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中國電力投資集團光伏發(fā)電工程典型設(shè)計2014年升版情況介紹匯報人:張禮彬2014年5月27日升版大綱1.參照可研設(shè)計深度規(guī)定,調(diào)整典型設(shè)計章節(jié)劃分;2.根據(jù)項目實施經(jīng)驗,增加常用技術(shù)方案;3.更新參考設(shè)計實例。典型設(shè)計原章節(jié)劃分3結(jié)構(gòu)設(shè)計4總平面布置與土建設(shè)計5
陣列區(qū)電氣設(shè)計1光伏電站選址2光伏陣列布置635kV(10kV)開關(guān)站設(shè)計7110kV升壓站設(shè)計升版后主要內(nèi)容3電氣設(shè)計4總平布置及土建設(shè)計1場址選擇2系統(tǒng)總體方案設(shè)計1場址選擇保留原有太陽能資源條件分析原則、平地光伏電站場址選擇原則和山地光伏電站場址選擇原則內(nèi)容。新增:推薦的太陽能資源分析方法1場址選擇0、定義①代表氣象站:距光伏電站場址最近的,氣候及地理條件最為相似的氣象站,用于提供場址的基本氣象數(shù)據(jù)。②參考氣象站:距光伏電站場址最近的,具有太陽能輻射量測量數(shù)據(jù)的氣象站,用于提供場址的光資源分析的參照數(shù)據(jù)。1場址選擇1、分析資料①代表氣象站和參考氣象站的地理坐標(biāo)、海拔、周邊環(huán)境、至場址距離等。②基本氣象數(shù)據(jù)(既代表站氣象數(shù)據(jù)),包括:多年平均氣溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫、晝間最高氣溫、晝間最低氣溫;多年平均風(fēng)速、多年極大風(fēng)速、主導(dǎo)風(fēng)向;多年最大凍土深度和積雪厚度、多年年平均降水量和蒸發(fā)量;多年平均雷暴日數(shù)、沙塵暴日數(shù)、浮塵日數(shù)、冰雹次數(shù)等災(zāi)害性天氣情況。③光伏電站場址實測太陽能總輻射量、直接輻射量、散射輻射量、日照時數(shù)數(shù)據(jù)(至少一個完整年)④參考氣象站實測太陽能總輻射量、直接輻射量、散射輻射量、日照時數(shù)數(shù)據(jù)(至少近10年)1場址選擇2、輻射量數(shù)據(jù)驗證對數(shù)據(jù)進行合理性驗證:總輻射小于2kw/m2、散射輻射小于總輻射、日總輻射小于可能的日總輻射值。完整度驗證:時間序列無遺漏。1場址選擇3、輻射量數(shù)據(jù)分析①有現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)時A)對現(xiàn)場實測太陽能輻射量(總輻射、直接輻射、散射輻射)數(shù)據(jù)(至少近1年)與參考氣象站同期實測太陽能輻射量(總輻射、直接輻射、散射輻射)數(shù)據(jù),分別進行相關(guān)性分析,得到相關(guān)方程及相關(guān)性系數(shù)B)利用相關(guān)性方程,代入?yún)⒖細庀笳据椛淞繑?shù)據(jù),推導(dǎo)近10年以上的場址輻射量推算數(shù)據(jù)C)利用平均法或正態(tài)分布法比選出代表年太陽能輻射量數(shù)據(jù)1場址選擇3、輻射量數(shù)據(jù)分析②無現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)時A)對代表氣象站實測日照時數(shù)(至少近10年)與參考氣象站同期實測日照時數(shù)進行相關(guān)性分析,得到相關(guān)方程及相關(guān)性系數(shù)B)利用相關(guān)性方程,代入?yún)⒖細庀笳据椛淞繑?shù)據(jù),推導(dǎo)近10年以上的代表氣象站輻射量推算數(shù)據(jù)C)以代表氣象站輻射量推算數(shù)據(jù)作為場址輻射量數(shù)據(jù)D)利用平均法或正態(tài)分布法比選出代表年太陽能輻射量數(shù)據(jù)2系統(tǒng)總體方案電池組件:單晶硅260Wp-265Wp,1650×990×35mm多晶硅245Wp-255Wp,1650×990×35mm運行方式:固定傾角式逆變器:集中式逆變器500kW(單體式、集箱式)組串式逆變器10kW-80kW2系統(tǒng)總體方案串并聯(lián)方案:集中式逆變器:20-22塊組件組成一串(根據(jù)逆變器最大輸入電壓和MPPT電壓等參數(shù)設(shè)計);若干個組串經(jīng)直流匯流箱、直流匯流柜并聯(lián)后接入500kW逆變器;2臺逆變器經(jīng)1臺雙分裂或雙繞組箱變升壓匯集后介入升壓站(或開關(guān)站)2系統(tǒng)總體方案串并聯(lián)方案:組串式逆變器:20-22塊組件組成一串(根據(jù)逆變器最大輸入電壓和MPPT電壓等參數(shù)設(shè)計);若干個組串接入組串式逆變器;若干臺逆變器經(jīng)若交流匯流箱并聯(lián)后接入1臺雙繞組箱變低壓側(cè),升壓匯集后介入升壓站(或開關(guān)站)2系統(tǒng)總體方案容量配比:發(fā)電單元裝機容量與逆變器額定容量的比值。光資源最豐富地區(qū):建議取1.05~1.08光資源很豐富地區(qū):建議取1.08~1.1光資源豐富地區(qū):建議取1.1~1.12山地光伏電站:建議>1.12系統(tǒng)總體方案最佳傾角選擇:根據(jù)光資源分析數(shù)據(jù),按《光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)定》GB/T50797提供的方法可求得發(fā)電量最大的安裝傾角,并建議采用光伏設(shè)計軟件進行復(fù)核。最終組件安裝傾角應(yīng)綜合考慮太陽能輻射典型日分布、光伏場區(qū)地形、各向遮擋距離等因素確定。一般為場址所在地緯度減小2-5°。2系統(tǒng)總體方案光伏組件布置:2行10列豎向布置:組件為單串U字型接線;2行20列豎向布置:組件為雙串一字型接線;4行10列橫向布置:組件為雙串U字型接線;4行20列橫向布置:組件為四串一字型接線。宜根據(jù)光伏場址地形、風(fēng)速、光資源日分布等條件,綜合比較土建投資后確定方案。2系統(tǒng)總體方案子方陣布置:應(yīng)綜合考慮地形地貌,建議匯流箱、逆變器及其直流集電線路路徑布置盡量采用中央輻射式,可有效減少小截面電纜工程量,降低系統(tǒng)損耗。交流集電線路:采用變徑方式。3電氣設(shè)計電氣主接線根據(jù)接入系統(tǒng)要求,如電壓等級、線路數(shù)量、輸送容量等,以及光伏發(fā)電站分期規(guī)劃、裝機容量、電容電流計算等進行設(shè)計。35kV系統(tǒng):單母線或單母線分段接線,中性點可采用不接地、經(jīng)電阻接地、經(jīng)消弧線圈接地方式;110kV系統(tǒng):線變組接線或單母線接線。3電氣設(shè)計設(shè)備選擇主變:根據(jù)接入電壓等級和電站裝機容量選擇;110kV配電裝置:建議采用AIS方案;35kV配電裝置:采用KYN型屋內(nèi)布置方案;無功補償裝置:建議選用SVG裝置;35kV中性點接地裝置:建議兼顧站用變?nèi)萘俊?電氣設(shè)計站用電方案:升壓站(或開關(guān)站)主供電源宜永臨結(jié)合,引接自施工變;備用電源直接引接自35kV集電線路匯集母線。逆變器室低壓集中供電:由升壓站(或開關(guān)站)低壓站用電母線直接供電;高壓集中供電:升壓站(或開關(guān)站)設(shè)高壓站用電母線,并引接至陣列配電箱變,由分布在陣列區(qū)內(nèi)的配電箱變供電;就地取電:由就地升壓箱變低壓側(cè)直接引接。4總圖及土建支架基礎(chǔ)支架結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁根據(jù)組件布置要求獨立基礎(chǔ)預(yù)成孔鋼制地錨螺旋鋼樁預(yù)應(yīng)力管樁參考設(shè)計實例山西山陰合盛堡50MWp光伏發(fā)電工程主要內(nèi)容3工程地質(zhì)4系統(tǒng)總體方案設(shè)計及發(fā)電量5工程設(shè)計6工程設(shè)計概算7財務(wù)評價與社會效果分析8結(jié)論及建議1項目概況2太陽能資源電氣、土建、給排水、消防等1項目概況
中電投國際礦業(yè)山西山陰合盛堡50MWp光伏發(fā)電項目規(guī)劃裝機容量為50MWp,一期建成。項目建設(shè)地點山西省朔州市山陰縣合盛堡鄉(xiāng)合盛堡村,場址地理位置坐標(biāo)介于北緯39°35’25”到39°34’16”,東經(jīng)112°56’01”到112°54’31”之間。場區(qū)內(nèi)以未利用鹽堿地為主,零星分布有小塊農(nóng)用地,地勢較平坦??傉嫉孛娣e在1.409km2,海拔在1006-1011m之間。
廠區(qū)水平面年平均輻射量為:5360MJ/m2·a,屬于二類地區(qū)輻射量,太陽能資源很豐富,適合開展大型光伏電站的建設(shè)。2太陽能資源概況
山西省地處中緯度大陸性季風(fēng)氣候區(qū),日照時間長,總輻射量較多。全省日照數(shù)在2200至3000h之間,年日照百分率為51.67%。其中絕大部分地區(qū)全年日照時數(shù)在2600h以上,有約1/3的地區(qū)在2800h以上,屬于日照充足的地區(qū)。全省年總輻射量介于5022-6112MJ/m2,平均在5439MJ/m2以上,是我國太陽能資源較豐富的地區(qū)之一。擬建光伏電站位于山西省朔州市山陰縣合盛堡鄉(xiāng)東北側(cè)。按照我國太陽能資源區(qū)劃表,為全國II類“資源很豐富”地區(qū),年均太陽總輻射量5360MJ/m2/a,是山西省太陽能資源較為豐富的地域之一,有較好的太陽能利用開發(fā)條件。2太陽能資源分析分析方法簡述:
本工程無場址區(qū)域完整1年的太陽能輻射實測數(shù)據(jù),因此需要選取對工程場址最具代表性的氣象站資料,來代替場址區(qū)域太陽能資源分析需要的氣象資料和輻射數(shù)據(jù),該代表氣象站一般為距離場址最近的氣象站。
由于本工程所選代表站不具有長期輻射觀測資料,因此需要選擇與代表氣象站相關(guān)性較高的具有太陽能輻射實測數(shù)據(jù)的氣象站作為推算代表站太陽能輻射數(shù)據(jù)的參考氣象站。通過上述方法在有限的資料和條件下,較為合理可靠地分析得到本工程場址區(qū)域的太陽能資源情況。2太陽能資源分析代表氣象站選擇:
據(jù)本工程場址最近的氣象站為山陰氣象站,主要承擔(dān)貴溪當(dāng)?shù)爻R?guī)氣象觀測,無太陽輻射觀測資料。其地理坐標(biāo)為N39°30′,E112°49′,觀測場高程為1045m。主要氣象因素如下表:多年平均氣溫℃8.0山陰氣象站統(tǒng)計年份:1983-2012年多年極端最高氣溫℃39.4多年極端最低氣溫℃-28.4多年平均風(fēng)速m/s2.28多年平均雷暴日數(shù)天332太陽能資源分析參考氣象站選擇:距離山陰氣象站較近且有太陽輻射數(shù)據(jù)資料的氣象站有大同氣象站和太原氣象站。
分別對大同站與山陰站、太原站與山陰站近10年同期月日照時數(shù)數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析后,得近10年大同站與山陰站的日照時數(shù)相關(guān)系數(shù)較高。因此,本工程選擇大同氣象站作為本階段研究的參考氣象站,并取大同站2003~2012年太陽能輻射、日照時數(shù)和日照百分率數(shù)據(jù)作為代表氣象站(山陰站)長期輻射數(shù)據(jù)推算的基礎(chǔ)資料。2太陽能資源分析代表年輻射數(shù)據(jù):根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)QX-T-89-2008《太陽能資源評估方法》,利用山陰站近10年的日照時數(shù)和大同站近十年的太陽輻射觀測數(shù)據(jù),推算得到代表氣象站太陽輻射量數(shù)據(jù)。
利用推算得到的輻射數(shù)據(jù),通過多年平均法,可得到本工程代表年輻射量數(shù)據(jù)。結(jié)果詳見下表:月份123456標(biāo)準(zhǔn)月輻射量(MJ/m2)239.84305.34451.59553.87639.60625.58標(biāo)準(zhǔn)月日照時數(shù)171.7184.17224.68243.64259.14234.31月份789101112標(biāo)準(zhǔn)月輻射量(MJ/m2)634.03561.49461.19393.79270.74223.03標(biāo)準(zhǔn)月日照時數(shù)238.56213.81198.11216.63184.95172.412太陽能資源分析結(jié)論:根據(jù)山陰太陽總輻射量的年際變化趨勢可知,1983年~2003年總輻射量年際變化相對穩(wěn)定,為對未來一段時間具有可靠地預(yù)測性,本工程采用2003年~2012年近10年的太陽輻射資料作為本階段研究和計算的依據(jù),得到的工程代表年(即年太陽輻射量為5360MJ/m2,年日照時數(shù)為2542h)是合理的、有效的。從太陽能資源利用的角度來說,在擬建場址建設(shè)并網(wǎng)光伏電站是可行的。3工程地質(zhì)地形地貌:
本工程場址屬黃土覆蓋的山地型高原,以未利用鹽堿地為主,場址范圍內(nèi)地面標(biāo)高為1006-1011m,地勢較平坦開闊。地層巖性:
①層耕填土:灰黃~黃色,松散,稍濕。以粉質(zhì)粘土為主,混較多粉砂與粉土,含植物根系、鈣質(zhì)結(jié)核及少量生活垃圾。場區(qū)普遍分布,厚度0.70~0.80m,平均0.73m。②層黃土狀粉質(zhì)粘土:灰黃~黃色,堅硬,具大孔隙,未見垂直節(jié)理,偶見層理。場區(qū)普遍分布,厚度2.30~5.10m,平均3.62m。夾有粉土層與粉砂層,層厚10~20cm。3工程地質(zhì)③層黃土狀粉質(zhì)粘土:灰黃~黃色,堅硬,具大孔隙,中等壓縮性,搖震反應(yīng)無,稍有光澤,中等干強度,中等韌性,含鈣質(zhì)結(jié)核,場區(qū)普遍分布。該層未穿透。夾較多粉砂層與粉土層,層厚15~30cm,局部呈互層狀。各土層主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如下表:
指標(biāo)項層號②層黃土狀粉質(zhì)粘土③層黃土狀粉質(zhì)粘土
值別
單位推薦值推薦值天然重度ρkN/m317.016.5變形模量EoMPa6.06.5地基承載力特征值fakkPa1401503工程地質(zhì)
地基土腐蝕性分析詳見下表:指標(biāo)類型測定值對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性對混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性對鋼結(jié)構(gòu)腐蝕性PH值6.44~7.12//微總鹽量1018~49723無//鎂鹽含量Mg2+6.08~108.16微//硫酸鹽含量SO42-259.36~4010.5弱//氯離子含量CI-79.77~6129.82/中/OH-含量0微//4系統(tǒng)總體方案及發(fā)電量計算
本工程對單晶硅、多晶硅、薄膜型電池板等技術(shù)參數(shù)及布置等綜合比較,推薦選用255Wp多晶硅電池組件結(jié)合本工程規(guī)模,以及設(shè)備的可靠性、輸出效率、運行維護等因素,推薦選用500kW逆變器。4.1組件和逆變器選型經(jīng)對固定式和跟蹤式兩種運行方式的初步比較,考慮到本工程規(guī)模較大,固定式初始投資較低、且支架系統(tǒng)基本免維護。因此,本工程推薦選用固定式運行方式。利用工程代表年的太陽輻射資料,采用《光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》中公式對各傾角時傾斜面太陽年總輻射進行計算,并經(jīng)過PVsyst軟件復(fù)核,得到各傾角時下的太陽總輻射量,其中最大的傾角為35°時,故本工程采用35°固定式安裝方式4.2安裝方式選擇
本工程每個發(fā)電單元容量設(shè)計為1MWp,每1MWp方陣設(shè)1個逆變器室,每個逆變器室設(shè)置2臺500kW逆變器。每20塊組件組成一串組串,每1MWp方陣由206-214個組串并聯(lián)組成,故逆變器容量配比為1.0506:1到1.0914:1之間,總?cè)萘?3.7846MWp。
根據(jù)光伏組件布置方式(雙排雙串豎向布置),同時綜合考慮地形條件及施工誤差,計算得到本工程組串南北向間距為5.9m,東西向間距為0.3m,并在逆變器室附近及其他適當(dāng)位置預(yù)留4m道路作為縱向道路。
4.3光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計
1MWp方陣布置圖光伏電站的發(fā)電量受很多因素的影響,與太陽能組件光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量與當(dāng)?shù)氐奶栞椛淠芰俊㈦姵亟M件的功率、系統(tǒng)效率等因素有關(guān)。本階段根據(jù)工程代表年輻射量數(shù)據(jù)進行計算,系統(tǒng)效率按80%,組件衰減按首年1%、25年20%考慮,可得本電站建成后,年平均上網(wǎng)電量為6715.32萬kWh,年利用小時數(shù)為1248.56h。4.4發(fā)電量計算5——工程設(shè)計接入電力系統(tǒng)方式:由于現(xiàn)階段尚未取得接入系統(tǒng)批復(fù)意見,根據(jù)本光伏電站的終期裝機規(guī)模所在地區(qū)電網(wǎng)的實際情況,接入電力系統(tǒng)初擬方案為:在光伏電站場區(qū)西側(cè)新一座110kV升壓站,主變?nèi)萘繒喊?0MVA考慮,線變組接線,以1回110kV線路接入位于場址西北側(cè)約10km的永靜城110kV變電站110kV母線,線路長度約12km,導(dǎo)線截面選擇240mm2。升壓站站址選擇:本工程110kV升壓站位置選在本工程場址西側(cè),與管理區(qū)合并設(shè)置,升壓站向北出線。5.1電氣設(shè)計接入系統(tǒng)地理接線圖電氣一次設(shè)計:本工程建設(shè)規(guī)模為50MWp,共設(shè)50個1MWp的子方陣。每個1MWp子方陣由相應(yīng)配比容量的光伏組件、2臺直流匯流柜、2臺500kW逆變器和1臺1000kVA箱式升壓變電站組成。光伏組件發(fā)出的直流電經(jīng)過匯流后送至逆變器,由逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為0.27kV低壓交流電,再由箱式升壓變電站將逆變器輸出交流電壓升壓至35kV,串接為5個集電線路回路送至110kV升壓站,升壓至110kV后送出。
本工程35kV集電線路按5回設(shè)計,每回輸送10MWp容量。5.1電氣設(shè)計電氣主接線:本工程擬建一臺50MVA-110kV主變110kV側(cè)本階段暫按采用變壓器線路組接線考慮。不考慮預(yù)留擴建條件。光伏電站共采用5回35kV電纜接入110kV升壓站35kV側(cè)母線,1回35kV出線至主變低壓側(cè)。110kV升壓站35kV側(cè)采用單母線接線。110kV中性點經(jīng)隔離開關(guān)接地,配置并聯(lián)的中性點避雷器及放電間隙,隔離開關(guān)及放電間隙支路設(shè)置電流互感器。35kV中性點經(jīng)電阻接地,初擬在35kV母線上裝設(shè)一套Z型接地變及接地電阻,接地變同時兼用為站用備用變壓器。5.1電氣設(shè)計無功補償:本工程110kV升壓站初擬在35kV側(cè)母線安裝1套SVG型動態(tài)無功補償裝置,補償總?cè)萘繒喊粗髯儔浩魅萘康?5%考慮,既配置12MVar容量的SVG。最終補償容量根據(jù)接入系統(tǒng)要求進行優(yōu)化。站用電:本工程站用電電源采用雙電源供電,一路電源(主供電源)引自管理區(qū)附近的10kV電網(wǎng),經(jīng)1臺315kVA站用變降壓至0.4kV;另一路電源(備用電源)引自35kV母線,經(jīng)接地變(兼站用變)降壓至0.4kV,兩電源在0.4kV側(cè)設(shè)置自動切換裝置。
逆變器室用電負荷采用低壓就地取電方案。5.1電氣設(shè)計電氣一次主接線圖防雷接地:光伏場區(qū)通過太陽電池陣列采取電池組件和支架與場區(qū)接地網(wǎng)連接進行直擊雷保護,光伏陣列區(qū)接地網(wǎng)接地電阻不大于4Ω。設(shè)備布置:
110kV配電裝置采用敞開式布置,位于升壓站北側(cè),出線方向為北出線,110kV送出線路采用屋外架空軟母線布置。35kV配電裝置采用金屬鎧裝移開式開關(guān)柜,采用屋內(nèi)單列布置,布置在35kV配電室內(nèi)。35kV配電室布置于110kV戶外配電裝置南側(cè)。110kV主變布置于110kV戶外配電裝置與35kV配電室之間,低壓側(cè)通過硬導(dǎo)體與35kV開關(guān)柜連接,高壓側(cè)通過軟導(dǎo)線與配電裝置連接。5.1電氣設(shè)計設(shè)備布置:無功補償裝置室內(nèi)部分布置于SVG室內(nèi),SVG室與35kV配電室合并設(shè)置,室外部分與主變同列布置,中間設(shè)置防火墻。接地變(兼站用變)接地電阻成套裝置按同列戶外布置于主變、SVG設(shè)備,設(shè)備間設(shè)防火墻。
電子設(shè)備間及主控室設(shè)置于綜合樓內(nèi),綜合樓位于35kV配電室東側(cè)。
逆變器室根據(jù)地形布置于各子方陣中間,每個逆變器室內(nèi)布置有2臺500kW逆變器、2面直流配電柜、1面數(shù)據(jù)采集柜,逆變器室外布置1臺就地升壓箱式變電站。5.1電氣設(shè)計電氣設(shè)備布置圖綜合自動化系統(tǒng):計算機監(jiān)控系統(tǒng):
①光伏發(fā)電單元監(jiān)控:
包括:電池組串、直流匯流箱、直流匯流柜、逆變器、箱變;
組網(wǎng)方式:每座逆變器室設(shè)置一套數(shù)據(jù)采集裝置,匯流箱、逆變器、直流柜、箱式變電站測控裝置均通過RS485接口與智能接口設(shè)備連接。柜內(nèi)安裝節(jié)點環(huán)網(wǎng)交換機,并配置相應(yīng)的光纖終端盒及相應(yīng)的尾纖。每10個方陣環(huán)網(wǎng)交換機組成一個環(huán),共5個環(huán),在升壓站設(shè)置環(huán)網(wǎng)交換機屏,通過環(huán)網(wǎng)交換機上送至升壓站監(jiān)控系統(tǒng)。5.1電氣設(shè)計綜合自動化系統(tǒng):計算機監(jiān)控系統(tǒng):
②升壓站監(jiān)控:
包括:110kV系統(tǒng)、35kV系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)、無功補償及中性點接地設(shè)備、控制電源、光伏發(fā)電監(jiān)控單元等;
組網(wǎng)方式:開放式、分層全分布網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),分別設(shè)置場站層控制和現(xiàn)地層控制設(shè)備,場站層控制與現(xiàn)地層控制設(shè)備之間采用雙星型以太網(wǎng)連接或環(huán)網(wǎng)。5.1電氣設(shè)計計算機監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖繼電保護:本電站所有保護裝置均采用微機型成套保護裝置。
系統(tǒng)保護根據(jù)設(shè)計規(guī)程及電力系統(tǒng)的要求設(shè)置,主要包括110kV送出線路保護、故障錄波器等。
元件繼電保護包括主變保護、35kV母線保護、35kV進線保護、站用電變壓器保護、SVG饋線保護、逆變器保護、三繞組變壓器保護等5.1電氣設(shè)計控制電源:
本工程配置一套直流控制電源系統(tǒng)。直流控制電源系統(tǒng)設(shè)置1組蓄電池,1套充電/浮充電裝置,1套專用的放電裝置,單母線接線。直流控制電源系統(tǒng)電壓等級為DC220V,蓄電池容量按2h事故放電時間考慮,初步計算容量為200Ah,組屏安裝。本工程設(shè)置1套5kVA的UPS,不單獨配置蓄電池。UPS裝置為站控層設(shè)備及火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電能計費系統(tǒng)等設(shè)備提供交流電源。5.1電氣設(shè)計計量:本站的關(guān)口計費點設(shè)置在110kV出線側(cè),配置智能型多功能電能計量表(1+1配置),電能表采用三相六線制接線,有功精度為0.2s級、無功精度為2.0級。其他系統(tǒng):本工程設(shè)置火災(zāi)報警系統(tǒng)(升壓站40個點、逆變器室各1個點)、視頻安防系統(tǒng)(約24個點)、光功率預(yù)測系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、AGC/AVC系統(tǒng)各一套。5.1電氣設(shè)計系統(tǒng)通信:升壓站的調(diào)度交換機將預(yù)留與系統(tǒng)相關(guān)部門的接口,接口類型、數(shù)量均為暫定,最終按接入系統(tǒng)設(shè)計確定。對外通信:暫定采用1個2M數(shù)字中繼接口接入當(dāng)?shù)毓秒娫捑W(wǎng),入網(wǎng)方式為全自動直撥中繼方式(DOD1+DID)。通信電源:光伏電站工程通信設(shè)備采用直流不停電方式供電,由一套整流充電裝置帶蓄電池組浮充供電。在中控室內(nèi)配置一套通信專用高頻開關(guān)電源,容量48V/50A,并配置1組200Ah蓄電池組5.1電氣設(shè)計5.2土建設(shè)計總平面布置:本光伏發(fā)電工程位于山西省朔州市山陰縣東北側(cè)約10km處的合盛堡村東北側(cè),工程總裝機容量約為50MWp,采用多晶硅太陽能電池板,占地面積1.41km2,約合2113畝。本工程設(shè)50座逆變器室,分別布置在每個發(fā)電單元中;設(shè)110kV升壓站一座,布置在本期工程西側(cè),升壓站自南向北依次布置35kV配電室,主變、中性點接地裝置和SVG戶外裝置,110kV配電裝置及出線架構(gòu)。
本工程管理區(qū)與110kV升壓站合并設(shè)置,管理區(qū)東側(cè)為綜合樓,其西側(cè)為升壓站,東北側(cè)布置有深井泵房及消防泵房、生活污水一體化處理設(shè)施。主大門位于北圍墻。5.2土建設(shè)計序號名稱單位數(shù)量備注1總占地面積m21408782.0可利用面積2生產(chǎn)區(qū)占地m21214397.0圍欄內(nèi)面積3升壓站占地m28594.04進站道路m21850混凝土路面5升壓站道路面積m22350含廣場6升壓站綠化面積m240007升壓站圍墻長度m380不含80圍欄8生產(chǎn)區(qū)道路面積m233000新建,利用已有道路4500m9生產(chǎn)區(qū)圍欄長度m1595010土石方工程量m3挖方0/填方5000升壓站主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表如下所示:5.2土建設(shè)計土建工程:土建工程的范圍為光伏電站圍欄內(nèi)所有土建設(shè)施,包括如下主要建(構(gòu))筑物:
綜合樓、35kV配電室、綜合水泵房
主變基礎(chǔ)110kV配電裝置設(shè)備基礎(chǔ)及架構(gòu)光伏組件支架及基礎(chǔ)
逆變器室(50個)箱變基礎(chǔ)5.2土建設(shè)計主要建筑物:本工程綜合樓、35kV配電樓及逆變器室地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級,建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級,設(shè)計使用年限為50年,屬丙類建筑??拐鹪O(shè)防烈度為7度。主要建(構(gòu))筑物技術(shù)指標(biāo)表如下所示:
1逆變器室建筑面積m22574一層砌體結(jié)構(gòu)2綜合樓建筑面積m2830.5一層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)335kV配電樓建筑面積m2227.8一層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)4水泵房建筑面積m2140.5地下一層鋼筋砼結(jié)構(gòu)5.2土建設(shè)計光伏支架設(shè)計:每個組件單元由40塊多晶硅電池組件組成,橫向20列,豎向2行,電池板豎向布置,支架傾斜角度35°,采用縱向檁條,橫向支架布置方案,一個結(jié)構(gòu)單元內(nèi)有7榀支架,支架由立柱、橫梁及斜撐、抱箍組成。在支架的橫梁之間,按照電池組件的安裝寬度布置檁條,用于直接承受電池組件的重量。檁條固定于支架橫梁上。組件每條長邊上有二個點與檁條連接,一塊電池組件共有四個點與檁條固定。電池組件與檁條的連接采用螺栓連接,配加雙面墊圈。5.2土建設(shè)計支架基礎(chǔ):支架基礎(chǔ)采用單樁方案:每榀支架設(shè)一根鉆孔灌注樁,樁徑0.35m,樁長4m。每榀支架由一根立柱,一根橫梁,兩根斜撐組成。詳見下圖:5.2土建設(shè)計變配電工程:包括場區(qū)內(nèi)布置有箱式變壓器、主變壓器、戶外設(shè)備包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、20.0m高獨立避雷針及門型架等。
綜合樓平面布置圖
35kV配電樓平面布置圖35kV配電室SVG室5.3給排水水源:本光伏電站位置較為偏僻,無市政供水管網(wǎng),故需就地打深井取水,不考慮設(shè)置備用井,發(fā)生檢修情況時,因電站工作人員較少,可用水罐車自附近村莊生活飲用水管網(wǎng)拉水觧決。用水量計算:經(jīng)計算,本工程生活、綠化、澆灑道路最大日用水量為13.87m3/d,最大時用水量1.68m3/h,年最大用水量為5063m3/a;沖洗太陽能電池組最大日用水量為40m3/d,最大時用水量5m3/h,年最大用水量為3600m3/a;總計最大日用水總量為53.87m3/d,最大時用水量為6.68m3/h,最大年用水總量為8663m3/a。站內(nèi)設(shè)一個150m3生產(chǎn)及消防共用水池。5.3給排水給水系統(tǒng):本工程建一座深井泵房,供水給電站的生活、綠化、澆灑道路、沖洗電池組件及消防系統(tǒng)使用,并獨立設(shè)置一套生活用水系統(tǒng)。排水系統(tǒng):本工程排水系統(tǒng)采用雨、污水分流制,雨水和污水單獨排放。建筑物雨水采用外排水,室外雨水沿場區(qū)地面散排排放。室內(nèi)生活污水采用單立管伸頂通氣管排水系統(tǒng),污水自流排入室外污水管網(wǎng)。室外設(shè)一座約12m3的螺紋高強度玻璃鋼高效化糞池,出水用于站區(qū)綠化。5.4暖通通風(fēng)系統(tǒng):35kV配電樓、低壓配電室、繼電保護室、逆變器室采用機械排風(fēng)、自然進風(fēng)通風(fēng)方式。設(shè)置的機械排風(fēng)裝置除排除室內(nèi)余熱外,兼顧事故通風(fēng),按不少于12次/h換氣量計算通風(fēng)量;自然進風(fēng)采用防沙保溫調(diào)節(jié)百葉窗。主控室利用外窗自然通風(fēng)。水泵房采用機械排風(fēng)、自然進風(fēng)通風(fēng)方式。5.4暖通采暖及空調(diào)系統(tǒng):辦公室、主控室、會議室、宿舍等有人工作和生活的房間均設(shè)置中溫輻射式電加熱器采暖裝置,并設(shè)置溫度控制裝置。繼電器室、實驗室、資料室設(shè)置分體柜式單冷型空調(diào)機,用于夏季溫濕度控制,設(shè)置中溫輻射式電加熱器采暖裝置,用于冬季采暖。水泵房在圍護結(jié)構(gòu)增強保溫性能、管道加設(shè)保溫材料的基礎(chǔ)上,設(shè)置輻射式電采暖裝置,防止晚上停運及檢修情況下管道結(jié)凍。5.5消防火災(zāi)危險性類別和耐火等級劃分表:序號建筑物名稱火災(zāi)危險性類別耐火等級1綜合樓戊類二級235KV配電樓戊類二級3逆變器室戊類二級4水泵房戊類二級5.5消防火災(zāi)報警系統(tǒng):本工程設(shè)置一套火災(zāi)報警系統(tǒng),實現(xiàn)對本電站主要設(shè)備和區(qū)域的防火監(jiān)視。水消防系統(tǒng):本工程不設(shè)變壓器水噴霧滅火系統(tǒng),不設(shè)置室內(nèi)水消防設(shè)施,僅在升壓站管理區(qū)內(nèi)設(shè)置室外消火栓,消防水箱與生產(chǎn)水箱共用。移動式滅火器:各建筑物內(nèi)均配置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器,室外主變壓器及油浸式箱變附近均配置推車式磷酸銨鹽干粉滅火器,並且在主變壓器附近配置砂箱及消防鏟等。5.6施工組織設(shè)計施工控制進度:根據(jù)本項目建設(shè)期限的要求,要抓住控制性關(guān)鍵項目,合理周密安排。下列為控制性關(guān)鍵項目:1)設(shè)計與設(shè)備合同、施工合同簽定,施工準(zhǔn)備;2)設(shè)備制造與運輸;3)土建施工;4)設(shè)備安裝、調(diào)試、運行。施工期為6個月。序號里程碑節(jié)點名稱工期1“四通一平”施工單位進場(工程開工)第1個月2“四通一平”及臨建完成第0.5個月底3光伏陣列基礎(chǔ)、支架施工完成第4.5個月底4綜合樓、35kV配電樓等建筑物土建完成第4個月中5首批光伏發(fā)電設(shè)備安裝調(diào)試完成第5個月底6首批光伏陣列并網(wǎng)發(fā)電第5個月底7末批光伏陣列并網(wǎng)發(fā)電第6個月中8工程整體移交生產(chǎn)第6個月底9整體竣工驗收第6個月底里程碑節(jié)點計劃:5.7工程管理設(shè)計生產(chǎn)定員:光伏電站運營公司編制11人,設(shè)經(jīng)理1人,副經(jīng)理1人。運營公司設(shè)四個部門,分別為綜合管理部、財務(wù)部、安全生產(chǎn)部及設(shè)備檢修部。綜合管理部設(shè)置1人,財務(wù)部設(shè)置2人,安全生產(chǎn)部設(shè)置1人,設(shè)備運行檢修部設(shè)置5人。總計11人5.8環(huán)保、水保環(huán)境保護設(shè)計評價結(jié)論:
1)場址選擇可行性分析結(jié)論:本工程地處國有未利用荒地內(nèi),太陽能資源豐富、周邊附近無敏感點,所以本工程選址可行。
2)項目環(huán)境效益分析結(jié)論:開展太陽能發(fā)電,可以充分利用豐富的可再生資源,節(jié)約寶貴的一次能源,避免因電力發(fā)展造成的環(huán)境污染問題。發(fā)展太陽能發(fā)電是實現(xiàn)能源、經(jīng)濟、社會可持續(xù)發(fā)展的重要途徑,具有良好的環(huán)境效益。3)項目可行性結(jié)論:本項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策,不占用農(nóng)田,所在地太陽能資源豐富,周邊附近無敏感點,且發(fā)電過程不產(chǎn)生廢氣、廢水及固體廢棄物。因此,本項目將取得良好的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益,從環(huán)保角度分析,該項目的建設(shè)是可行的。5.8環(huán)保、水保水土保持設(shè)計評價結(jié)論:本項目從水土保持角度評價,沒有限制工程建設(shè)的水土保持制約因素,項目建設(shè)是可行的。建設(shè)單位在采取方案所提出的水保措施后,擾動土地整治率達到96.67%,水土流失總治理度達到96.38%,土壤流失控制比為0.83,攔渣率大于95.00%,林草植被恢復(fù)率為98.32%,林草覆蓋率為58.66%,能夠達到建設(shè)類項目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)。5.8環(huán)保、水保建議:
1)下階段應(yīng)根據(jù)水土保持方案提出的治理措施及其審批意見盡快落實,采取措施,防止發(fā)生新的水土流失。同時盡快開展水土保持監(jiān)測監(jiān)理工作,為水土保持設(shè)施評估和專項驗收做準(zhǔn)備。
2)建議盡早與當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T協(xié)商,在水土保持監(jiān)督執(zhí)法、水土保持補償費的收取以及各項水保措施的實施與監(jiān)理等方面應(yīng)統(tǒng)一協(xié)調(diào),以利于各項工作的開展。
3)在汛期應(yīng)加強各防治區(qū)的巡邏,尤其是對各排水設(shè)施進行及時清理并維護。5.9勞動安全及工業(yè)衛(wèi)生施工控制進度:建議本電站建設(shè)全過程建立職業(yè)安全健康管理體系(OSHMS),以利于促進企業(yè)長效安全生產(chǎn),創(chuàng)造最佳經(jīng)濟效益。5.10節(jié)能減排分析一般方法:本項目總裝機容量53.784646MWp,運行期多年平均上網(wǎng)電量為6715.32萬kWh。按照火電煤耗(標(biāo)準(zhǔn)煤)每度電耗煤320g/kWh,建設(shè)投運每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約2.15萬t,每年可減少煙塵排放量約291t(除塵器效率取99%),SO2排放量約240.86t(煤全硫分取0.7%,未脫硫),NO2排放量約248.63t,CO排放量約5.65t,CO2排放量約6.47萬t。5.10節(jié)能減排分析CDM基準(zhǔn)線方法:本項目基準(zhǔn)線排放因子將是華北電網(wǎng)中電量邊際排放因子和容量邊際排放因子的組合。根據(jù)國家發(fā)改委應(yīng)對氣候變化司公布的2013年中國區(qū)域電網(wǎng)基
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