黄花国际机场光伏项目设计方案(1)-solarbe文库

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黄花国际机场室外停车场分布式光伏项目可研报告二 0 一五年十月1 前言建设光伏电站、向阳光“借”电；安装感应电梯、照明设施直接省电；对污水进行处理，使中水回用到洗车场、绿化浇灌等。湖南机场管理集团有限公司一系列节能减排措施，不仅降低了公司运营成本，也为进出港旅客营造了健康、环保、低碳、绿色的良好环境，将湖南的“两型”名片带到了全世界。水、气、电、油是机场消耗最多的能源。在长株潭城市群获批成为“全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验区” 后，省机场管理集团有限公司总经理刘志仁适时提出打造 “两型” 机场的目标。省机场集团制定湖南机场节能减排指导性意见，明确了水电油气资源的节约措施，要求提高资源利用效率，降低能耗。该机场已全部使用节水和节能器具，淘汰了老旧管网和高能耗照明产品。并根据航班动态、运行条件、自然条件等变化，适时调控电源消耗，合理调配空调使用区域，通过机位优化减少空调负荷，并引入天然气项目，铺设 8500 米输气管，直接引入天然气，仅“油”改“气”一项，每年可节约运行费用 300 万元。落实 “两型机场” 的理念，实行动态管理，倡导节能风尚，省机场集团的机场运营成本大幅度降低；而新技术的引进、节能减排项目的应用，使得长沙黄花机场成为国内“低碳机场”的典范。黄花机场 T2 航站的多联供项目，直接为机场节省投资约5000 万元，每年节约费用约 2000 万元，减少二氧化碳排放 4000 余吨。太阳能光伏发电是典型的绿色能源，机场在室外停车场搭建雨棚，雨棚顶设计成太阳能光伏电池板，将光伏项目与雨棚完美结合，所产生的电力完全提供机场照明及动力用电 , 该项目如能顺2 利实施，年均减排二氧化碳约 4200 吨，将为机场集团建成“两型机场”锦上添花，更会为全国机场的低碳绿色模式及存量资源利用提供范本。本光伏项目装机总容量 5MWP,总投资约为 4800 万元含车棚建设投入约 1000 万，只计算电费回收，约 7 年可回收成本，如再计入停车场提质后适当提高收费标准增加的收入，本投资约 5 年可回收成本，具体分析论证详见以下章节。1 项目概况1.1 地理位置长沙黄花国际机场位于湖南省长沙市长沙县黄花镇，距离长沙城区约为 22 公里。全球百强机场之一。长沙为湖南省省会，位于湖南省东部，湘江下游长浏盆地西缘。长沙市南接株洲市和湘潭市，西抵娄底市，北达岳阳市、益阳市，东挨江西省宜春市、萍乡市。地理坐标为东经 111° 53 114 ° 5 ，北纬 27° 51 28 ° 40 ，东西长约 230 公里，南北宽约 88 公里。长沙属亚热带季风湿润气候区，温和湿润，季节变化明显。冬寒夏热，四季分明；春秋短促，冬夏绵长，充分体现了亚热带大陆性季风气候的典型特点。长沙距海较远，又位于冲积盆地，边缘地势高峻，向北倾斜，北方冷空气可深入聚集，冬季比同纬度地区稍冷，而夏季比同纬度地区更热，是江南 “ 四大火炉 “ 之一。长沙平均气温为 17.2 ℃。 1 月最冷，平均 4.7 ℃，历史上绝对最低温曾在 2 月份出现 , 达零下 11.3 ℃。 7 月最热 , 平均气温29.4 ℃ , 历史上绝对最高温度曾在 8 月初出现，达 43℃。全年无霜期平均 275 天 , 积雪日为 6 天。西山势高耸，雨量充沛，年平均降水量 1360 毫米，东部山区高达 1600-2200 毫米，西部为 1400-1600毫米 , 年平均雨日 152天。长沙降雨不均匀， 3-5 平均降雨日数有 52.83 天，约占全年总降雨日数的 35；夏季降水不均 , 旱涝无定；秋冬雨水明显减少。长沙地区日照时数达 1677 小时。1.2 场址概况长沙黄花国际机场室外停车场位于航站楼西边，旅客乘车从长永高速或机场高速进入黄花机场，可根据道路旁醒目的指示标志，沿顺时针方向进入 T2。送客车辆到达出发层下客后，可根据标志返回，分别从长永高速路和机场高速路方向出站。车辆如要停放机场，临时停车可沿标志进入 P2 临时露天停车场，过夜车辆则可沿指示牌绕行进入 P4 地下车库。整个黄花机场共有六个停车场 2000 多个车位可供停车。T2航站楼的 P1、 P2小型客货车停车场，以及 P3大型客货车停车场的收费分别为 8 元每小时 / 辆、 15 元每小时 / 辆，超过部分，按每半小时加收 2 元、 3 元进行收费（不足半小时按半小时计算，下同）。其中 P3 大型客货车停车场每天每辆车 50 元封顶，小车停车则每天 24 小时不限额。T1航站楼的 P5停车场，蓝色牌照的小型客货车每小时为 6 元，超过一小时后，每半小时加收 2 元，最高收费限额每天为 30 元；黄色牌照的大型客货车每小时 13 元，超过一小时后每半小时加收 3元，每天最高收费限额为 40 元。停车场在机场具体位置见下图4 室外停车场为无天棚露天停车场，晴天车辆在烈日曝晒，见下图1.3 基本方案方案一5 南北方向（东西）对称，天棚与水平角度约 5℃左右，形成外高内低方式；下雨天水流向内流下；光伏组件部分朝南，部分朝北；优点整体效果好，东西南北走向的停车场都适应；停车出入方便；比较省材料；缺点发电效率有影响；方案二南北方向一条线，天棚与水平角度约 5℃左右，形成外高内低方式；下雨天水流向南流下；光伏组件全部朝南；优点因光伏组件全部朝南发电效率比较好；南边向天棚太低，北边太高，南边停车人员出入压抑感；缺点整体效果差，东西南北走向的停车场不大适应；支架成本会上升；方案三6 南北方向（东西）对称，天棚与水平角度约 5℃左右，形成外高内低方式；下雨天水流向外流下；光伏组件部分朝南，部分朝北；优点整体效果好，东西南北走向的停车场都适应；缺点发电效率有影响；支架成本会增加；停车人员出入压抑感；方案四南边水平布置，北边天棚与水平角度约 5℃左右，形成北高南低方式；下雨天水流向南流下；光伏组件全部朝南；优缺点因光伏组件全部朝南发电效率比较好；整体效果差，东西南北走向的停车场不大适应；东西南北走向的停车场不大适应；支架成本较方案二低；7 8 1.4 项目建设规模本次设计规模暂按方案一计算，且只考虑 T2 航站楼的 P1、 P2小型客车停车场， T1 航站楼的 P5 停车场，计算本室外停车场可安装光伏组件的容量；一块组件占地面积约 1.6m2；每个停车位最小占地面积 15 m2；室外按 2000 个停车计，本工程容量估算为（ 2000X15/1.6 ） X2604.875MWp，加上隔离带等其他可利用面积，本工程规划容量暂按 5MWp计算。1.5 湖南省太阳能资源分布特征9 1 湖南年总辐射的空间分布特征气象观测数据表明，湖南热量较丰富，辐射较强，气温较高，年平均温度在 16 ℃～ 18 ℃之间，年日照时数为 1 300 h～ 1 800 h，是同纬度中太阳能比较充分的省份。利用湖南现有辐射观测站资料，采用气候学计算方法[1-3] ，计算了湖南多年平均年总辐射和逐月总辐射。结果表明，湖南各地年总辐射在 3396 MJ/m2～ 4468 MJ/m2之间，其空间分布特征是湘东北洞庭湖区年总辐射较多，湘西山区较少 ; 高值区出现在以安乡为中心的洞庭湖地区，低值区出现在以保靖、龙山、桑植为中心的湘西山区 ;4 000 MJ/m 2分界线大致位于 111°～ 112°E 之间，呈南北走向，将湖南一分为二，东半部较多，西半部较少。按照我国现行太阳能资源评价标准，湖南地区为太阳能较丰富带；2 湖南月总辐射的季节变化特征湖南全省平均各月总辐射在 171.8 MJ/m 2～ 580.6 MJ/m 2 之间， 2 月最少， 7 月最多，呈现明显的季节变化。湖南太阳能利用的最好季节为夏季，其次为春季和秋季。 4 月至 10 月份各地太阳总辐射月总量基本上能维持在 300 MJ/m2 以上， 5 月至 9 月基本上能维持在 400 MJ/m2 以上， 7、 8 月则是辐射最集中的时段，月辐射总量基本上能维持在 500 MJ/m2 以上。湖南冬季 12 月至次年 2 月太阳辐射月总量基本上都在 200 MJ/m2以下，利用价值较小。10 3 最近十年的总辐射量的平均值可以用作太阳能资源分析依据，湖南气象站 1983 年 7 月～ 2005 年 6 月统计的年均太阳能辐射总量为 4131－ 4519MJ/m2。根据行业标准太阳能资源评估方法（ QX/T89-2008）划定的等级，可知本地区属于太阳能资源较丰富地区，日照小时数满足光伏系统设计要求，发展与推广区域性光伏电站具有光照资源丰富的优势。11 1、太阳高度角太阳高度角是太阳光线与地表水平面之间的夹角。太阳高度角大，辐射就强；反之，辐射就弱。2、大气透明度大气透明度是表征大气对于太阳光线透过程度的一个参数。云量的多少、云层的厚度以及阴雨、沙尘天数等对太阳辐射的影响也很大，云层越厚，云量越多，对太阳辐射的削弱越多，到达地面的太阳辐射能量就越少；阴雨、沙尘天数越多，相对大气透明度就越低，日照时数也相应会减少，太阳辐射也随之减少。3、地理纬度地理纬度是影响太阳辐射能量的因素之一，纬度接近的地区太阳辐射能量也相对比较接近。北半球太阳辐射能力一般随着纬度增加而减少。4、海拔高度海拔高度越高，空气就越稀薄，太阳光线在大气中的光程就越短。太阳辐射被吸收、散射的就越少，并且大气中的水汽和尘埃的含量也越少，大气的透明度就越佳，接受到的太阳辐射能量也就越大。12 表 2-5 中国太阳能资源的总量等级1. 辐射数据根据美国 NASA能源网数据知湖南省长沙地区太阳能辐射资源数据如下表 3-2 长沙太阳辐射数据表月份月辐射总量mj/ ㎡日平均辐射量kWh/ ㎡平均气温 ℃ 1 247.7 2.42 6.0 2 231.8 2.38 7.8 3 303.5 2.64 11.2 4 352.6 3.30 16.9 5 471.9 3.83 21.4 6 452.5 3.93 24.6 7 571.4 4.68 26.6 8 536.7 4.39 25.8 9 439.0 3.88 22.8 10 316.0 3.25 18.3 11 319.2 3.11 13.2 12 271.2 2.82 8.1 合计 4533.3 3.36 16.9 13 长沙市地区日照时间长，辐射强度较高。水平面年辐射总量为4533.3MJ/ ㎡。太阳能电池组件倾斜面年辐射总量为 4533.3MJ/ ㎡。峰值日照小时数为 4533.3x1000/365x36003.45h 1.5 工程地质略。14 2 光伏系统总体方案设计及发电量计算2.1 系统组成通过技术与经济综合比较且根据建设方要求，本工程电池组件选用 TSM-PC05A-260多晶硅光伏组件，太阳能电池组件数量共计19238 块，装机总容量为 5MWP。通过对 250kW～ 1000kW之间的逆变器进行技术与经济综合比较，本工程选用 500kW逆变器，共计 20台。电池组件均固定安装在固定式支架上。太阳能电池组经日光照射后，形成低压直流电，电池组并联后的直流电采用电缆送至汇流箱；经汇流箱汇流后采用电缆引至逆变器室，逆变后的三相交流电经电缆引至 10kV 升压变压器（箱式升压变电站），电压由交流 0.315kV 升至 10kV。 1MWp方阵的逆变器室均布置在其子方阵的中间部位，箱式升压变电站与逆变器室相邻布置。10 台升压变压器（箱式升压变电站）采用 10kV 电缆并联后，分三回 10kV 线路接入附近的原 10kV变电站 10kV母线。每个 500kW逆变器所配多晶硅太阳能电池组串并联路数为 107路。将 2 组多晶硅太阳能电池组串（每串 16 块）每块竖向放置，排成 2 行 10 列， 1MWp子方阵需要 212 个太阳能电池组串单元。每个1MWp太阳能电池方阵由太阳能电池组、汇流设备、逆变设备及升压设备构成。本期容量 5MWp光伏发电系统共需要 500kW逆变器 10 个，每个500kW逆变器需要配 16 进 1 出汇流箱 7 个， 10 个逆变器需要汇流箱10 770 个。本工程多晶硅电池方阵布置采用 1MWp发电单元 1 个逆变器室方式多晶硅电池方阵按 5 座逆变器室设计，每个逆变器室安装 2 台 500kW的逆变器。15 整个光伏系统在 25 年运营周期中总发电量约 10472.875 万 kWh，年平均发电量 418.92 万 kWh，按照装机容量 5MWp计算的年平均等效利用小时数为 1171.93 小时。2.1 电气1、接入系统方式机场供配电现状由市政引 110kV至机场 110kV变电站； 110kV变电站装机容量为 2x40000KVA；机场用电高峰期每天用电达 20 万kWh ；平时用电约每天 10 万 kWh ； 110kV 变电站降压至 10KV后引至多个 10kV 变电站，初步接入方式为分光伏经逆变升压至 10kV后分三个回路接入 10kV变电站的 10kV 母线，最终接入方式以批复为准。2 电气一次本期工程共装 5MWp光伏组件，考虑系统安装和维护的方便，把 5MWp并网发电系统分为 5 个子系统，每个子系统为 1MWp，即本光伏电站采用以 1MWp为一个子方阵的设计方案，每 500kWp太阳能电池方阵与一台 500kW逆变器构成一个光伏发电单元，每个 1MWp子方阵由 2 个光伏发电单元组成，因而本电站共有 5 个发电单元，即 5 个 1MWp的子方阵。由于受并网逆变器输出功率与输出交流电压的制约，升压变压器的容量选择受到限制，为了提高 1MWp光伏方阵的效率，每个子方阵采用 1 台 1000kVA双分裂绕组升压变压器升压至 10kV的升压方式。3 电气二次16 电站的调度管理方式直接接受地、省网调度中心调度，初步考虑与地调、省调实行上行信息与下行信息交换。本工程按“少人值班”（少人值守）的原则进行设计。电站采用以计算机监控系统为基础的监控方式。计算机监控系统应能满足全站安全运行监视和控制所要求的全部设计功能。主控室仅设置计算机监控系统的值班员控制台和工程师管理站，不设常规监控控制台。2.2 工程消防本工程消防总体设计采用综合消防技术措施，根据消防系统的功能要求，从防火，灭火，排烟，救生等方面作完善的设计，力争做到防患于未“燃”，减少火灾发生的可能，一旦发生也能在短时间内予以扑灭，使火灾损失减少到最低程度。同时确保火灾时人员的安全疏散。光伏电站变电站区消防系统包括（ 1）火灾探测报警系统；（ 2）水消防系统；（ 3）移动式化学灭火器等设备。开关站内及光伏场内交通通道净宽不于小 4m，进站道路、进场道路宽为6m，满足消防车道要求。主要建筑物均有直通外部的安全通道，开关站内及光伏场内形成环闭消防通道，满足消防要求。2.3 设计概算工程静态投资 4750 万元。其中第一部分施工辅助工程费 400万元；第二部分设备及安装工程费 3950 万元；第三部分工程管理费100 万元；第四部分其他费用 70 万元；第五部分基本预备费 100 万元。2.15 分布电站的基本组成①光伏阵列光伏阵列是由若干光伏组件，按一定的串并联关17 系组成的太阳能转化系统。光伏阵列是光伏系统的能源生产单元。②直流交流配电系统直流配电系统以直流防雷汇流箱和配电箱（柜）形式出现，通常设有汇线、直流防雷和接地保护等装置 ,小型系统中可不需要设置汇流箱和直流配电箱；交流配电系统以交流配电箱（柜）形式出现，通常设有交流汇流、并网接入、电能计量、交流防雷和接地保护等装置。③光伏电缆光伏电缆具能在恶劣的环境下使用，如高温和耐紫外线辐射，还具有抗机械拉力。系统中采用此种电缆将大大延长系统的寿命。④并网逆变器逆变器是将直流电转化为交流电的设备，通常和控制器集成在一起，兼顾逆变和控制功能。并网逆变控制器是光伏系统的能源控制单元，其作用是通过最大功率点跟踪（ MPPT）及逆变功能将直流电转变为满足一定要求的交流电，并且一般包含并网孤岛保护、过压保护、自动侦测电网信号等功能。⑤升压变压器每个 1MWp子系统连接 1 台 1000kVA升压变压器，组成子系统 1MWp单元接线，该单元接线将子系统逆变组件输出的0.315kV 电压升至 10kV；用 10kV 电缆汇流至 10kV 变电站站 10kV母线上 ; ⑥发电计量监测系统发电计量监测系统用于集中记录并显示各阵列运行情况，便于运行维护人员实时掌握光伏系统运行状况，兼顾展示宣传功能。⑦电力电缆电缆线是将系统各电气设备进行电导连接的必要桥梁，应满足载流量、线损、机械拉力、耐压、耐老化等各项性能18 要求。⑧ 支承系统光伏支架是将光伏组件和光伏方阵有组织的安装、固定，并提供较好的结构强度，能抗风压、雪压，适应恶劣气候的支承系统，一般采用钢结构或铝型材。2.16 系统特点及技术优势1、发电方式直接、结构简单太阳能光伏发电是利用光生伏打效应的原理，采用太阳能电池组件直接将太阳光转换为直流电能输出，发电方式最为直接和简单，系统仅需要太阳电池组件、支架系统、相关电源平衡设备，系统设备和结构简单。而水力发电、火力发电、核能发电均需大型厂房，配备大型水轮机或汽轮机和管路、发电机、相关电源平衡设备等，系统设备和结构复杂。2、系统容量设计灵活、建设周期短太阳能光伏发电站采用积木化安装，相比水电和火电，系统结构简单，设备少，扩容方便，建设周期短。而水电和火电需要新建大型水坝和火电厂，且在建设初就已确定了最大装机容量，无法再扩容。3、安全可靠目前绝大多数太阳电池组件的生产技术，都是保证使用 25 年后效率衰减不超过 20，在恶劣的环境和气候下，光伏发电系统很少产生故障，因此光伏系统经常用在要求供电可靠性很高的场合。光伏系统不使用易燃的燃料，只要设计合理和安装适当，系统19 具有很高的安全性。4、发电节能环保光伏发电过程不需要消耗常规燃料和环境资源，也没有废水、废气、废渣、粉尘等中间物的排放，无转动部件、无噪声污染，仅是利用可再生的太阳能辐射能进行光伏发电，所以非常的节能环保。5、运营费用低由于光伏系统不需要燃料，只需要周期性地检查和很少的维护工作量，因此维护费用比常规发电系统少得多。6、不受场地制约、能源来源充分太阳能光伏电站不受场地制约，有光即可发电，可安装于城市的楼群、厂房、空旷地等处，从而节省城市宝贵的土地资源。而火电和水电需建在有江河、水资源丰富的地方。同时因采用太阳能进行光伏发电，而太阳能资源分布广泛、能源丰富且可再生，取之不尽、用之不歇，所以能源来源充分。免去了购买、运输和储存燃料的费用。光伏系统可无人值守、自动智能运行，不需要过多的工作人员。20 3 设计指导思想及标准3.1 指导思想1根据长沙市自然资源等情况，利用丰富的太阳能资源和并网光伏发电系统解决建筑部分用电问题，以自发自用为原则，采用用10KV并网接入方式。2光伏发电系统需输出三相交流电，接入机场内部电网的 10KV母线进行并网发电。3结合建筑的特性、实际用电需求，设计电站容量，低压侧就地消纳。4系统需满足发电量最大化的需求。5经济性原则、实用性原则。达到高效环保、投入费用低、性价比高、性能稳定可靠，运行维护简单方便的目标。环境条件使用条件表序号项目现场条件1 海拔高度 45 2 最高温度 40.6 ℃3 最低温度 -11.3 ℃4 日照平均风速 1.2m/s 139.2W/m2 5 年平均雷暴日数 49.5 天6 多年平均相对湿度 25 ℃时 75 7 抗地震能力 VIII 度8 污秽等级 Ⅲ级21 4 系统方案设计4.1 负载用电分析长沙黄花国际机场日负荷情况机场用电高峰期每天用电达 20万 kWh ；平时用电每天约 15 万 kWh，低峰期每天约 10 万 kWh；本次安装太阳能发电容量为 5MWp；发电量完全可自发自用；自用消纳以后，多余电量可通过配电网络上网至国家电网。4.2 倾角及斜面日照小时数要求长沙黄花国际机场停车场分布式太阳能电站，主要有两个方面作用 1、利用太阳能电池发电； 2、作为车棚为车辆遮阳。太阳能电池排列布置需要考虑停车场原来布置情况，不得影响停车功能又要最大可能发挥太阳能电池效率。⑴、在每个太阳能电池组件布置的区域内，太阳能电池组件随停车场停车位平面布置，采用高支架支撑，增加项目的可靠性；⑵、保证东西向每一列组件的阵面在同一个平面内，使太阳能电池组件布置整齐、规范、美观，接受太阳能辐照的效果更好；⑶、因航站楼在停车场的东边，要根据航站楼及离停车场的距离，保证在太阳高度角最低的冬至日时，所有太阳能组件上仍有 6小时以上的日照时间；⑷、在适当位置布置交流汇流箱及箱变，满足电气线路距离短、送出线路顺畅的要求。4.3 关键设备选型1、太阳能电池组件太阳能电池组件是将太阳光的辐射能直接转换为电能的重要器件，也是光伏发电系统的核心部件。本项目选用 260Wp/30.6V高效标准多晶硅太阳能电池组件，转换效率高、填充因子大、性能稳定、功率偏差小、价格适中、耐候性能好、抗衰减性能强，使用范围广。主要参数项目卖方提供保证值生产厂家国内名牌22 组件型号 TSM-PC05A-260 峰值功率（ Wp） 260（ -0/5 ）全光照面积转换效率 15.9 短路电流（ Isc ） 9 开路电压（ Voc） 38.2 峰值电压 Vmp 30.2 最大功率点的工作电流 -Immp 8.50 额定工作温度 ℃ 44° C ± 2° C峰值功率温度系数 / ℃ - 0.41/°C开路电压温度系数 / ℃ - 0.32/°C短路电流温度系数 / ℃ 0.05/°C运行条件最大系统电压（ V） 1000 绝缘强度 DC3500V,1min, 漏电电流≤ 50 工作温度 ℃ -4085 正面最大静荷载（雪压 / 风压） 5400 Pa 背面最大静荷载（风压） 2400 Pa ,130km/h 冰雹测试（冰雹直径 / 撞击速 25mm ， 23m/s 冲击强度 227g 钢球 1m自由落体 , 表面无接线盒（防护等级） IP65 线缆（长度 / 导体横截面面积） 1100mm， 4m㎡接插件（规格 / 防护等级） MC4/IP67，或 YT08-1/IP67 尺寸（长宽高） 1650*990*40mm 重量 19.1Kg 电池组件图示2、并网逆变器并网逆变器是光伏发电系统中的一个关键部件，高效的逆变器是系统稳定运行的保证，并网逆变器的选型应着重考虑逆变器的可靠性和逆变效率。同时，并网逆变器应具有相关保护功能，且输出23 谐波应满足电网要求。另外，应注意逆变器的效率曲线，即在低输入功率时逆变器也应保证可靠高效。选择并网型逆变器，应满足国标 GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求的相关规定三相电压允许偏差＜± 7额定电压；频率 50Hz± 0.5Hz；总谐波电流畸变率＜ 5额定输出；功率因数≮ 0.9 ；表 4-1 逆变器技术参数表型号 SUNTREE 500KTL 输入最大直流输入功率W 570 kWp 最大直流输入电压Vdc 1000 启动电压 Vdc 250 MPPT电压范围 Vdc 250800 输入路数 6 最大输入电流 A 1070 输出交流侧 1177 额定输出功率 KW 500 最大输出功率 KW 550 额定输出电流 A 1070 最大输出电流 A 1177 24 额定电网电压 Vac 270 允许电网电压范围Vac * 243297 允许电网频率范围Hz* 50± 5 功率因数 cos φ 0.9 超前 0.9 滞后电流谐波 THDI 3 额定输出功率系统最大效率 98.5 欧洲效率 98.0 MPPT效率 99.9 工作温度 ℃ -2560 噪音 [dB A] ≤ 65 夜间耗电 W 100 电气隔离无变压器冷却方式风冷防护等级 IP20 通讯接口 RS485 尺寸宽深高mm 1700*900*1850 重量 kg 1427 4.5 监控系统10kV进线柜的监控10KV柜路的三相电流、电压、功率、开关状态以及就地升压箱变的高低压开关柜刀闸位置、保护动作、变压器非电量等信息，控制线路。采集各支路的发电量。光伏发电设备及逆变器的计算机监控（ 1）光伏发电设备包括以下几个部分光伏阵列及直流汇流箱、并网逆变器。（ 2）太阳能电池组件不单独设监控保护，汇流箱对光伏组件的25 实时数据进行测量和采集。汇流箱与逆变器共用一套监控系统，其信号通过逆变器监控系统采集。逆变器监控系统对信号进行分析处理，并对太阳能电池组件进行故障诊断和报警。运行数据和处理结果通过通信控制层直接传输到站控层，由运行人员进行集中远程监视和控制。（ 3）太阳能电池组件及逆变器配置监控系统功能如下1）计算机监控系统对各太阳能电池组串及逆变器进行监控和管理，在 LCD上显示运行、故障类型、实时功率、电能累加等参数。由计算机控制太阳能电池组件及逆变器与电力系统软并网，控制采用键盘、LCD 和打印机方式进行人机对话，运行人员可以操作键盘对太阳能电池组件及逆变器进行监视和控制机监控的内容。太阳能电池组件及逆变器的保护和检测装置由逆变器厂家进行配置，如温度保护、过负荷保护、电网故障保护和传感器故障信号等。保护装置动作后跳逆变器出口断路器，并发出信号。3）太阳能电池组件及逆变器的远程监控系统在综合楼专用中控室实现，中控室计算机设有多级访问权限控制，有权限的人员才能进行远程操作。显示内容包括直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、交流电流、交流功率、逆变器机内温度、时钟、频率、功率因数、当前发电功率、日发电量、累计发电量、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。4）交流柜内设置线路保护开关、电流表、电压表。开关状态及电流、电压等信号通过通信控制层直接传输到站控层，由光伏电站运行人员进行集中远程监视。箱式变压器的监控本电站设有 5 台光伏 1000kVA 双分裂绕组箱式变压器。在工程实施时，在每台箱变配置一套监测装置，箱变内的信号均应引出至箱变对外连接的端子（端子留有 20备用），这些信号将引至箱变保护测控装置并由其通过光纤连接设备远传至中控室，26 具体信号包括保护变压器装设油温过高报警、油温超高跳闸、油位报警；测量高压负荷开关分合位、低压断路器分合位、高压熔断器熔断、高低压室门位置信号、三相电流、三相电压、环境温度、绕组温度、油面温度；控制高压负荷开关、低压断路器。上述内容可以就地控制，并可通过计算机监控系统实施集中监控，其动作信号均送至继保室。4.6 系统保护10kV 线路保护保护配置三段电流保护、三段电压闭锁过流保护；过负荷保护、零序电流保护。10kV 无功补偿保护保护配置三段限时电流速断及过流保护；过负荷保护过压保护；欠压保护；零序电压保护等功能。由计算机监控系统完成实时监控，不再另设常规监控屏及模拟屏；站内的数据统一采集处理，资源共享。电气模拟量采集采用交流采样，保护动作及装臵报警等重要信号采用硬接点形式输入测控单元；计算机监控系统具备防误闭锁功能，完成升压站防误操作闭锁；后备保护过负荷保护、低电压保护；非电量保护防孤岛效应保护、温度保护。4.7 消防设计系统消防主要依托建筑原有消防设施。在交流配电箱旁和并网逆变器旁各放置 1 套手提式干粉灭火器，并依靠建筑整体的综合消防措施和设备，达到 “预防为主、防消结合”的消防设计目标。27 4.8 防雷接地设计1、防直击雷措施直击雷是指直接落到太阳能电池阵列、低压配电线路、电气设备以及在其旁边的雷击。防直击雷的基本措施是安装避雷针。相对于安装场地，光伏系统中的外置设备在整个环境中不是最高建筑物，结合相关规范，所以设计为a、在屋顶光伏组件的后排钢结构支架上（不影响遮挡），利用φ 10 热镀锌圆钢现场制作 0.5m 长的避雷针；b、在光伏阵列周围制作环形避雷带并与支架相连接；c、并将每个电池组件的金属边框通过 VV0.5 1*4m ㎡的接地线与光伏方阵金属支架互连；d、系统接地电阻≤ 4 欧姆，并符合 SJ/T11127光伏系统发电过电压保护 - 导则中的有关规定。2、防感应雷措施太阳能光伏发电系统的雷电浪涌入侵途径除了太阳能阵列外，还有配电线路、接地线以及它们的组合。从接地线侵入是由于近旁的雷击使大地电位上升，相对比电源高，从而产生从接地线向电源侧反向电流引起的。根据 SJ/T11127光伏系统发电过电压保护 - 导则中有关规定，该系统主要采取以下措施a、在并网逆变器直流输入端内置直流防雷器。b、交流配电箱中安装避雷元件，以防护从低压配电线侵入的雷电波及浪涌。c、各设备金属外壳可靠接地，接地电阻≤ 4 欧姆。4.9 系统结构设计本项目采用钢结构框架形式和压型钢板组合的方式；光伏组件支架采用热镀锌 C型钢和螺栓连接的结构形式，便于运输、安装。支架系统采用混凝土基础做配重抗风压，安全坚固。4.10 系统关键设备清单序号备件名称规格数量备注1 太阳电池组件多晶硅， 260Wp/30.2V，带 1 米输出线及MC4端子 132320块28 2 并网逆变器型号 SUNTREE- 500KTL270V， 50Hz 满载 MPPT电压 450820，最高电压1000Vdc， RS485通讯，各类保护功能10 台3 光伏组件支架 1 套含各类装配件和紧固件4 光伏阵列防雷汇流箱 16 路面 20 5 10kV 双分裂变压器 S11-1000/10.5/0.27/0.27kV 台 5 6 10kV 高压开关柜 KYN28A-12 台 6 7 5 MC4接线端子标准 MC4防水公母头接线端子 1 批6 光伏电缆线 PV-F-1*4 mm 2 1 批7 电缆线 ZR-YJV 0.6/1 5 10 mm2 M 8 电缆线 ZR-YJV 0.6/1 5 16 mm2 M 9 直流电缆 ZC-YJV22-1- 2 50mm2 M 10 交流电缆 ZC-YJV22-8.6/10- 3 95mm2 KM 3 11 接地线 ZR-VV 0.5 1 4 mm2 1 批12 桥架 50*50*1.5mm，热镀锌 1 批含附件13 接地圆钢 φ 10 热镀锌圆钢 1 批14 气象站光伏专用小型气象站，环境温度、太阳辐照、组件温度、环境风速监测 1 套15 监控系统含品牌工控机、 32 寸国际品牌液晶显示器可选、软件系统 1 套14 数据采集器 RS485数据采集器 1 台16 通讯线缆 RS485通讯线缆， ZR-KVVP2- 450/750 4x1m㎡ 1 批17 干粉灭火器手提式，带托架， MFZ/ABC5 2 只18 其他辅材铜鼻子、绝缘胶布、接线端子、螺钉、螺栓、膨胀螺栓、扎带、角钢、塑料软管等辅材1 批5 项目效益投资概算本项目总投资为 4878.72 万元，其中建设投资 4520 万元，施工管理费 100万元；锐金 258.72 万元；铺设流动资金 48.31 万元，单位造价 9757 元 /KW。业主单位长沙黄花机场每瓦单价2015 年 10月 7 日29 序号名称规格型号数量单位合计单价（ W/元）总价（万元）备注一电气工程 5MWp 1 光伏发电系统1.1 光伏组件 260 19238 块 4.2 2100 1.2 直流防雷汇流箱 DC1kV， 16 进 1 出 70 台 0.1 50 1.3 逆变器 500KW 10 台 0.4 200 1.4 箱式变压器双分裂变压器，额定容量 1000kVA，交流输入 0.315kV 10 台 0.35 150 1.5 监控系统 1 套 0.2 100 1.6 通信和远动系统1 套 0.2 100 2 支架、电缆及辅材2.1 光伏支架含基础 500000 套 1.8 900 2.2 光伏电缆 PV1-F-1*4/PV1-F-1*6 M 0.1 50 2.3 交流电缆 ZR-YJV22-（ 3*95 M 0.25 125 2.4 阻燃交流电缆2.5 电缆桥架 50*30*0.8 M 0.2 100 2.6 方阵接地扁铁 25*4 M 2.8 设备接地导线BV-16 M 2.9 监控电缆 RVVP-2*0.5 M 2.10 组件插接头 MC4 套2.11 接线端子 4m2 个2.12 辅材项3 电气调试 0.15 75 3.1 接地系统调试/ 1 项3.2 电气系统调试/ 1 项3.3 监控系统调试 / 1 项