24Kw屋顶并网光伏电站设计与施工

24Kw屋顶并网光伏电站设计与施工 题 目:24Kw屋顶并网光伏电站设计与施工 年级专业: 光伏发电技术及应用 学生姓名: 指导教师: 摘 要 光伏并网发电系统是可以将太阳能转换成电能并输送到电网上的系统。近些年来，随着能源紧缺与环境污染问题的日益严重，光伏发电系统成为各国研究和发展的热点。 为了更好的迎接光伏发展的趋势，以及结合学校专业的更好的发展，起到一个 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 示范的建设，本文就湖南理工职业技术学院的3教屋顶并网光伏电站进行了局部的初建设的规划设计，包括对屋顶电站设计可行性报告，系统组成设计方案、设备材料清单、相关技术规范和标准以及光伏并网系统施工建设等方面作了详细的分析和阐述。 关键词 光伏;电站;设计;施工 1 目 录 第一章 设计总述 ............................................................................................................. 1 第二章 屋顶情况分析及项目建设的必要性 ....................................................................... 2 2.1 屋顶情况分析..................................................................................................... 2 2.2 项目建设的必要性.............................................................................................. 3 2.2.1 开发利用太阳能资源，符合能源产业发展方向 ......................................... 3 2.2.2 加快能源电力结构调整的需要.................................................................. 3 2.2.3 改善生态、保护环境的需要 ..................................................................... 3 2.2.4 发挥减排效率, 申请 关于撤销行政处分的申请关于工程延期监理费的申请报告关于减免管理费的申请关于减租申请书的范文关于解除警告处分的申请 CDM(清洁能源机制) ............................................... 4 第三章 相关技术规范和标准 ............................................................................................ 5 第四章 系统设计及结构组成 ............................................................................................ 6 4.1 太阳能电池阵列设计 .......................................................................................... 6 4.1.1 太阳能光伏组件选型................................................................................ 6 4.1.2 并网光伏系统效率计算 ............................................................................ 7 4.1.3 阵列倾角 ................................................................................................. 7 4.1.4 方阵布置 ............................................................................................... 10 4.2 逆变器设计 .......................................................................................................11 4.2.1 设计需求 ............................................................................................... 13 4.2.2 逆变器选择............................................................................................ 14 4.3 汇流箱设计 ...................................................................................................... 15 4.4 电缆设计.......................................................................................................... 16 4.5 系统组成方案原理框 ........................................................................................ 17 4.6系统监控装置 ................................................................................................... 18 4.7环境监测仪 ....................................................................................................... 20 4.8系统防雷接地装置 ............................................................................................ 21 第五章 系统设备清单 .................................................................................................... 22 第六章 光伏并网系统施工建设 ...................................................................................... 23 6.1施工前期准备 ................................................................................................... 23 6.1.1 技术准备 ............................................................................................... 23 6.2 施工安装过程................................................................................................... 24 6.2.1 土建施工 ............................................................................................... 24 6.2.2 设备安装 ............................................................................................... 25 6.2.3 布线工程 ............................................................................................... 27 6.2.4 防雷接地施工 ........................................................................................ 27 6.3 光伏电站系统调试与验收 ................................................................................. 28 第七章 财务分析 ........................................................................................................... 29 7.1项目总投资 ....................................................................................................... 29 7.2财务分析 .......................................................................................................... 30 致 谢 ........................................................................................................................... 32 参考文献............................................................................................ 错误～未定义书签。 附 录 ............................................................................................... 错误～未定义书签。 2 第一章 设计总述 针对湖南理工职业技术学院3教学楼屋顶24KWp并网光伏系统项目，建议结构上采用放置350*350*400(mm)水泥墩子，搭建热镀锌槽钢结构，组件竖向正对南，固定倾角20?安装，用压块对组件进行安装及稳固，系统组成采用250Wp组件，其工作电压为29.9V，开路电压37.8V，分成2个阵列，每个电池串列按照16块电池组件串联进行设计，24KWp的并网单元需配置6个电池串列，共计96块组件，共计24KWp，汇流后进入并网逆变器，经逆变器的三相AC380V,50Hz交流并网接口，并经三相计量表后接入校内电网。 另外，系统应配置1套监控装置和环境监测仪，可采用RS485或Ethernet(以太网)的通讯方式，实时监测并网发电系统的运行参数和工作状态，以及现场的风速、风向、日照强度和环境温度参数。 1 第二章 屋顶情况分析及项目建设的必要性 2.1 屋顶情况分析 本工程为既有建筑改造工程，适于采用平屋面光伏系统的安装形式，避开原有建筑基础，在空旷的地方设计安装组件，现场做好施工预留，后期施工较为方便。现场如图2-1: 图2-1 现场实况图 本屋顶为上人屋面，根据《建筑结构荷载规范》，屋面均布活荷载标准值上 22人屋面2.0KN/m(约200kg/ m),采用平面屋顶支架安装方式。安装效果图片如图2-2,图2-3: 2 图2-2 安装支架图 图2-3组件安装效果图 2.2 项目建设的必要性 2.2.1 开发利用太阳能资源，符合能源产业发展方向 我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，能源将近76%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、运输和燃烧，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应安全和可持续发展的必然选择。 “十一五”期间我国在能源领域将实行的工作重点和主要任务是首先加快能源结构调整步伐，努力提高清洁能源开发生产能力。以太阳能发电、风力发电、太阳能热水器、大型沼气工程为重点，以“设备国产化、产品标准化、产业规模化、市场规范化”为目标，加快可再生能源的开发。 目前的太阳能发电技术主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电技术，其中太阳能热发电技术尚处于试验开发阶段，而太阳能光伏发电技术已经成熟、可靠、实用，其使用寿命已经达到25—30年。 要使光伏发电成为战略替代能源电力技术，必须搞分布式并网光伏发电系统，而这个技术已经实践证明是切实可行的。 2.2.2 加快能源电力结构调整的需要 根据我国《可再生能源中长期发展规划》，提出了未来15年可再生能源发展的目标:到2020年可再生能源在能源结构中的比例争取达到16,，太阳能发电装机180万千瓦。可在生能源中，水能资源的开发已达35,左右。除水电外，相对于其他能源，太阳能发电技术已日趋成熟，从资源量以及太阳能产品的发展趋势来看，开发光伏分布式发电项目，将从基础上改变能源结构，有利于增加可再生能源的比例，同时太阳能发电不受地域限制，所发电力稳定，可与水电互补，优化系统电源结构，没有任何污染减轻环保压力。 2.2.3 改善生态、保护环境的需要 3 在全球能源形势紧张、全球气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。近来大部分城市多出现雾霾天气，严重影响到人们的正常生活，城市空气质量差，污染严重，环境状况已经警示我国所能拥有的排放空间已经十分有限了，再不加大清洁能源和可再生能源的份额，我国的经济和社会发展就将被迫减速，人们的健康也将随环境所胁迫。提高可再生能源利用率，尤其发展太阳能发电是改善生态、保护环境的有效途径。 光伏分布式发电工程以及光伏电站以其清洁、源源不断、安全等显著优势，成为关注重点，在太阳能产业的发展中占有重要地位。 2.2.4 发挥减排效率,申请CDM(清洁能源机制) 我国是《联合国气候变化框架公约》(1992)和《京都议定书》(1997)的签字国，为努力减缓温室气体排放的增长率，承担“共同但有区别的责任”。在2002年约翰内斯堡全球可持续发展峰会上，中国政府已核准《京都议定书》，中国将坚定不移地走可持续发展的道路。 CDM作为国际社会对全球气候变化的一项重要措施，一方面可以帮助发达国家以较低成本实现减排目标，另一方面也可以促进资金和技术向发展中国家进行实质性转让。本项目不但属于清洁能源，也属于议定书中规定的清洁机制的范围，能够获得减排义务的资助，随着项目建设和电力的发展，太阳能光伏发电装机容量可以不断扩大，如果有先进的技术或额外资金的支持，将大大降低太阳能光伏发电的投资压力，不但可以扩大环境保护的宣传影响，促进项目的实施和建设，从而促进太阳能光伏产业的发展。 本项目的实施，探讨目前实用的技术方案;测算本项目发电成本;提出实施该项目所需要的可操作性可行性的实际支持;为下一步的项目的建设奠定坚实的基础。因此本项目的建设是非常有必要的。 4 第三章 相关技术规范和标准 光伏并网电站系统的制造、试验和验收可参考如下标准: GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求 GB/T 20046-2006 光伏(PV)系统电网接口特性(IEC 61727:2004,MOD) GB/Z 19964-2005 光伏发电站接入电力系统技术规定 GB/T 2423.1-2001 电工电子产品基本环境试验规程 试验A:低温试验方法 GB/T 2423.2-2001 电工电子产品基本环境试验规程 试验B:高温试验方法 GB/T 2423.9-2001 电工电子产品基本环境试验规程 试验Cb:设备用恒定湿热试验方法 GB 4208 外壳防护等级(IP代码)(equ IEC 60529:1998) GB 3859.2-1993 半导体变流器 应用导则 GB/T 14549-1993 电能质量 公用电网谐波 GB/T 15543-1995 电能质量 三相电压允许不平衡度 5 第四章 系统设计及结构组成 4.1 太阳能电池阵列设计 4.1.1 太阳能光伏组件选型 (1)单晶硅光伏组件与多晶硅光伏组件的比较 单晶硅太阳能光伏组件具有电池转换效率高，商业化电池的转换效率在15%左右，其稳定性好，同等容量太阳能电池组件所占面积小，但是成本较高，每瓦售价约6元。 多晶硅太阳能光伏组件生产效率高，转换效率略低于单晶硅，商业化电池的转换效率在13%-15%，在寿命期内有一定的效率衰减，但成本较低，每瓦售价约5元。 两种组件使用寿命均能达到25年，其功率衰减均小于15,。 2)根据性价比本方案推荐采用250WP太阳能光伏组件，全部为国内封装( 组件，其主要技术参数见表4-1: 表4-1太阳能电池组件性能参数 组件参数 最大额定功率 Wp 250 功率公差 % ?2 最大功率时电压 V 29.95 组件转化效率 % 15.3 最大功率时电流 A 8.36 开路电压温度系数 %/? -0.32 开路电压 V 37.8 功率温度系数 %/? -0.42 短路电流 A 8.78 短路电流温度系数 %/? 0.06 系统最大电压 V 1000 标准组件发电条件 ? 45?2 长*宽*厚 mm 1650*990*50 6 4.1.2 并网光伏系统效率计算 并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、逆变器效率、交流并网等三部分组成。 (1)光伏阵列效率η1:光伏阵列在1000W/m2太阳辐射强度下,实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换过程中的损失包括:组件的匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度影响、最大功率点跟踪精度、及直流线路损失等，取效率85%计算。 (2)逆变器转换效率η2:逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，取逆变器效率95%计算。 (3)交流并网效率η3:从逆变器输出至高压电网的传输效率，其中主要是升压变压器的效率，取变压器效率95%计算。 (4)系统总效率为:η总,η1×η2×η3,85%×95%×95%=77% .1.3 阵列倾角 4 阵列的倾角的主要目的是确定阵列的跟踪方式，到各月倾斜面上的平均辐射量Ht，若为倾角固定需对倾角优化，得到最佳的阵列倾角βbest，以下对相关计算做如下介绍: (1)、各月倾斜面上的平均辐射量Ht 任意倾角任意方位的光伏阵列倾斜面月平均辐射量采用Klein和Theilacker(1981)提出的天空各向异性模型，此种计算方法是国际上公认及最常用的计算方法，模型做以下简述，详细请查阅相关文献，具体内容不再赘述。 公式1、Ht = Hbt + Hdt + Hrt 公式2、Ht1 = f(β，γ，ρ，N，E，Hbt，Hdt) 公式3、Ht2 = f(β，γ，ρ，N，E，Hbt，Hdt) 公式4、Ht3 = f(ρ，N，E，Hbt，Hdt) 注:公式1为计算倾斜面上月平均辐射量的基础公式 公式2、3、4为各种跟踪方式倾斜面上月平均辐射量的简式 Ht——倾斜面上的月平均辐射量 7 Ht1——固定式倾斜面上的月平均辐射量 Ht2——单轴跟踪倾斜面上的月平均辐射量 Ht3——双轴跟踪倾斜面上的月平均辐射量 Hbt——直接太阳辐射量 Hdt——天空散射辐射量 Hrt——地面反射辐射量 β——倾斜面与水平面之间的夹角 γ——倾斜面的方位角 ρ——地面反射率，取值为0.2(见表4-2) N——当地纬度 E——当地经度 -2: 不同地表状态的反射率见表4 表4-2 不同地面类型反射率 地面状态 反射率 地面状态 反射率 地面状态 反射率 沙漠 0.24,0.28 干湿土 0.14 湿草地 0.14,0.26 干燥地带 0.1,0.2 湿黑土 0.08 新雪 0.81 湿裸地 0.08,0.09 干草地 0.15,0.25 冰面 0.69 (2)、最佳的阵列倾角βbest 最佳阵列倾角共列出了两种计算方法，第一种为全年接受辐射量最大原则，第二种为全年最大发电量原则。 公式1、βbest = f(ΣHt，β ) 公式1的描述: 1、设定方阵倾角为0? 2、计算出方阵倾角为0?时全年各月阵列倾斜面平均日辐照度平均值。 3、增大方阵倾角，重复2步操作，直到方阵倾角增大为90?，得到91组 8 P1，与最大值相对应的倾角即最优倾角。 公式2、βbest = f(ΣEp，β) 公式2的描述: 1、确定光伏阵列倾斜面上的平均辐照度、组件透风状况、组件类型、组件功率温度系数、当地全年各月环境温度等 2、得到全年各月方阵温度损耗。 3、设定方阵倾角为0?。 4、计算全年各月阵列倾斜面平均日辐照度。 5、假定一定容量的方阵，考虑温度损耗计算各月发电量的平均值。 6、增大方阵倾角，重复4、5步操作，直到方阵倾角增大为90?，得到91组结果，与最大值相对应的倾角即最优倾角。 公式3、ΣEp =ΣHt *(1+ ( f – T ) * γ) 注:公式1为循环β，得到ΣHt最大值的最佳倾角计算简式 公式1为循环β，得到ΣEp最大值的最佳倾角计算简式 公式3为ΣEp的计算简式 Ht——倾斜面上的月平均辐射量 βbest——最佳的阵列倾角 Ep——各月发电量 β——阵列倾角 f——组件的工作温度 T——标准测试条件下组件工作温度25? γ——功率温度系数 跟踪方式确定: 阵列的跟踪模式分为平铺固定、倾角固定、单轴跟踪、双轴跟踪四种方式，此处采用倾角固定式。根据上述公式计算及综合考虑，阵列倾角为20?，阵列方位为0?。 9 4.1.4 方阵布置 相关公式简述: 公式1、Dxt=H*cos(γs-γ)/tan(αs) 公式2、Dyt=H*sin(γs-γ)/tan(αs) 公式3、Dx=f(Dxt,t) Dy=f(Dyt,t) 公式4、(β，γ)=f (θz，βz，γz ) 公式5、cosθt=sinαs*cosβ+cosαs*sinβ*cos(γs-γ) 公式6、θtbest=f (arccosθt，θz) 公式7、(β，γ) =f (αs，γs ) 注:公式1、2为任意时刻t，相邻排或列之间的高度差H在两个方向的阴 影计算公式。 、Dy。 公式3为9:00-15:00点之间循环，得到Dxt、Dyt的阴影最大值Dx公式4、5、6为单轴跟踪阵列瞬时倾角及方位的简式 公式7为双轴跟踪瞬时倾角及方位的简式 αs——太阳高度角 γs——太阳方位角 β——阵列倾角 γ——阵列方位 βz——跟踪轴倾角 γz——跟踪轴方位 θz——跟踪轴转动度数 θt——太阳入射角与阵列倾角之间的夹角 θtbest——通过循环θz，得到θt的最小值θtbest H——相邻排或列之间的高度差。 阵列布置、阴影、间距计算，安装示意图如图4-1 10 图4-1 安装示意图 根据运用上述公式计算及综合考虑单模块布置及阴影、间距如下: 组件布置方式 竖置 横向 (H1) 组件布置 24 块 竖向 (H2) 组件布置 2 块 两排间距 (D1) 2.74 m 太阳能光伏组件阵列排列面布置见图4-2: 图4-2 组件阵列排列平面图 4.2 逆变器设计 逆变器设计主要是根据组件选择合适的逆变器，并确定组件的串联数及并联 11 数。 以下对相关公式及原则做简要介绍: 公式1、Vmp ( f ) = Vmp ( 1 + γ ?T ) ?( e + β ?S ) 公式2、Voc ( f ) = Voc ( 1 + γ ?T ) ?( e + β ?S ) 公式3、?T = T – T ( f ) 公式4、?S = S / S ( f ) – 1 公式5、PYmax =(Sti，fe，Vmp (S， f )，Voc (S， f )) 公式6、Sti=(RH，ρ，hPa，YN，JD , WD , ti，β，γ) 原则1、逆变器最大直流输入功率, PYmax * Ns * Np 原则2、逆变器最小MPPT电压, Vmp ( f ) * Ns 原则3、逆变器最大直流开路电压, Voc ( f ) * Ns 原则4、组件系统最大电压,Voc ( f ) * Ns 注:公式1、2为计算组件任意温度下Vmp( f ) 和Voc( f )，Voc( f )主要应用为冬季组件工作温度，Vmp( f )夏季组件工作温度 公式5为循环一年计算每个时刻相对理想状态下组件的瞬时输出功率的简式，其中的最大值定义为组件全年最大输出功率PYmax 公式6为任意时刻相对理想状态下阵列倾斜面上的辐照度的简式 Ns——每台逆变器接入组件串联数 Np——每台逆变器接入组件并联数 Imp——组件最大功率时电流 f——为组件的工作温度 fe——为任意的环境温度 S——为倾斜面辐照度 K——0.025??/W Pymax——组件全年最大输出功率 12 Vmp(f) ——任意温度及辐照度时组件最大功率时电压 Vmp——标准测试条件下的最大功率时电压 Voc(f) ——任意温度及辐照度时组件开路电压 Voc——标准测试条件下的组件开路电压 T——标准测试条件下组件工作温度25? T(f) ——任意组件工作温度 S——标准测试条件下的辐照度1000W/? S(f) ——f温度下相应辐照度 γ——开路电压温度系数 e——常数 β——0.5 Imp——STC下组件最大功率时电流 β——阵列倾角 γ——阵列方位 PYmax——组件全年最大输出功率 RH——相对湿度 YN——云量 ρ——地面反射率 hPa——大气压 ti——任意时刻 Sti——任意时刻相对理想状态下阵列倾斜面上的辐照度 JD——当地经度 WD——当地纬度 4.2.1 设计需求 13 (1)组件工作温度:组件的工作温度影响组件的电性能参数，为使设计更加缜密，计算过程中运用组件夏季或冬季工作温度下的电性能参数， 根据计算所得组件夏季工作温度为60?，组件冬季工作温度为-10?。 (2)组件全年最大输出功率:组件的额定峰值功率为实验室环境下得到的，为更合理的选择逆变器，需得到实际应用过程中组件全年最大输出功率。工程中采用组件全年最大输出功率为:250 W。 (3)功率比允许值:阵列实际最大输出功率接近逆变器最大直流功率可以提高逆变器的利用率，但逆变器满载运行时转化效率会有一定的损失，此处通过设置功率比允许值来平衡逆变器效率与利用率之间的关系。根据实际情况，确定功率比允许值为95%。 (4)用户 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 安装容量:根据此区域的面积、选择组件的状况、阵列的跟踪方式可计算区域内最大的安装容量，最终根据实际情况确定计划安装的容量为:24KW。 4.2.2 逆变器选择 逆变器选用厦门科华恒盛股份有限公司生产的SPI30K-A型号，该逆变器的主要参数如表4-3: 表 4-3 逆变器参数 逆变器参数 直流侧参数 交流侧参数 最大直流电压 V 880 额定输出功率 W 30k 满足MPPT电压范围 450,880V 最大交流输出电流 A 30 最大直流功率 W 33k 额定电网电压 V 380 最大输入电流 A 73 允许电网电压 V 310,450 最大接入路数 1 总电流波形畸变率 <3% MPPT路数 1 功率因数 ?0.99(额定功率) 其他 最大效率 95.2% 高度 mm 1800 14 欧洲效率 94.1% 宽度 mm 800 防护等级 IP20 厚度 mm 80 隔离 无变压器 重量 kg 350 设计结论 共用SPI30K-A型号逆变器1台。 附表4-4,组件串并联计算列表 串联数 并联数 逆变器数量 总安装容量 计划安装容量 16 6 1 24 KW 24 KW 据上表，最终确定组件串联数=16，组件并联数=6。 4.3 汇流箱设计 汇流箱连线示意图见图4-3: 图4-3 汇流箱连接示意图 光伏阵列防雷汇流箱具有以下特点: (1) 满足室外安装的使用要求; (2) 同时可接入6路太阳电池串列，每路电流最大可达10A; (3) 接入最大光伏串列的开路电压值可达DC900V; 15 (4) 熔断器的耐压值不小于DC1000V; (5) 每路光伏串列具有二极管防反保护功能; (6) 配有光伏专用高压防雷器，正极负极都具备防雷功能; (7) 采用正负极分别串联的四极断路器提高直流耐压值，可承 受的直流电压值不小于DC1000V。 确定如表4-5参数的汇流箱数量1台，汇流箱参数见表4-5: 表 4-5 汇流箱参数 汇流箱参数 光伏阵列输入路数 6 每路熔丝额定电流 A 10 最大接入开路电压 V 1000 防护等级 IP65 汇流箱输出路数 1 4.4 电缆设计 公式1、Nz= Ni* M 公式2、Imp( f )= Imp * S / Sf ( 1 + α(T-T(f))) 原则1、Pzi , N s* Np / M 原则2、Izi , Np / M * Imp( f ) 注:公式1为计算直流单元数量 公式2为夏季阵列输入直流单元的最大电流 原则1、2为选择直流单元的基本原则 Nz——直流单元数量 Ni——逆变器数量 M——每台逆变器MPPT个数 16 Ns——每台逆变器接入组件串联数 Np——每台逆变器接入组件并联数 Imp——组件最大功率时电流 Imp(f)——任意温度及辐照度时组件最大功率时电流 f——为组件的工作温度 S——为倾斜面辐照度 Pymax——组件全年最大输出功率 S——标准测试条件下的辐照度1000W/? S(f) ——f温度下相应辐照度 α——短路电流温度系数 T——标准测试条件下组件工作温度25? T(f) ——任意组件工作温度 根据设计要求得到如下线缆规格: 阵列输出的线缆规格为YJV系列YJV 0.6/1KV 1×4mm? 汇流箱输出的线缆规格为YJV系列YJV 0.6/1KV 2×16mm? 逆变器输出的线缆规格为YJV系列YJV 0.6/1KV 2×16mm? 4.5 系统组成方案原理框 系统连接电气图示意见图4-4: 17 图 4-4 系统连接电气图 4.6系统监控装置 采用高性能工业控制PC机作为系统的监控主机，配置光伏并网系统多机版监控软件，采用RS485通讯方式，连续对所有并网逆变器的运行参数和工作状态进行监测。 (1)监控主机的照片和系统特点如下: ? 嵌入式低功耗VIA C3处理器; ? 带LCD/CRT VGA; ? 以太网口; ? RS232/RS485通讯接口; ? USB2.0; ? 256M 内存(可升级); ? 40G 笔记本硬盘(可升级); (2)光伏并网系统的监测软件可连续 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 运行数据和故障数据如下: ? 实时显示电站的当前发电总功率、日总发电量、累计总发电量、累计CO2总减排量以及每天发电功率曲线图。 ? 可查看每台逆变器的运行参数，主要包括: A直流电压; 18 B交流电压; C交流电流; D频率; E当前发电功率; F日发电量; G累计发电量; H逆变器机内温度; I时钟; J累计CO减排量; 2 K每天发电功率曲线图。 ? 监控所有逆变器的运行状态，采用声光报警方式提示设备出现故障，可 查看故障原因及故障时间，监控的故障信息至少包括以下内容: A电网电压过高; B电网电压过低; C电网频率过高; D电网频率过低; E直流电压过高; F逆变器过载; G逆变器过热; H逆变器短路; I散热器过热; J逆变器孤岛; K DSP故障; L通讯失败; (3)监控软件具有集成环境监测功能，主要包括日照强度、风速、风向、 19 和环境温度等参量。 (4)监控装置可每隔5分钟存储一次电站所有运行数据，可连续存储20年以上的电站所有的运行数据和所有的故障纪录。 (5)可提供中文和英文两种语言版本。 (6)可长期24小时不间断运行在中文WINDOWS 2000，XP 操作系统。 (7)监控主机同时提供对外的数据接口，即用户可以通过网络方式，异地实时查看整个电源系统的实时运行数据以及历史数据和故障数据。 (8)显示单元可采用大液晶电视，具有非常好的展示效果。 4.7环境监测仪 本系统可配置1套环境监测仪，如图4-5，用来监测现场的环境情况: 图4-5 环境监测仪 该装置由风速传感器、风向传感器、日照辐射表、测温探头、控制盒及支架组成，适用于气象、军事、船空、海港、环保、工业、农业、交通等部门测量水平风参量及太阳辐射能量的测量。可测量环境温度、风速、风向和辐射强度等参量，其RS485通讯接口可接入并网监控装置的监测系统，实时记录环境数据。 20 4.8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。系统的防雷接地装置措施有多种方法，主要有以下几个方面供参考: (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10mm2铜芯电缆，接地电阻应小于4欧姆。 (2) 直流侧防雷措施:阵列与屋顶的防雷系统相连，电池支架之间应焊接保证良好的接地，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逆变器，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:逆变器的交流输出经市电低压配电箱(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。 (4)所有的机柜要有良好的接地。 21 第五章 系统设备清单 光伏电站系统设备清单如表5-1所示。 表5-1 光伏电站系统设备配置清单 序 名称 型号规格 数量 号 单价 总价 1 光伏电池组件(及电池支架) 250WP(30V) 96块 2 光伏阵列防雷汇流箱 SPVCB 1台 5 光伏并网逆变器 SPI30K-A 1台 多机版监控软件 SPS,PVNET 1套 监控 工控机 EBOX746-EFL 1台 5 装置 液晶显示器 22寸 1台 6 环境监测仪 SSYW 1台 7 RS类型转换器 , 1个 8 系统的防雷和接地装置 , 1套 以现场情况另定 9 土建及配电等基础设施 , 1套 以现场情况另定 10 系统连接电缆线及防护材料 , 1套 以现场情况另定 11 系统线缆、桥架敷设 以现场情况另定 12 设备总价 贰拾五万贰仟捌佰元整 22 第六章 光伏并网系统施工建设 6.1施工前期准备 施工准备工作时保证顺利施工、全面完成各项技术指标的重要前提，是一项有计划、有步骤、有阶段性的工作不仅在施工前，而且贯穿于施工全过程。 6.1.1 技术准备 1.前期准备工作 (1) 熟悉、会审图纸。图纸是工程师的语言。开工前，施工人员首先应熟悉施工图纸:了解设计内容及设计意图、明确工程所采用的设备和材料、明确图纸所提出的施工要求、分项工程和主体工程以及其他安装工程的交叉配合，以便及早采取措施，不与其他工程发生位置冲突。 (2)复核图纸内容和材料，根据现场情况(照片，测量数据)，进行施工的辅料的准备。 (3)对主要设备和辅材进行复核;加深对图纸的消化和理解。如发现不符合的地方，及时向设计提出;并提出合理化的建议。 (4)如有不十分清楚的地方，及时向设计部门进行请教，做到心中无疑问。 (5)根据复核后的材料清单，提出采购申请。 2.施工准备工作 (1)进场初期，进行施工图深化设计以及施工图设计，如预埋阶段、安 装前期等，解决好图纸及现场存在的问题。 (2)绘制太阳能组件、桥架、接线箱、逆变器等比较复杂点的综合布置，合理布置，布置时必须集合建、装饰以及其他专业的布置情况，避免到安装施工时管道碰撞、交叉而影响施工质量及观感。 (3)熟悉现场，规划总平面布置，编制施工组织设计或施工方案。送交监理、甲方审核，确认方案的可行性。 23 (4)根据施工组织设计、施工进度计划编制材料用料量、材料计划，以确保材料满足施工进度要求。 (5)熟悉与工程有关的其他技术资料，如施工及验收规范、技术规程、质量检验评定标准以及制造厂提供的资料，即安装使用说明书、产品合格证、试验记录数据等。 (6)编制施工方案。在全面熟悉施工图纸的基础上，依据图纸并根据施工现场情况、技术力量及技术装备情况，综合作出合理的施工方案。 6.2 施工安装过程 光伏电站总体施工工序如下: 1、土建施工 、设备安装 2 3、支架安装 4、组件安装 5、汇流箱安装 6、逆变器安装 7、其他 8、布线工程 9、防雷接地施工 6.2.1 土建施工 (1)必须按施工图设计要求的位置设置光伏阵列的基础。 (2)光伏阵列安装前，钢筋混凝土基础顶面的预埋件，应按设计的防腐级别涂防腐涂料，并妥善保护，与支架槽钢可靠连接。 (3)支架基础强度满足抗恶劣环境要求;基础不会发生沉降和变形;基础的水平和垂直度满足设计要求。 24 6.2.2 设备安装 1、支架安装 (1)光伏组件支架及其材料应符合设计要求，能满足抗恶劣环境要求，即抗风、防锈、耐腐蚀等。 (2)光伏组件支架应按设计要求安装在基础上，位置准确，安装公差满足设计要求，与基础固定牢靠。 (3)支架应与接地系统可靠连接。 (4)支架按设计图纸进行安装，要求组件安装表面的平整度，安装孔位、孔径应与组件要求一致。 (5)支架底座固定在膨胀螺栓上或者预埋的螺栓上 (6)将前支撑和后支撑固定在支架底座上。 (7)将横梁及斜支撑固定在前后支撑上。 8)参照图纸，将纵梁固定于横梁上。 ( (9)将斜拉杆固定于后支撑上。 (10)将接线箱固定在支架上，将所有螺栓紧固。 2、组件安装 根据施工图纸，集合施工现场，确定安装顺序，太阳能电池组件属于贵重物品，要求安装时轻取轻放，放置一块固定一块，防止组件被摔坏。安装时严格控制好组件与组件的空隙，做到横平竖直。 (1)在现场安装使用前，确认光伏组件外形完好无损，若发现有明显变形、损伤,应及时更换。 (2)在组件安装或接线时，推荐用不透明材料将组件覆盖;组件安装前，请不要拆卸组件接线盒;当组件置于光线照射下，不要触摸接线端子，当组件电压大于DC30V时，请注意适当防护，使用绝缘工具。 (3)光伏组件的排列连接按技术图纸要求，应固定可靠，外观应整齐，光伏组件之间的连接件，便于拆卸和更换。 (4)光伏组件之间的连接方式，符合设计规定。 25 (5)将组件一个一个的松松地固定在支架纵梁上。 (6)参照图纸，保持整体组件安装水平。 (7)将所有组件紧固。 (8)根据电气图纸进行组串连接。为了保证组串连接的可靠，在进行作业时需认真照操作规范进行。 3、汇流箱安装 各组串的正负极导线最终会在直流汇流箱内进行接线汇流，该箱内的电气设备具有开断、防雷、汇流等功能。 (1)基本安装要求:户外安装，防水等级为IP65，但尽量不要放置在潮湿的地方;输入路数不超过汇流箱允许的输入路数;环境温度应满足产品规格要求。 (2)在电气连接前，用万用表确认光伏阵列的正负极。光伏阵列的正极连到汇流箱直流输入的“DC+”，光伏阵列的负极连到汇流箱直流输入的“DC-”，并标明对应的编号。 (3)光伏组件至汇流箱的配线性能及保护方法，必须满足电气设备技术基准的规定。 4、逆变器安装 (1)基本安装要求:根据逆变器室内/室外的安装形式，应安装在清洁的环境中，并且应通风良好，并保证环境温度、湿度和海拔高度满足产品规格要求。如有必要，应安装室内排气扇，以避免室温增高。在尘埃较多的环境中，应加装空气过滤网。 (2)安装与维护前必须保证交直流侧均不带电。为了不导致逆变器损坏，任何直流输入电压不超过直流输入电压限值。 (3)按照设计图纸和逆变器电气连接的要求，进行电气连接，并标明对应的编号。在电气连接前，用万用表确认光伏阵列的正负极。 (4)并网逆变器在光伏并网系统中处于关键位置，它能将太阳能直流侧的电能转化为交流电后直接将电能并入电网。 (5)于由并网逆变器一般都比较重，所以安装过程中一定要确保设备安装的可靠。 (6)在进行接线时，要确保并网点的开关及直流侧汇流箱中的直流断断路器 26 均处于断开状态。 (7)接线操作需严格照型号逆变器的说明书来进行。 5、其他 (1)环境测量装置该装置一般集成了光照强度测量仪、风向仪、风速仪、环境温度测量仪等设备。可为并网项目的数据采集系统提供环境参数。 6.2.3 布线工程 (1)电缆线路施工应符合《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》(GB50168)的规定，电缆符合国家相应的标准。 (2)光伏发电系统直流部分的施工，应注意正负极性。 (3)对穿越楼板、屋面和墙面的电缆，其防水套管与建筑物主体间的缝隙，必须做好防水密封，并做好建筑物表面光洁处理，同时满足阻燃性和阻热性。 (4)直流柜到逆变器和逆变器到交流配电柜的电缆敷设:直流配电柜、逆变器在同一配电室内，两者距离要求较近。交流配电柜、逆变器在同一配电室内，两者距离要求较近。安装电缆剖头处必须用胶带和护套封扎。 (5)光伏组件的连接电缆应有足够的耐候性以保证线缆的使用寿命;连接要保证机械和电性能的完好;组件串联必须是同种型号组件，不同型号组件串联电压相同可以并联。布线完成后，电压与极性的确认、短路电流的测量、非接地的检查。 6.2.4 防雷接地施工 (1)电气系统的接地符合《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169)的规定。 (2)光伏发电系统的升压系统，满足《交流电气装置的接地》(DL/T621)的规定。 (3)光伏发电系统和并网接口设备的防雷和接地，符合《光伏(PV)发电系统过电压保护导则》(SJ/T11127)的规定。 (4)对需要接地的光伏发电系统设备，应保持接地的连续性和可靠性。接地 27 装置的接地电阻值必须符合设计要求。当以防雷为目的的进行接地时，其接地电阻应小于10Ω。光伏发电系统保护接地、工作接地、过压保护接地使用一个接地装置，其接地电阻不大于4Ω (5)电站防雷设计可以参与《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994(2000)。 (6)避雷带(网)及其支持件安装位置正确。焊接固定的焊缝应饱满无遗漏，防腐良好;采用螺栓固定的应采取双螺帽等防松措施;避雷带(网)应平整顺直，固定点支持件间距均匀，固定可靠。 6.3 光伏电站系统调试与验收 调试:随着工程的进展，太阳能组件、设备、电线、电缆、逆变器等安装完毕，通电、试电;空载试运转;这一阶段，要做好相应的系统方案，指导相应的系统调试工作。同时，对于调试方面出现的细节问题要重视、及时给予解决。为一次验收达标创造条件。 竣工验收:经过自检合格后，报业主验收，同时，把工程资料整理好，做好工程的结算方面的资料工作。 28 第七章 财务分析 7.1项目总投资 项目总投资请见表7-1 表 7-1 项目总投资分析表 项目费用名称 数量 单位 单价(元) 总价(万元) 比例 一、 项目前期费用 勘察、科研 1 项 0 0 0 % 环评、立项、审批 1 项 0 0 0 % 项目征地 1 项 0 0 0 % 合计 0 0 % 二、 项目建设费用 1、主要设备费用 光伏组件 96 块 4.5 10.8 54 % 组件支架(含基础) 24000 W 0.356 0.86 4.3 % 逆变器 1 台 0.913 2.74 13.5 % 汇流箱 1 台 3000 0.3 1.5 % 后台监控系统 1 套 10000 1 4.9 % 线缆、线缆敷设及其它 1 项 20000 2 9.9 % 合计 17.7 88.1 % 2、其他建设费用 工程项目详细设计 1 项 1500 0.15 0.75 % 场地处理 1 项 0 0 % 基建 1 项 0 0 % 防雷接地、防火封堵 1 项 1500 0.15 0.75% 设备安装调试 1 项 0 0 0 % 运输仓储 1 项 2000 0.2 1 % 29 项目协调管理 1 项 4000 0.4 2 % 工程验收 1 项 960 0.1 0.5 % 合计 1 5% 三、 项目后期费用 人员培训 1 项 1000 0.1 0.5 % 合计 0.1 0.5 % 四、 项目运行费用 设备大修 2 次 2880 0.58 2 .9% 部分线路更换 2 次 1152 0.23 1.1 % 运营和维护 25 次 192 0.48 2.4% 合计 1.29 6.4 % 总计 20.09 7.2财务分析 财务分析中共包含财务参数、初始成本、年度成本和债务偿还、年结余和收入、经济可行性5个部分。 1、财务参数共包括电价上涨、通货膨胀率、贷款比例、贷款利率、贷款期限、折现率、财政补贴7个部分，根据实际情况各财务参数确定如下: 电价上涨:2 % 通货膨胀率:3 % 贷款比例:60 % 贷款利率:6 % 贷款期限:25 年 折现率:5 % 财政补贴:24000 元 2、初始成本共包括项目初始成本、其他、初始成本总计3个部分，根据模 30 拟运行的结果及实际情况确定如下: 项目初始成本:200900 元 初始成本总计:200900 元 上网电价:1 元/度 年电力外销收入:17283.8 元 年结余和收入总计:17283.8 元 国家补贴标杆电价:24000w*1元=24000元 动态投资回收期:11 年 31 致 谢 这次毕业 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 和设计得到了很多老师、同学、及同事的帮助。其中我的老师 老师对我的关心和支持尤为重要，他在过去的六个月中经常教导我该如何学 习与工作，他为人随和热情，治学严谨细心。在闲聊中他总是能像知心朋友 一样鼓励我，给了我深深的影响，感谢在整个毕业设计过程中给予我方方面 面帮助的伙伴们，我们共同的学习生活经历历历在目。在大学生活即将结束 的最后日子里，因为有了你们的帮助，不仅让我学到了本次设计所涉及的新 知识，更让我感觉同学之间的团结友爱。 感谢母校三年来对我的教育培养，在学习上给予条件，在生活上给予方便。在即将离校的最后一段时间里，让我能够更多的学习一些实践应用知识，增强了我的实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。 感谢我的家人和朋友给与我的坚定支持和无言奉献。 最后，我向辛勤培育了我三年的 学院的全体老师致以崇高的敬意及衷心的感谢～ 32 33 34