精细化设计，迎接平价上网新时代-solarbe文库

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精细化设计，迎接平价上网新时代,汪玉华云南省电力设计院副总工、电源部主任 2015.12.2,,,目录一、云南省电力设计院介绍二、山地光伏电站设计需要关注的问题三、精细化设计，迎接平价上网新时代,,,一、云南省电力设计院简介,,,云南省电力设计院有限公司,始建于1958年；中国能源建设集团有限公司在滇企业；全院在岗员工542人，注册资本16000万元；从事电力工程勘测、设计、总承包及投资业务；长期承担着云南省电力系统规划任务； 2007年10月开始了“昆明石林166MW光伏示范项目”勘测设计； 2009年5月参与“甘肃敦煌10MW光伏电站特许权招标”，并于2010年建成投产截至目前，我院设计投产的光伏发电项目累计约950MW，项目分布于云南、甘肃、西藏、内蒙、广东等省区,,,云南省电力设计院有限公司,昆明石林166MW光伏项目（已投产约150MW）；甘肃敦煌特许权招标项目（累计投产28MW）；西藏山南20MW光伏项目；大理西村、干塘子、大龙潭电站已投产约180MW ；楚雄永仁维的、秀田、干巴拉光伏项目（总计80MW）；红河建水南庄300MW光伏项目（现已投产230MW；保山施甸木瓜山光伏投产30MW,,,云南省电力设计院有限公司,获得“可调整光伏支架”专利二项针对山地场地开发的实用新型、发明专利技术，已在大理西村项目、昆明石林、建水南庄项目成功应用开发“光伏方阵施工图设计软件”一项（已获得国家软件著作权）为优化和控制场区直流电缆长度、提高电站效率、提高设计工作效率而开发的专用软件，之后我们的所有项目均有应用,,,云南省电力设计院有限公司,提出了“光伏支架二次设计”方法山地光伏场地微地形起伏变化大，为了确保安装支架达到设计要求，我们提出的“二次设计”方法已在大理西村等多个项目成功应用为配合农业、牧业发展需要，开发了多种光伏支架结构形式,,,二、山地光伏电站设计需要关注的问题,,,山地光伏电站地形复杂，设计难度大,地形复杂，组件布局难度大,山路艰险，行走困难,碎石林立，维护困难,杂草丛生，火灾风险,,,第一个问题太阳能资源问题（与山地无关）太阳能资源自然的，变化的，研究其规律、确定设计值，是设计的重要工作难点同一县内、不同测光站，同期所测数据相差较大实测数据长系列订正问题（没有参证站）设计要点简单方法数据 → 软件 → 倾角、发电量计算 → 完事最佳倾角 ≠ 设计倾角怎么选择我们的方法简单方法多数据对比分析经验在云南，风电与光伏一样，经验对判断资源是很重要的,,,第二个问题方阵布置问题山地光伏电站场地微地形起伏、微地块坡向变化、地块属性矛盾、周边高山遮挡、等等设计问题微地块坡度控制、方阵之间的阴影遮挡控制、高山或坡地的遮挡控制、方阵支架平整控制、尖角遮挡控制如何将图面上的规整布置变为现实施工安装问题设计图上的支架基础点位布置（x，y坐标）在实际施工中如何控制精度，容许多大的误差支架基础施工完成后，其顶标高与设计约定的顶标高（z）有多大误差（设计图上给出的高程点本身是不准的）基础施工完成后，x,y,z的误差只能靠支架结构调整，能保证吗,,,第三个问题如何保证组件安装倾角及平整组件支架是市场产品还是设计产品谁设计单位MW钢材耗量作为竞争性指标（低估了产品属性）施工安装人工耗量巨大、在立体三维中如何保证安装倾角及平整对安装人员个体要求很高这是很困难的事方法为此，我们尝试过提高地形图精度、采用现场设计等多种方法我们的成功方法采用“二次”设计（控制一次安装精度），采用可调整的支架结构（控制二次安装精度局部控制支架安装平整）,,,除此外，还有设备选型集中式逆变器or组串式逆变器组件产品（为什么同期市场的组件价差达0.5元/W）主要方案组件与逆变器的“容量配置比”问题组件横排与竖排布置问题一个固定支架布置n串、1串、半串或更少（单柱结构）集中逆变器布置在方阵的什么位置、为什么你的设计真的做到了“直流电缆长度最短”吗电缆沟与电缆桥架怎么用支架结构支架基础平原地区不是问题的事，在山地上就显得尤为困难,,,总之电站规模不断扩大，很小的设计改进即可以带来较大的经济效益；电站类型日益多样化，不同类型的电站特点、设计需求不同；面对日益下调的电价，为了获得更好的投资收益，需要不断降低光伏系统的度电成本（LCOE），为早日实现平价上网的到来；,,,三、精细化设计，迎接平价上网新时代,,,精细化设计的原则更低的LCOE,LCOE 生命周期总成本/生命周期总发电量（元/kWh） or 一次单位投资/年平均发电小时（元/kWh）,,,注意,LCOE 光伏发电成本 or 一次投资度电成本生命周期成本初始投资运行费用。。。。我们可以设计、计算、分析，可以“对标” 这是可以完全市场化的行为，是大家“动脑筋”努力降低成本的重要方向（唯一努力方向）生命周期发电量我们无法“对标” 哪种设计、哪种方案，它的发电量最高系统综合效率是设计出来的吗如何证明,,,方阵容量选择,更低成本,更高发电量,更安全,光伏方阵单元的大型化与风电单机容量大型化发展趋势一致，是具有优势的,光伏单元组串化分布式光伏项目的优选技术大型化与组串化逆变器在未来的应用中，必将相互渗透、相互促进,,,最佳间距设计，节省土地成本,更低成本,更高发电量,更安全,,,不同的排间距,大型地面电站，综合评估系统成本与发电量之间的关系，寻找平衡点；尤其是山丘电站，根据坡度大小和坡向不同，采用优化非固定间距设计是必须的,山丘电站根据地形进行灵活的间距设计实例,,,最优经济倾角（次优倾角）设计，节省土地成本,更低成本,更高发电量,更安全,阵列倾角设计原则选择最优经济效益倾角，而非最佳发电量倾角比选原则占地面积减少、电缆长度减少、钢材耗量减少与发电量减少之间的平衡问题,,,,组件布局横排与竖排的选择,土地利用率、电缆成本、支架成本比较，横向排布方式略有优势横向排布发电效率略高,更低成本,更高发电量,更安全,,,精细化设计工具三维设计、二次设计、专用软件,更低成本,更高发电量,更安全,,,组件与逆变器容量最佳比例设计,光伏-逆变器容量比 1.0 还是大于1.0 资源特性、电站效率、逆变器超配能力限光率组件单价、电站综合单价水平新增投资的度电投资水平装机规模逆变器容量还是组件容量发电小时数的计算问题右图分析结论在当前投资及电站效率水平条件下，适当提高容量比是有好处的；反之，将得不偿失。,更低成本,更高发电量,更安全,,,逆变器选型综合平衡发电量和初始投资,更低成本,更高发电量,更安全,,,重视组件、逆变器等关键设备选型,更低成本,更高发电量,更安全,不断爆出的产品质量问题对发电量影响巨大,安装场景,综合投资,发电量,电网接入,品牌,系统容量,,,电缆优化设计降低损耗、减少成本,更低成本,更高发电量,更安全,通过电缆的优化设计，可将现场电缆数量减少一半左右，大幅度降低电缆损耗,如何 1）一定要提供方阵区直流电缆敷设图做到 2）采用专用软件控制设计人员的随意性,好的设计可降低直流损耗2-3,,,更低成本,更高发电量,更安全,支架高度采用二次设计，按照设计图纸加工完成后，现场施工人员按照编号安装，保证支架的平整性，以确保组件朝向一致；,二次设计的核心意义以工厂化生产为保证，降低现场施工人员的工作要求（需要时间、需要好的工程建设管理）,支架优化设计可调整的支架结构,,,各种跟踪系统应用，增加发电量,更低成本,更高发电量,更安全,平单轴跟踪系统,带倾角平单轴跟踪系统,斜单轴跟踪系统,双轴跟踪系统,技术理念先进，土地（场地）矛盾突出 → 市场不成熟 → 产品技术进步缓慢,,,光伏互联网，实现光伏电站数字化,更低成本,更高发电量,更安全,,基于云计算与大数据挖掘的智能运维系统，诊断技术,,云架构的智能监控系统，完成电站的数据采集与监控；大数据存储与分析；专家诊断系统，故障远程在线分析与解决；电池板积灰、PID诊断； 61850协议的兼容和匹配；,,,20 40 维护成本下降,2 7发电量提升,投入需要适度，不能过度,,,更低成本,更高发电量,更安全,特别是高温高湿的应用环境，PID防护要求高,组件安全系统PID防护,衰减前EL照片,衰减后EL照片,抗PID组件,逆变器带防PID功能虚拟电位的PID防护,双重保障,,,,更低成本,更高发电量,更安全,电网安全关注网侧电能质量、故障穿越能力,共振导致谐波放大、继电保护误动作,快速响应调度,低电压穿越、零电压穿越能力,高电压穿越，确保电网和设备安全,,,火灾防范，确保电站资产安全,更低成本,更高发电量,更安全,光伏系统电弧发生的位置,热斑导致局部发热电缆绝缘遭到破坏组件接线盒松动设备质量问题其它,,,人身安全防范,更低成本,更高发电量,更安全,特别是农光互补、渔光互补电站，直流漏电威胁到人身安全 IEC62548-2012 要求光伏电站实时监测对地绝缘,,,精细化设计成本低、发电量明显提升,,精细化设计是态度、是良心但需要市场支持,谢谢，祝研讨会圆满成功,