太阳能光电建筑应用示范项目实施方案(编辑修改稿)

太阳能光电建筑应用示范项目实施方案(编辑修改稿)内容摘要：

进入公共电网，光伏电池方阵所产生的电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。 在有公共电网的地区，光伏发电一般与电网连接，即并网运行方式。 光伏并网发电系统是将许多独立的太阳能发电系统的电力通过并网逆变装置并入常规电网，把常规电网作为光伏发电系统的载体，与常规电网实现高品质电能的双向传输．其系统结构如图 32所示。 在本系统 中，逆变器起关键作用，它具有同电网连接功能，即①具有高性能滤波电路，使逆变器交流输出的电能质量很高。 不会对电网质量造成污染，满足国家电网电能质量要求：②在输出功率 i50％额定功率，电网波动 5％情况下，逆变器的交流输出电流总谐波分量 5％，各次谐波分量 3％；③在运行过程中需要实时采集交流电网的电压信号，通过闭环控制使得逆变器的交流输出电流与电网电压的相位保持一致，功率因数能保持在 附近，具备反弧岛保护措施。 23 图 32 并网运行的光伏发电 系统框图 （ 2） 用电负荷 预测 分析 ******制药 有限责任公司 ***科技园 新建厂房、仓库、办公、食堂等建筑 ， 主要用电设备为 粉碎机、空压机、真空、循环水、喷雾干燥、空调、制冷机、办公设备等。 不同时段用电量特点：一天中白天用电时段用电量较大，夜间用电较少；全年用电量 夏季 空调、制冷剂负荷较大，用电 较多，冬天 用电 较少。 预计投入使用后每天用电量 度， 8:00～ 20:00用电占到全天用电量的 2/3左右。 （ 3） 本示范项目中采用的光伏系统 本示范项目的光伏系统采用并网系统（ 中压 并网）系统。 并网系统与独立光伏系统 相比，有如下优点： 1)并网系统中光伏方阵所发电力除供给负载外，还可反馈给市政电网。 在阴雨天或在夜晚，负载可随时由市政电网供电。 因此，光伏系统不必配备蓄电池作为储能装置。 这样可以降低系统造价，也可免除维护和定 24 期更换蓄电池的麻烦。 2）独立光伏系统中光伏方阵所发出的有效电能要受蓄电池荷电状态的限制，在蓄电池额定容量充满后，光伏方阵所发多余电力就只能白白浪费，而且蓄电池的自放电和充放电过程都要损耗部分电能，而并网系统随时可从市政电网中存取，可以充分利用光伏方阵所发的电能。 用 RETScreen软件进行分析，得出不 同系统的具体的发电量。 3）夏季，由于空调、制冷、电扇等设备的开动，形成用电高峰，而这时也正是光伏方阵发电最多的时期，并网光伏系统不仅对市政电网起到一定的调峰作用，甚至有可能在保证了自身建筑用电外，还可以向市政电网供电，解决电网的“峰谷”供需矛盾，具有极大的社会效益。 4）由于设计并网光伏系统时不必考虑蓄电池容量，确定光伏方阵的规模也就不像确定独立光伏系统那样必须经过严格的优化设计，只要根据负载要求和经费情况经过适当计算就可决定。 （ 4） 光伏电站总体设计安排 光伏发电系统主要由太阳能电池板、并网型太阳能逆变 器、交、直流防雷配电、连接电缆、通讯软件和监控装置及电能计量设备等组成。 在建筑物上安装距离较远的 光伏阵列这种并网方式适合于分 块 发电，在电气设计时，可将 距离较近 且规格相同的光伏阵列通过 直流汇流箱将高直流电压分别输送至并网 逆变器发电，多台逆变器 集中 并网发电方案实现联网功能，如图 33所示。 25 直流汇流及防雷配电交流防雷配电及计量公共电网负荷直流汇流及防雷配电逆变器直流汇流及防雷配电 图 33 分布式并网发电原理框图 （ 5） 光伏并网发电系统的主要组成 光伏并网发电系统的主要组成包括 ： 1） 太阳能电池组件及其安装构件； 2） 直流防雷配电柜； 3） 光伏并网逆变器； 4） 交流配电柜； 5） 系统通讯及监控装置； 6） 系统 升压变电装置 ； 7） 系统防雷接地装置； 8） 配电房等基础设施； 26 9） 整个系统的连接线。 （ 6） 电池阵列设计及逆变器选型 ******制药 有限责任公司 ***科技园 建筑屋顶 安装的组件全部采用 国家招标入围企业的入围 组件 产品 ，组件尺寸为 1650mm*990mm*50mm,结构和性能安全实用可靠。 1） 组件方阵前后排间距设计 屋顶太阳能电池组件安装角度设计，原则上选取最大辐射量角度。 但是因为 ***地理纬度较高，按最大辐射量角度设计时，为避免组件前排对后排造成遮挡，一般选取 冬至日上午 9点至下午 3点之间不会形成遮挡为原则设计前后排间距。 屋顶的安装太阳能电池组件的容量受到限制，为合理利用屋顶的太阳能资源，组件的安装角度选取 30 度。 当光伏电站功率较大，需要前后排布太阳电池方阵，或当太阳电池方阵附近有高大建筑物或树木的情况下，需要计算建筑物或前排方阵的 27 阴影，以确定方阵问的距离或太阳电池方阵与建筑物的距离。 一般确定原则：冬至当天 9： 00 一 15： 00 太阳电池方阵不应被遮挡。 光伏方阵阵列间距或可能遮挡物与方阵底边垂直距离应不小于 D。 计算公式如下 : )]0 .3 9 9( 0 .6 4 8 co st an [ ar cs in 0 .7 0 7 H D 式中：φ为纬度 (在北半球为正、南半球为负 )，该项目纬度取北 纬420。 H为前排最高点与后排组件最低点的高度差。 光伏组件的宽度为三角的斜边，尺寸为 990mm，角度为 30 度，所以H 为 495mm，根据公式得出 D=1589mm。 组件在平面上的投影为 859mm，可得出组件前排到后排排间距为1589+859=2448mm，为方便设计施工取排间距为 2400mm。 28 2） 电池阵列设计 及逆变器选型 原料库 原料库屋顶东西 70 米，南北 46 米，屋顶面积 3220 平方米。 安装组件 760块，总功率 ， 每 20 块 光伏组件 串联成一路， 共 38 路。 分别接入 4个直流防雷汇流箱， 4个汇流箱接入的组件串路数分别为：1 1 1 5。 组成 1个 100kW 并网子系统（ 11 路 2）和 1个 50kW并网子系统（ 11 路），另外 5路输出后和净料库组件方阵组成子系统。 采用 SG100K3并网逆变器 1台、 SG50K3并网逆变器 1台。 成品库 成品库屋顶东西 112 米，南北 46 米，屋顶面积 5152 平方米。 安装组件 1140 块，总功率 ， 每 20 块 光伏组件 串联成一路， 共 57路。 分别接入 5个直流防雷汇流箱， 5个汇流箱接入的组件串路数分别为： 1 1 1 1 11。 组成 1 个 250kW 并网子系统（ 12 路 2+11路 3）。 采用 SG250K3并网逆变器 1台。 食堂 食堂屋顶东西 108 米，南北 26 米，屋顶面积 2808 平方米。 安装组件 660块，总功率 ， 每 20 块 光伏组件 串联成一路， 共 33 路。 分别接入 3个直流防雷汇流箱， 3个汇流箱接入的组件串路数分别为：1 1 11。 组成 1个 100kW 并网子系统（ 11 路 2）和 1个 50kW 并网子系统（ 11 路）。 采用 SG100K3并网逆变器 1台、 SG50K3并网逆变器 1台。 *****车间 ****屋顶东西 108 米，南北 36 米，屋顶面积 3888 平方米。 安装组件 900块，总功率 ， 每 20 块 光伏组件 串联成一路， 共 45 路。 分别接入 4个直流防雷汇流箱， 4个汇流箱接入的组件串路数分别为： 29 1 1 1 11。 组成 2个 100kW 并网子系统（ 12 路 +11 路）、（ 11 路2）。 采用 SG100K3并网逆变器 2台。 净料库 制剂车间屋顶东西 108 米，南北 48 米，屋顶面积 5184 平方米。 安装组件 1200 块，总功率 282KW， 每 20 块 光伏组件 串联成一路， 共 60路。 分别接入 6个直流防雷汇流箱， 6个汇流箱接入的组件串路数分别为： 1 1 1 1 1 5。 组成 3个 100kW 并网子系统（ 11 路 2）、（ 11 路 2）、（ 11 路 +5 路 2）。 其中有 5路由原料库引入。 采用 SG100K3并网逆变器 3台。 * **车间屋顶东西 108 米，南北 42 米，屋顶面积 4536 平方米。 安装组件 1020 块，总功率 ， 每 20 块 光伏组件 串联成一路， 共 51路。 分别接入 5个直流防雷汇流箱， 5个汇流箱接入的组件串路数分别为： 1 1 1 1 5。 组成 2个 100kW 并网子系统（ 12 路 +11 路）、（ 12 路 +11 路），另外 5 路输出后和制剂 1 车间屋顶组件方阵组成子系统。 采用 SG100K3并网逆变器 2台。 办公楼 办公楼屋顶东西 112 米，南北 26 米，屋顶面积 2912 平方米。 安装组件 660 块，总功率 ， 每 20 块 光伏组件 串联成一路， 共 33 路。 分别接入 3个直流防雷汇流箱， 3个汇流箱接入的组件串路数分别为：1 1 11。 组成 1个 100kW 并网子系统（ 11 路 2）和 1个 50kW 并网子系统（ 11 路）。 采用 SG100K3并网逆变器 1台、 SG50K3并网逆变器 1台。 1 车间 1车间屋顶东西 108 米，南北 42 米，屋顶面积 4536 平方米。 安装组 30 件 1020 块，总功率 ， 每 20 块 光伏组件 串联成一路， 共 51 路。 分别接入 5个直流防雷汇流箱， 5个汇流箱接入的组件串路数分别为：1 1 1 1 6。 组成 2个 100kW 并网子系统（ 12 路 +11 路）、（ 11路 2）和 1 个 50kW 并网子系统（ 6 路 +5 路），其中 5路由前提车间引入。 采用 SG100K3并网逆变器 2台、 SG50K3并网逆变器 1台。 2 车间 2车间屋顶东西 108 米，南北 84 米，屋顶面积 8597 平方米。 安装组件 1980 块，总 功率 ， 每 20 块 光伏组件 串联成一路， 共 99 路。 分别接入 9 个直流防雷汇流箱， 9 个汇流箱接入的组件串路数均为 11路。 组成 1个 250kW并网子系统（ 11 路 5）和 2个 100kW并网子系统（ 11 路 2）、（ 11 路 2）。 采用 SG250K3并网逆变器 1台、 SG100K3并网逆变器 1台。 本光电建筑一体化项目 总计安装光伏组件 9340 块， 总装机容量为；采用 SG250K3并网逆变器 2台、 SG100K3并网逆变器 14 台、SG50K3并网逆变器 4台。 31 （ 7） 各建筑屋顶组件方阵布 局图 材料库屋顶组件方阵布局图： 成品库屋顶组件方阵布局图： 32 食堂屋顶组件方阵布局图： 前处理屋顶组件方阵布局图： 33 净料库屋顶组件方阵布局图： 车间屋顶组件方阵布局图： 34 办公楼屋顶组件方阵布局图： 1 车间屋顶组件方阵布局图： 35 2 车间屋顶组件方阵布局图： （ 8） 系统防雷接地装置 为了保证本工程光伏并网发电系统安全可靠，防止因雷击、浪涌等外在因素导致系统器件的损坏等情况发生，系统的防雷接地装置必不可少。 1）地线是避雷、防雷的关键，在进 行配电室基础建设和太阳电池方阵基础建设的同时，选择电厂附近土层较厚、潮湿的地点，挖 1～ 2米深地线坑，采用 40 扁钢，添加降阻剂并引出地线，引出线采用 35mm2铜芯电缆，接地电阻应小于 1欧姆。 36 2）直流侧防雷措施：电池支架应保证良好的接地，太阳能电池阵列连接电缆接入光伏阵列防雷汇流箱，汇流箱内含高压防雷器保护装置，电池阵列汇流后再接入直流防雷配电柜，经过多级防雷装置可有效地避免雷击导致设备的损坏。 3）交流侧防雷措施：每台逆变器的交流输出经交流防雷柜（内含防雷保护装置）接入电网，可有效地避免雷击和电网浪涌导致设 备的损坏，所有的机柜要有良好的接地。 （ 9） 系统接入电网设计 光伏并网逆变器接入的电网为 AC380V/50Hz低压交流电网，使用独立的 N线和接地线，该逆变器适应于下表的电网参数。 序号 项目 内容 1 配电系统方式 星型连接 2 系统电压 AC 3 额定频率 50Hz 4 系统接地方式 中性点 与电网地相联 ***制药配电变压器容量相对于光伏系统安装容量较小，。