(jì)(萬元)585表1.5-2方案二的集電線路電纜數(shù)量及造價(jià)截面(mm2)3x953x1203x185數(shù)量(km）7.51.85單價(jià)(萬元)52.560.388.2小計(jì)(萬元)394109441小計(jì)(萬元)944由以上兩個(gè)表格可以看出，方案二比方案一電纜投資增加約359萬元。但隨著電壓等級的升高，箱式箱變、無功補(bǔ)償、開關(guān)柜等電氣設(shè)備的電壓等級和絕緣水平也需提高，設(shè)備成本也增加。若采用方案一，本期35kV配電裝置共有2面光伏饋線柜、1面進(jìn)線柜、1面PT柜、1面無功補(bǔ)償饋線柜、1面站用變柜，共計(jì)6面柜子。若采用方案二，10kV配電裝置比35kV配電裝置多2面饋線柜，共計(jì)8面柜子。為簡化比較，按10kV開關(guān)柜10萬/面，35kV開關(guān)柜20萬/面。若采用方案一，無功補(bǔ)償裝置按SVG型式考慮，比采用方案為多一臺容量為12MVA，電壓變比為35kV/10kV的雙卷變壓器，此變壓器價(jià)格約為60萬。同樣，若采用方案一由于升壓單元中的箱變需選用35kV變壓器，若采用方案二，則變壓器為10kV電壓等級，經(jīng)詢價(jià)，每套的逆變升壓單元方案二比方案一價(jià)高約8萬元。同時(shí)考慮主變由于低壓側(cè)電壓等級的升高所產(chǎn)生的差價(jià)15萬。經(jīng)計(jì)算設(shè)備費(fèi)用方案一比方案二設(shè)備投資約增加285萬元。設(shè)備價(jià)格比較表見表7.2-3。表7.2-3設(shè)備價(jià)格比較表項(xiàng)目開關(guān)柜SVG主變升壓單元10kV8000035kV1206015160差價(jià)(萬元)406015160總計(jì)（萬元）275由以上比價(jià)可知，就初始投資來講，方案一比方案二電纜投資少359萬元，但是設(shè)備費(fèi)會增加約275萬，總體方案一比方案二總投資節(jié)約84萬元。由于35kV電壓等級集電線路電流小于10kV電壓等級集電線路電流，經(jīng)計(jì)算，本工程正常運(yùn)行情況下，35kV集電線路的損耗比10kV小約600kW，按25年平均等效滿負(fù)荷運(yùn)行950小時(shí)計(jì)算，每年可節(jié)省電費(fèi)約14萬。綜合考慮，集電線路電壓推薦采用35kV，可簡化集電線路、有效降低線路壓降，比采用10kV具有更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。本工程集電線路采用35kV電纜直埋連接：根據(jù)光伏陣列的布置位置情況，將光伏布置分為4個(gè)集電線路單元，共敷設(shè)4回集電線路至升壓站35kV配電室。在每組集電線路中，根據(jù)箱變連接總?cè)萘糠謩e采用ZRC-YJLV22-26/35-3x70以及ZRC-YJLV22-26/35-3x120電纜。1.5.4光伏電站配電系統(tǒng)主要電氣設(shè)備1)升壓變壓器箱變，容量1000kVA，電壓38.5±2×2.5%/0.315kV/0.315kV，聯(lián)接組別D，y11，y11接線，阻抗電壓Ud=6.5%。臺數(shù)：20臺2)35kV集電線路集電線路一般有兩種類型，架空型和電纜直埋型，根據(jù)本工程具體情況，考慮線路陰影遮擋因素，提高線路可靠性，光伏布置區(qū)域集電線路宜采用電纜型。升壓變高壓側(cè)采用35kV電力電纜連接，采用電纜直埋敷設(shè)方式。每回集電線路按輸送電能按5MW設(shè)計(jì)，根據(jù)回路最大電流選擇導(dǎo)線載流量，并考慮降容系數(shù)。經(jīng)計(jì)算電纜選用交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套鎧裝鋁芯阻燃電纜：ZRC-YJLV22-26/35-3×70(3×120)。1.5.5光伏電站配電設(shè)備布置1)逆變升壓變布置逆變升壓站布置在對應(yīng)的光伏方陣單元旁，靠光伏道路布置。2)集電線路路徑選擇電纜集電線路的路徑選擇，充分考慮以下原則：①電纜集電線路盡量短；②電纜集電線路所帶光伏方陣容量均勻分布；③盡量減少各電纜集電線路及其它管線的交叉；④電纜集電線路盡量直接敷設(shè)在光伏站內(nèi)道路旁；⑤電纜集電線路盡量避開水庫和水塘。1.5.6光伏電站開關(guān)站開關(guān)站電氣主接線由于整個(gè)光伏場區(qū)總規(guī)劃容量為20MWp，本期上齊，通過35kV出線接入三里畈110kV變電站35kV間隔。35kV采用單母線分段接線。電纜饋線2回，主變進(jìn)線1回，站用變出線1回，無功補(bǔ)償裝置出線1回。擬在開關(guān)站35kV側(cè)裝設(shè)一套3MVar的無功補(bǔ)償裝置，采用3MVarSVG型式。升壓站可以實(shí)現(xiàn)無功在-3MVar～+3MVar范圍之間的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。最終無功補(bǔ)償方案以接入系統(tǒng)報(bào)告為準(zhǔn)。設(shè)置站用變2臺，站用變?nèi)萘?00kVA，一臺為干式變壓器，布置在35kV配電室，電壓比38.5±2×2.5%/0.4kV，作為備用變壓器；另一臺為施工臨時(shí)變壓器，電壓比10.5±2×2.5%/0.4kV，布置在室外，作為主供電源。開關(guān)站短路電流計(jì)算由于缺乏相關(guān)接入系統(tǒng)資料，本光伏電站35kV側(cè)電氣設(shè)備短路電流按31.5kA進(jìn)行選擇。開關(guān)站主要電氣設(shè)備選擇1)35kV配電裝置35kV配電裝置采用移開式金屬封閉鎧裝真空開關(guān)柜，型號為KYN61-40.5。本工程配置35kV電纜出線柜2面，主變進(jìn)線柜1面，無功補(bǔ)償柜1面，站用變柜1面，PT柜1面。35kV配電裝置開關(guān)柜主要技術(shù)參數(shù)如下：型號：KYN61-40.5額定電壓：40.5kV額定頻率：50Hz額定工作電流：2000A(主母線，主變進(jìn)線柜)、1250A(饋線柜)額定短路開斷電流：31.5kA額定短時(shí)耐受電流：31.5kA(3s)額定動(dòng)穩(wěn)定電流：80kA外殼防護(hù)等級：IP432)無功補(bǔ)償裝置由于光伏電站光伏組件發(fā)出的直流電經(jīng)逆變后變?yōu)榻涣麟姡孀兤骺梢员ＷC的功率因數(shù)在0.98以上，根據(jù)此特點(diǎn)，光伏組件本身無需再進(jìn)行無功補(bǔ)償，光伏電站的無功補(bǔ)償主要集中在升壓站主變、35kV升壓變、集電線路和送出線路無功損耗上。按照以上原則，經(jīng)初步計(jì)算，該工程本期無功補(bǔ)償容量約為3Mvar。在開關(guān)站35kV母線上本期設(shè)置一套3Mvar高壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償成套裝置，即3MvarSVG。可實(shí)現(xiàn)無功容量-3～+3Mvar連續(xù)平滑可調(diào)。SVG無功補(bǔ)償裝置主要技術(shù)參數(shù)如下：額定電壓：35kV額定容量：±3Mvar調(diào)節(jié)容量范圍：-100%～100%，連續(xù)平滑可調(diào)無功調(diào)節(jié)精度：無級調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間：<30ms本期動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置暫時(shí)按上述確定，最終型式和容量待電力接入系統(tǒng)報(bào)告審查批復(fù)后，本可研再按其要求修編本可研最終成品文件。3)中性點(diǎn)接地方式由于35kV集電線路均采用電纜連接，35kV系統(tǒng)單相接地電容電流過大，本工程35kV母線采用經(jīng)消弧線圈接地方式。35kV線路一旦發(fā)生單相接地故障，應(yīng)立即切除故障線路，不允許帶接地運(yùn)行，以免擴(kuò)大事故。本期工程選用接地變和可調(diào)式消弧線圈成套設(shè)備，接地變采用DKSC-1000/35-200/0.4kV，電壓35±2×2.5%，消弧線圈為XHDCZ-800/35。4)站用變升壓站站用電回路設(shè)35kV、380/220V兩個(gè)電壓等級。本期設(shè)置1臺200kVA站用變壓器，引自站外10kV系統(tǒng)。站用380V配電裝置選用GCS型低壓配電柜，配電柜采用電纜出線接至用電負(fù)荷。a)10kV箱式變壓器技術(shù)參數(shù)：型式：美式箱變，三相雙卷干式無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器干式變型號:SCB11-200kVA額定頻率:50HZ容量:200kVA電壓組合:10.5±2×2.5%/0.4kV連接組別:D,yn11阻抗:Ud=4%箱式變高壓側(cè)配熔斷器、負(fù)荷開關(guān)、計(jì)量CT、計(jì)量PT。b)低壓抽屜式配電柜額定電壓：380V額定頻率：50HZ母線額定電流：1000A母線額定短時(shí)耐受電流：31.5kA開關(guān)站一次設(shè)備布置1)總平面布置開關(guān)站布置在光伏電站內(nèi)，本期規(guī)劃新建一回35kV線路至110kV前進(jìn)變電站。本站布置主要基于以下三點(diǎn)考慮：一是開關(guān)站35kV出線能夠比較順暢與規(guī)劃的線路走廊相接；二是將開關(guān)站布置在相對平整處以便于施工，且靠近主道路；三是盡可能將開關(guān)站布置在光伏電站的中心，以節(jié)省集電線路的長度。2)35kV開關(guān)柜布置本工程終期共12面35kV開關(guān)柜，布置在35kV配電樓內(nèi)，本期上6面35kV開關(guān)柜，其中有2面35kV集電線路柜，1面消弧線圈柜，1面PT柜，1面上網(wǎng)柜，1面SVG柜。3)站用配電裝置布置本工程站用配電裝置布置在生產(chǎn)綜合樓的380V配電室內(nèi)。4)35kV無功補(bǔ)償裝置的布置35kV無功補(bǔ)償裝置采用SVG型式，SVG控制室布置于室內(nèi)，SVG變壓器布置于戶外。升壓站照明升壓站照明分為正常照明和應(yīng)急照明，正常照明電源取自所用電交流電源，應(yīng)急照明電源取自應(yīng)急照明切換屏，正常時(shí)由交流電源供電，交流電源消失時(shí)自動(dòng)切換至直流電源經(jīng)逆變器供電。辦公生活樓內(nèi)，在主控室采用柵格燈作為正常照明，其他房間采用節(jié)能燈，屋外道路采用高壓鈉燈照明。在主控室、電氣配電室及主要通道處設(shè)置應(yīng)急照明，應(yīng)急照明也采用熒光燈或節(jié)能燈，由應(yīng)急照明切換箱供電。逆變器小室正常照明由逆變升壓單元配電室低壓配電柜供電，應(yīng)急照明采用帶蓄電池的熒光燈及應(yīng)急燈。防雷、接地及過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)（1）光伏陣列部分①光伏組件防雷：太陽電池組件由兩層鋼化玻璃中間夾太陽電池、四周拼接鋁合金框架形成。其電池本身為絕緣體，四周鋁合金框架為良好導(dǎo)體。光伏電場設(shè)一級防雷匯流箱、二級防雷匯流箱，防止感應(yīng)雷和操作過電壓。光伏電池組支架與支架之間，支架與主接地網(wǎng)之間通過扁鋼焊接成電氣通路，實(shí)現(xiàn)全場光伏電池支架電氣接地。②逆變器及箱變防雷：逆變器配有獨(dú)立的交直流防雷配電柜，防止感應(yīng)雷和操作過電壓以保護(hù)電氣設(shè)備。箱變35kV側(cè)采用無間隙的氧化鋅避雷器作為過電壓保護(hù)器。③站區(qū)接地需結(jié)合場地地質(zhì)條件，選用經(jīng)濟(jì)合理的接地方案。接地裝置按《交流電氣裝置的接地》GB/T50064-2014的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。光伏電場沿道路鋪設(shè)光伏電場接地網(wǎng)，使全場光伏組件電氣接地。在逆變器及箱式變處設(shè)置局域接地網(wǎng)。接地網(wǎng)以水平接地體、垂直接地體為主，水平接地極埋深－0.8m。按ρ=1000Ω假定計(jì)算，接地計(jì)算時(shí)按照終期考慮，光伏場區(qū)地網(wǎng)面積約800畝得出廠區(qū)接地網(wǎng)接地電阻約為0.68Ω，滿足光伏場區(qū)接地電阻要求。最終設(shè)計(jì)以收到的相關(guān)報(bào)告實(shí)際值進(jìn)行修改完善。（2）升壓變電站部分①主、輔建（構(gòu)）筑物的防雷保護(hù)設(shè)施按《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》（GB/T50064-2014）的規(guī)定設(shè)置。本期過電壓保護(hù)包括防直擊雷、防雷電侵入波、防工頻過電壓、防諧振過電壓和防操作過電壓等多項(xiàng)內(nèi)容。站區(qū)防直擊雷采用站區(qū)內(nèi)設(shè)獨(dú)立避雷針進(jìn)行直擊雷保護(hù)，屋外配電裝置及無功補(bǔ)償裝置在聯(lián)合直擊雷保護(hù)范圍內(nèi)。②在35kV配電設(shè)計(jì)中，選用真空斷路器作為操作設(shè)備，為抑制截流以及其它過電壓，采用無間隙的氧化鋅避雷器作為過電壓保護(hù)器。電氣設(shè)備絕緣配合按《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》（GB/T50065-2011）的規(guī)定執(zhí)行，按照系統(tǒng)出現(xiàn)的各種電壓和保護(hù)裝置的特性來確定設(shè)備的絕緣水平，即進(jìn)行絕緣配合時(shí)，全面考慮設(shè)備造價(jià)、維修費(fèi)用以及故障損失三個(gè)方面，力求取得較高的經(jīng)濟(jì)效益。本工程電氣設(shè)備選型按III級污穢條件選型，電氣設(shè)備外絕緣爬距均按2.5cm/kV（最高運(yùn)行電壓為基準(zhǔn)）選擇。③開關(guān)站站區(qū)屬大電流接地系統(tǒng)，主接地網(wǎng)工頻接地電阻按規(guī)程設(shè)計(jì)宜小于2000/IΩ。當(dāng)接地裝置接地電阻不滿足此要求時(shí)，可通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，在跨步電壓和接觸電勢滿足要求的情況下增大接地網(wǎng)接地電阻，但不得大于5Ω。避雷針處應(yīng)設(shè)置垂直接地體為主的集中接地裝置，并與主網(wǎng)連接。屋外主要電氣設(shè)備的接地，采用接地引下線與主網(wǎng)可靠連接，其中110kV電壓等級設(shè)備及主變中性點(diǎn)設(shè)備接地引下線的規(guī)格同于主接地網(wǎng)的材料規(guī)格。主控室保護(hù)屏等電位接地網(wǎng)采用銅接地材料。水平接地體截面按最大短路電流下的熱穩(wěn)定校驗(yàn)，選擇為熱鍍鋅扁鋼-60×6；垂直接地極選擇為熱鍍鋅角鋼∠50x50x5L=2.5m。表1.5-4電氣主要設(shè)備材料清冊序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1光伏電站配電設(shè)備（1）箱變1000kVA，38.5±2x2.5%/0.315kV/0.315kV臺20含場區(qū)箱變測控裝置（2）35kV集電線路35kV電纜ZRC-YJLV22-26/35-3x70千米735kV電纜ZRC-YJLV22-26/35-3x120千米21kV電纜YJV22-1.0-3x240千米2逆變器到箱變35kV電纜終端頭套40235kV開關(guān)站設(shè)備（1）35kV高壓開關(guān)柜35kV進(jìn)線柜KYN-40.5配真空斷路器2000A31.5kA面135kV饋線柜KYN-40.5配真空斷路器1250A31.5kA面235kV消弧線圈柜KYN-40.5配真空斷路器1250A25kA面135kV無功補(bǔ)償饋線柜KYN-40.5配SF6斷路器630A25kA面135kVPT柜(35/3)/(0.1/3)/(0.1/3)/(0.1/3)kV面1檢修箱XDW1個(gè)1（2）10kV站用變SCB11-200/10,10.5±2x2.5%/0.4，UK=4%臺1（3）35kV無功補(bǔ)償裝置SVG，容量3MVar套1（4）消弧線圈帶接地變成套裝置DKSC-1000/35-200/0.4XHDCZ-800/35套1（5）交流低壓配電屏MNS型抽屜柜面4（6）中壓動(dòng)力電纜YJLV32-35-3x95米150（7）低壓動(dòng)力電纜VV22-1各種型號千米2（8）控制電纜KVVP2/22型千米6.5（9）電纜防火防火灰泥公斤2000防火涂料公斤20有機(jī)防火堵料公斤500防火隔板平方米30（10）安裝型鋼各種規(guī)格噸1（11）熱鍍鋅鋼管各種規(guī)格米3003照明系統(tǒng)投光燈OPDD-1-J400，360度旋轉(zhuǎn)，附接線盒，燈泡套20草坪燈OPDC-14，75W套20電線電纜各種規(guī)格米30004接地系統(tǒng)（1）光伏區(qū)接地接地扁鋼60x6千米20熱鍍鋅接地角鋼∠50x50x5L=2.5m根400熱鍍鋅（2）開關(guān)站防雷接地獨(dú)立避雷針H=20m根1避雷帶圓鋼?18米200熱鍍鋅接地扁鋼60x6千米1熱鍍鋅接地角鋼∠50x50x5L=2.5m根20熱鍍鋅1.5.7電氣二次本工程二次部分主要由開關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)、箱變及光伏監(jiān)控系統(tǒng)、開關(guān)站繼電保護(hù)設(shè)備、微機(jī)五防、開關(guān)站安全及自動(dòng)化設(shè)備、調(diào)度通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、廠內(nèi)通信系統(tǒng)、其他公用設(shè)備等組成。開關(guān)站內(nèi)設(shè)有主控室，其中布置有35kV光纖差動(dòng)保護(hù)測控屏、公共測控及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備屏、綜合遠(yuǎn)動(dòng)屏、UPS不停電電源屏等。35kV集電線路、站用電、無功補(bǔ)償?shù)谋Ｗo(hù)、測量、控制及計(jì)量裝置分散布置在就地開關(guān)柜上。逆變器、匯流箱、箱變共配置一套監(jiān)控系統(tǒng)，其信號接入由箱變測控裝置完成。開關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)該系統(tǒng)為開關(guān)站綜自系統(tǒng)的一部分，主要由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和人機(jī)界面構(gòu)成。它負(fù)責(zé)將開關(guān)站底層設(shè)備采集的模擬量及開關(guān)量等相關(guān)信息進(jìn)行整理、分類后通過后臺圖型界面顯示，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)下行控制，從而達(dá)到人機(jī)交互的目的。本工程監(jiān)控系統(tǒng)配置有站控層交換機(jī)、規(guī)約轉(zhuǎn)換器、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、主備工作員站。箱變及光伏監(jiān)控系統(tǒng)該監(jiān)控系統(tǒng)主要是對發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行后臺監(jiān)控。本工程充分利用箱變測控裝置的數(shù)據(jù)采集功能實(shí)現(xiàn)通信的集成。匯流箱、逆變器通過RS-485通信方式與箱變測控通信，從而實(shí)現(xiàn)逆變器、匯流箱、箱變監(jiān)控的有機(jī)結(jié)合，減化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，節(jié)省投資。開關(guān)站繼電保護(hù)及測控設(shè)備開關(guān)站繼電保護(hù)裝置主要是包含35kV并網(wǎng)線路、35kV配電裝置（含集電線路、站用變、接地變、SVG等）的保護(hù)，測控裝置包括35kV并網(wǎng)線路測控、公用測控。保護(hù)裝置和測控裝置是開關(guān)站綜自系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備，它負(fù)責(zé)對高壓設(shè)備的保護(hù)以及各種模擬量及開關(guān)量的采集，同時(shí)具有遠(yuǎn)方控制和調(diào)節(jié)功能。它們通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞。35kV并網(wǎng)線路主保護(hù)為光差保護(hù)，后備保護(hù)為距離保護(hù)、過流保護(hù)、零序保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)等。開關(guān)站安全及自動(dòng)設(shè)備本工程主要包括綜合解列裝置、故障錄波、有功功率及無功功率控制系統(tǒng)、光功率預(yù)測系統(tǒng)、電能質(zhì)量監(jiān)測、PMU等。該部分設(shè)備補(bǔ)充了綜自設(shè)備沒有的功能，從而完善了開關(guān)站綜合監(jiān)控和故障處置能力。防誤操作和微機(jī)五防35kV斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘等之間的“五防”閉鎖，手動(dòng)采用機(jī)械閉鎖，電動(dòng)采用串入硬接點(diǎn)閉鎖。同時(shí)配置微機(jī)五防以保證操作的安全性和可靠性。計(jì)量及電能量采集該部分包括站內(nèi)如集電線路、站用變的參考計(jì)量和上網(wǎng)的關(guān)口計(jì)量。它是上網(wǎng)電量結(jié)算的依據(jù)，采集設(shè)備主要是將電度表的電量傳輸給調(diào)度部門。本工程配置有主副關(guān)口表各一只，有功準(zhǔn)確度等級0.2S級，無功準(zhǔn)確度等級2.0級。開關(guān)柜分散安裝參考表4只，有功準(zhǔn)確度等級0.5級，無功準(zhǔn)確度等級2.0級。電能量采集儀一臺。直流及UPS電源系統(tǒng)為保證開關(guān)站所有二次設(shè)備安全可靠運(yùn)行，開關(guān)站分別配置一套220V直流系統(tǒng)和220VUPS電源系統(tǒng)。直流系統(tǒng)容量為200Ah,滿足全站不小于2小時(shí)停電進(jìn)放電容量，電池為鉛酸免維護(hù)蓄電池。充電模塊采用N+1的方式配置，共配有4只20A充電模塊。UPS系統(tǒng)容量為5kVA，正常時(shí)由廠用電供電，站內(nèi)失電后由直流系統(tǒng)供電，UPS進(jìn)行逆變。視頻監(jiān)控系統(tǒng)為了加強(qiáng)設(shè)備的安全防護(hù)以及具有完備的安全措施，特在開關(guān)站和光伏廠區(qū)裝設(shè)視頻監(jiān)控裝置。本工程在開關(guān)站和光伏廠區(qū)共設(shè)32臺左右紅外攝像頭。火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)為了快速的反應(yīng)火情，減少設(shè)備的損失，同時(shí)滿足當(dāng)?shù)叵啦块T的要求，在開關(guān)站裝設(shè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置。設(shè)200點(diǎn)主機(jī)一臺，在相應(yīng)房間設(shè)感溫或感煙探頭，在出口處設(shè)手動(dòng)報(bào)警按鈕等。0廠內(nèi)通信為提高工作生活的便利，在開關(guān)站辦公區(qū)域設(shè)置電話及網(wǎng)絡(luò)綜合布線，預(yù)留接口與外網(wǎng)及市話對接。另外配置2對無線對講設(shè)備用于廠區(qū)運(yùn)維人員通信。調(diào)度通信描述及材料開列詳見系統(tǒng)通信部分。1調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)及二次系統(tǒng)防護(hù)設(shè)備設(shè)備為滿足光伏電廠開關(guān)站遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、遠(yuǎn)方電能量計(jì)量系統(tǒng)、保護(hù)及故障信息通過電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)向調(diào)度端傳送的要求，本工程共配置二套數(shù)據(jù)網(wǎng)接入設(shè)備(包括路由器、交換機(jī)等)，其中某省中調(diào)和黃岡地調(diào)各配置一套。接入設(shè)備應(yīng)與電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)設(shè)備型號相一致。同時(shí)根據(jù)《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》，每套調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備還設(shè)置一套二次系統(tǒng)防護(hù)設(shè)備，以保障電力監(jiān)控系統(tǒng)和電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全。2電氣二次主要設(shè)備及材料表表1.5.7-1電氣二次主要設(shè)備及材料表序號名稱型式及規(guī)格數(shù)量單位備注（一）直流系統(tǒng)UPS系統(tǒng)1直流蓄電池屏每面含GFM-200AH蓄電池,800x600x22602面2直流充電屏含20A充電模塊4塊,監(jiān)控模塊，絕緣監(jiān)測模塊，電池巡檢儀，3KVA逆變器一臺800x600x22601面3直流饋線屏饋線50路,800x600x22601面4UPS屏逆變電源容量為5kVA800x600x2260不含蓄電池1面（二）控制、保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備1綜自監(jiān)控系統(tǒng)含監(jiān)控主機(jī)兼操作員工作站2套，打印機(jī)、監(jiān)控軟件等1套2綜合遠(yuǎn)動(dòng)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備屏含遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)、交換機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、通道防雷器等1面3省調(diào)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)含2臺交換機(jī)、1臺路由器、2臺縱向加密1套省調(diào)用4地調(diào)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)含2臺交換機(jī)、1臺路由器、2臺縱向加密1套地調(diào)用5公用測控及電能質(zhì)量監(jiān)測屏含測控裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測各1套、GPS對時(shí)裝置（雙時(shí)鐘）一臺，800x600x22601面635kV線路保護(hù)測控屏含線路保護(hù)裝置1套、測控裝置1套800x600x22601面735kV綜合保護(hù)裝置就地安裝與開關(guān)柜4套8故障錄波屏含故障錄波裝置1套800x600x22601面9電度表柜電量采集裝置1套，0.2S級關(guān)口表2塊1面10電度表有功0.5級、無功2.0級4只11五防系統(tǒng)微機(jī)五防1套12計(jì)算機(jī)工作臺不小于6000X1200（長x寬）1套13有功功率及無功功率控制系統(tǒng)含有功及無功功率控制裝置一套1套14光功率預(yù)測系統(tǒng)含環(huán)境監(jiān)測儀、預(yù)測服務(wù)器、氣象服務(wù)器、防火墻、交換機(jī)等1套15綜合解列裝置屏含故障解列裝置一臺，打印機(jī)一臺1面1635kV母差保護(hù)屏含35kV母差保護(hù)裝置1套，800x600x22601面17微機(jī)消諧裝置就地安裝35kVPT柜1套18PMU屏相量測量裝置全套1套（三）電視監(jiān)控1電視監(jiān)控柜含網(wǎng)4臺網(wǎng)絡(luò)型硬盤錄像機(jī)，各含2只2T硬盤1面2含云臺攝像機(jī)具紅外夜視功能30套3普通定點(diǎn)攝像機(jī)具紅外夜視功能2套4電視監(jiān)控主機(jī)商用系列，液晶21”1套5光纜4芯單模13千米（四）廠內(nèi)通信系統(tǒng)1網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)24口1套2市話接入含電話交換機(jī)1項(xiàng)3無線對講機(jī)不小于10公里2對（五）其它1火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)200點(diǎn)主機(jī)1套2二次控制電纜ZRC-KVVP2/2210千米3光纖熔接點(diǎn)4個(gè)4光纜12芯單模光纜（逆變器通信）40千米1.6土建工程設(shè)計(jì)1.6.1站址總體規(guī)劃及總布置總平面布置本工程建設(shè)規(guī)模20MWp，一次建成。由于本工程地處平地，規(guī)劃范圍內(nèi)場地適合布置光伏組件。站區(qū)包括光伏陣列區(qū)和開關(guān)站區(qū)兩部分。規(guī)劃場地位于黃岡市羅田三里畈鎮(zhèn)，根據(jù)光伏板布置要求，布置在各個(gè)棚頂上，光伏陣列間栽植農(nóng)業(yè)園，各片區(qū)通過新建及改造道路相互連接。開關(guān)站布置在光伏場區(qū)較平坦位置，進(jìn)站道路從站區(qū)現(xiàn)有的道路引接。開關(guān)站根據(jù)地形條件、站內(nèi)建筑物合理朝向、進(jìn)站道路及出線方向等相關(guān)要求分為配電裝置區(qū)、辦公生活區(qū)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)。配電裝置區(qū)布置在開關(guān)站生產(chǎn)區(qū)，主要包括35kV配電室、主變壓器、SVG控制室、SVG變壓器、FC無功補(bǔ)償裝置、主變事故油池等建構(gòu)筑物，向西方向出線。辦公區(qū)布置在站區(qū)西北側(cè)，主要包括生產(chǎn)綜合房，生活給水機(jī)組、生活污水處理設(shè)施等。站區(qū)西北側(cè)設(shè)置一個(gè)出入口，與站區(qū)門口西北-東北走向進(jìn)站道路相連接。農(nóng)業(yè)儲存房布置在農(nóng)業(yè)園生產(chǎn)區(qū)。豎向布置站區(qū)豎向設(shè)計(jì)考慮環(huán)保要求，支架升高布置光伏板。升壓站豎向采用立柱升高布置方式，排水采用場地排水方式，即站區(qū)場地低于道路約150mm。它的流程是：道路排向場地，場地排入雨水篦井，最后通過管道排向站區(qū)外排水溝或低洼處。管溝布置站區(qū)管線有給水管、控制電纜、電力電纜三種類型管線。給水管采用直埋敷設(shè)；控制電纜、電力電纜采用溝道和直埋相結(jié)合方式敷設(shè)。管、溝布置沿道路，建、構(gòu)筑物平行布置，與道路交叉均采用正交方式。道路及場地處理站內(nèi)道路首先必須滿足運(yùn)行、檢修、設(shè)備安裝、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求，同時(shí)還應(yīng)符合安全、消防、節(jié)約用地的有關(guān)規(guī)定。在此大原則的前提下，升壓站區(qū)道路及廣場采用C25混凝土路面，路面寬4m。根據(jù)大棚光伏及農(nóng)業(yè)園種植特點(diǎn)并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，光伏區(qū)僅考慮在布置逆變器、箱變的位置設(shè)檢修道路和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)道路，作為站區(qū)逆變器、箱變、光伏組件、支架等的施工、檢修運(yùn)輸通道。檢修道路為4m寬泥結(jié)碎石路，路基采用壓路機(jī)壓實(shí)平整。升壓站大門設(shè)在站區(qū)西北側(cè)，進(jìn)站道路與站內(nèi)主環(huán)道路相接，生活綜合樓靠近站區(qū)主入口。場地處理：僅在35kV開關(guān)站及光伏組件區(qū)底部進(jìn)行種植農(nóng)作物綠化處理。1.6.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)地震基本設(shè)防烈度6度設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.05g地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期0.35s基本風(fēng)壓值為（50年一遇）0.35kN/m2基本雪壓值為（50年一遇）0.50kN/m2太陽電池光板安裝結(jié)構(gòu)安全等級二級結(jié)構(gòu)重要系數(shù)1.0建筑場地類別Ⅰ1~Ⅱ類場地土類型中軟土地基承載力特征值：130kPa~240kPa歷年最大凍土深度：無凍土設(shè)計(jì)依據(jù)《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50229-2006《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/50797-2012《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50191-2012《電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50260-96《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006《變電站建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5457-2012)工程地質(zhì)條件見第2章節(jié)主要建筑材料本期20MWp光伏電站工程主要包括光伏發(fā)電設(shè)備（太陽電池光板、變配電設(shè)備）及基礎(chǔ)，場內(nèi)集電線路（電纜）等。主要建筑材料：鋼材（型鋼、鋼筋）、水泥、木材、磚、砂、碎石等，站址區(qū)交通運(yùn)輸較為便利，一般建筑材料可在隨州購買，其它主要建筑材料可在某市、隨州市購買，交通比較方便。鋼材：Q235B，Q345B；焊條：E43xx、E50xx；螺栓：普通螺栓、摩擦型高強(qiáng)螺栓（8.8級、10.9級）。鋼筋：HPB300、HRB335、HRB400。水泥：普通硅酸鹽水泥。混凝土：預(yù)制混凝土構(gòu)件選用C15～C40，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)選用C15～C40，素混凝土及墊層為C15。燒結(jié)普通磚、加氣混凝土砌塊：砌體結(jié)構(gòu)采用MU10燒結(jié)普通磚，不能用燒結(jié)普通磚，填充墻采用加氣混凝土砌塊。有防潮要求的墻體采用燒結(jié)普通磚。砂漿：地上或防潮層以上砌體采用M5混合砂漿，地下采用M7.5水泥砂漿。門窗：塑鋼門窗。建（構(gòu)）筑物抗震分類和抗震設(shè)防原則根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011－2010）、《變電站建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5457-2012)的規(guī)定，本工程建（構(gòu)）筑物為丙類建（構(gòu)）筑物的有：綜合辦公樓、35kV配電室、SVG控制室、太陽能電池支架、逆變器室、箱變基礎(chǔ)等。其地震作用應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度6度（0.05g）的要求，其抗震構(gòu)造措施按6度設(shè)計(jì)。主要建筑結(jié)構(gòu)布置及選型1）建、構(gòu)筑物概述本工程規(guī)劃裝機(jī)容量為20MWp容量。升壓站及光伏場區(qū)建、構(gòu)筑物主要有生產(chǎn)綜合樓、35kV配電樓、SVG室、逆變器室、太陽能電池組件支架及基礎(chǔ)、35kV配電裝置等。2）生產(chǎn)綜合樓生產(chǎn)綜合樓為二層建筑。平面功能設(shè)有門廳、二次設(shè)備間、控制室、辦公室、會議室、倒班室、衛(wèi)生間、食堂、餐廳等。建筑面積796m2，一、二層層高分別為1.6m、1.3m。結(jié)構(gòu)類型采用砌體結(jié)構(gòu)，屋面采用現(xiàn)澆混凝土樓板，基礎(chǔ)為墻下條形基礎(chǔ)。圍護(hù)墻體內(nèi)外墻均采用240厚燒結(jié)普通磚，0.0m以上墻體采用M5混合砂漿，0.0m以下墻體采用MU15燒結(jié)普通磚、M5水泥砂漿砌筑。耐火等級為二級，火災(zāi)危險(xiǎn)性為丁類。3）35kV配電室配電綜合樓為單層建筑，大空間布置。建筑面積為240m2，層高為6.0m。結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)，屋面采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，基礎(chǔ)為現(xiàn)澆混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。圍護(hù)墻體內(nèi)外墻均采用240厚混凝土砌塊，0.0m以上墻體采用M5混合砂漿，0.0m以下墻體采用M7.5水泥砂漿砌筑。耐火等級為二級，火災(zāi)危險(xiǎn)性為丙類。4）SVG控制室單層建筑，磚混結(jié)構(gòu)，屋面采用現(xiàn)澆混凝土樓板，基礎(chǔ)為墻下條形基礎(chǔ)。建筑面積49.5m2，層高4.2m。耐火等級為二級，火災(zāi)危險(xiǎn)性為丙類。5）太陽能電池組件支架及基礎(chǔ)太陽能電池組件對于固定傾角的光伏陣列采用三角形鋼結(jié)構(gòu)空間支架，支架采用鍍鋅防腐。針對不同的地基條件因地制宜采用不同的太陽能電池組件基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案。在地基巖石較完整的區(qū)域，太陽能電池組件基礎(chǔ)采用錨桿基礎(chǔ)。在素填土、淤泥、粘土區(qū)域太陽能電池組件基礎(chǔ)采用混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。光伏場區(qū)逆變器基礎(chǔ)逆變器采用集中式逆變器，其基礎(chǔ)采用地下式磚混結(jié)構(gòu)。6）光伏場區(qū)箱變基礎(chǔ)箱變基礎(chǔ)采用地下式磚混結(jié)構(gòu)或混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。7）設(shè)備支架及基礎(chǔ)設(shè)備支架采用鋼管柱，鍍鋅防腐，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土杯口基礎(chǔ)。變壓器基礎(chǔ)及油池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。無功補(bǔ)償器基礎(chǔ)及其它設(shè)備基礎(chǔ)采用素混凝土結(jié)構(gòu)。電纜溝采用素混凝土結(jié)構(gòu)。1.6.3建筑建筑裝修外墻面：外墻面磚及涂料。內(nèi)墻面：除衛(wèi)生間為墻磚外，其余均為白色乳膠漆涂料。地面：35kV配電樓采用細(xì)石混凝土地面、生產(chǎn)綜合樓采用地磚地面。頂棚：白色乳膠漆涂料，局部礦棉板吊頂。門窗：根據(jù)不同功能需要分別采用普通鋼板門、不同等級的防火門、夾板門、玻璃門連窗等；窗選用雙層中空塑鋼窗。建筑立面造型及色彩處理建筑的立面造型及色彩運(yùn)用對人的視覺和心理感受、生產(chǎn)和生活環(huán)境、生產(chǎn)效率等各方面均有一定的積極影響。在滿足工藝要求的前提下，力求建筑立面造型簡潔明快，材質(zhì)與色彩柔和大方。1.7光伏發(fā)電工程年上網(wǎng)電量計(jì)算1.7.1年理論發(fā)電量年理論發(fā)電量是一年內(nèi)太陽電池按光電轉(zhuǎn)換效率