屋顶分布式光伏发电示范项目实施方案.docx
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1、屋顶分布式光伏发电示范项目实施方案屋顶分布式光伏发电示范项目实施方案目录一、项 目 汇 总表I 二、 项 目 概5.3.1 施 工 组 织 构想555.3.2 施 工 环 境 影 响 分析57) 施工期的环境影响及防治措施57)噪声57) 扬 尘 和 废 气 影响58) 施工期废、污水排放的影响58) 运 行 期 的 环 境 影响58) 对 生 态 景 观 影响59) 对 社 会 经 济 的 影响59数据格式通信接口和协议 数据远程传输使用Modbus/TCP规约,使用RJ-45以太 网口数据格式每个MODBUS报文遵循几个部分组成:地址域MODBUS/TCP的从站地址恒为1 o功能码域MOD
2、BUS报文中功能域长度为一个字节,用以通知从站应当执行何操作。从站响应报文中应当包含主站所请 求操作的相同功能域字节。有关功能码参照下表。功能码0x03含义 读取寄存器 功能 获得当前从站内部一个或多个当前寄存器值 数据域MODBUS数据域采用“BIG INDIAN”模式,即是高位字 节在前,低位字节在后。如果是浮点数,则规定低字 (WORD)在前,高字在后。信号量表格式 数据分为模拟量和状态量两种类型,采用连续的寄存器空间分别存放在不同的MODBUS寄存器地址中。所有 的模拟量数据采用统一的数据格式,如浮点数或整型 值,整型值给出小数点位数;状态量给出状态代码含 义。3. 4. 2发电计量系
3、统配置方案 1)计量方案28图3T0监控系统原理图 虽然光伏发电为自发自用模式,但是为了项目合同能 源管理的需要,计算输送给用户的上网电量需设置计 量点,计量点原则上设在产权分界点,即中压出线柜 处。计量装置按照I类计量装置要求配置,安装计量 上网电量电能表。计量点均安装同型号、同规格、准 确度相同的主、副电能表各一套。主、副表均有明确 标志。光伏电站所用备用电源用网电量的计量点在备用电源 输入到升压变电站的低压配电柜一侧。2)计量仪表中压电能计量表是真正反应整个光伏并网发电系统发 电量的计量装置,其准确度和稳定性十分重要。采用 性能优良的高精度电能计量表至关重要。主电能表采用静止式多功能电能
4、表,技术性能符合GB/T17883和DL/T614的要求。电能表具备双向有功和四象限无功计量功能、事件29记录功能,配有标准通信接口,具备本地通信和通过电能信息采集终端远程通信的功能。电能表通信协议符合 DL/T645,采集信息接入电力系统电能信息采集系统。为保证发电数据的安全,在中压计量回路同时装一块 机械式计量表,作为IC式电能表的备用或参考。该电表不仅要有优越的测量技术,还要有非常高的抗 干扰能力和可靠性。同时,该电表还可以提供灵活的 功能:显示电表数据、显示费率、显示损耗(ZV) V状态信息、警报、参数等。此外,显示的内容、功能 和参数可通过光电通讯口用维护软件来修改。通过光 电通讯口
5、,还可以处理报警信号,读取电表数据和参 数。301、实施周期及进度计划由于此工程项目所有主体建筑为既有建筑,光伏项目 施工周期相对短。整个项目周期为12个月,分项实施 进度如下表4-1 :表4-1项目实施进度表阶段 可行性研究及审查设计阶段建设准备阶段起止时间2011.122012.22012. 32012.42012. 42012.5具体内容说明 编制项目建议书,可行性研究、审批立项项目现场勘测、方案设计、施工图设计、设备招标、 采购、业主合同签订、并网审批、补助资金申报 施工材料到货、施工现场准备建设实施阶段 太阳能光伏发电安装施工流程:基础、支架。安装、组件安装、电缆铺设、设2012.6
6、-2012.11备安装(汇流箱、直流防雷配电柜、逆变器、交流防雷配电 柜、光伏升压站、通讯监控)2012.112012.12调试、竣工验收备案竣工验收阶段31五、技术经济分析5.1 技术可行性分析系统设计方案设想将在以下几个方面来阐述:光伏方阵及结构 本次工程光伏组件选型及性能,及组件安装方式的认 定各建筑安装结构方案。系统主要设备 包括逆变器、防雷汇流箱、直流配电箱设备选型及配 合。系统主电路系统功率认定和系统主电路构成O光伏电场监控系统 光伏发电场监控系统,监控显示方案构建。系统主要设备材料清单 项目主要设备材料清单列表。防雷接地系统 直接雷防护及感应雷防护,系统接地保护系统。5.1.1
7、光伏方阵及结构1)太阳能组件在市面上出售的各种太阳能电池中晶体硅太阳能电池 组件技术成熟,且产品性能稳定,使用寿命长。商用 的太阳能电池组件中,单晶硅组件转换效率最高,多 晶硅其次,但两者相差不大;晶体硅电池组件故障率 极低,运行维护最为简单;使用晶体硅光伏组件安装 简32 单方便,布置紧凑,可节约场地,使用寿命期较长, 25年。因此,本工程拟选用常州天合生产的成熟可靠 的TSM-250PC05A型多晶组件。电池组件详细技术参数见表5-1 :表5-1太阳能电池组件技术参数表太阳电池种类 太阳电池生产厂家太阳电池组件生产厂家 太阳电池组件型号 指标峰值功率开路电压(Voc)短路电流(Isc)工作
8、电压(Vmppt) 工作电流(Imppt) 尺寸(薄边框)安装尺寸 重量5.3.3 施 工 消 防 措 施591 )机电消防设计原则592 )消防总体设计方案63 )工程施工场地规划64 .3.4 劳 动 安 全 与 工 业 卫 生611 )可能产生的职业危害以及造成危害的因素61)施工期劳动安全和工业卫生措施62)运行期劳动安全与工业卫生措施62)光伏电场安全与卫生机构及专项设施配置63峰值功率温度系数 开路电压温度系数 短路电流温度系数 单位WpVAVAmmmmkg%/K%/K%/K多晶硅电池常州天合光能有限公司 常州天合光能有限公司TSM-250PC05A数据250(0+3%)37.8
9、8.930.58.21650x992x26990x94114.5-0.41-0.320.0532)方阵安装倾角及间距常州市处于 31 097 -32 047、东经 119 087 -120。12,。本项目的光伏组件全部采用120。12,。本项目的光伏组件全部采用定式安装方式。选择合适的组件安装倾角,将使并网发电系统具 有较好的全年发电量。一般情况下,组件的安装倾角 选择等于或在纬度附近值,系统全年发电量较好。根 据经验和模拟的结果,本项目组件选择了 25安装倾 角。合适的光伏方阵间距才能避免发电量的损失,一般情 况下,光伏33方阵的安装要求,每年冬至日的上午九点到下午三点 之间,前排方阵不会遮
10、挡后排方阵的直射阳光。如下 图5-1所示: 图5-1方阵阴影示意图方阵间距的计算公式为:D=0. 707H/tanresin(0. 648cos -0. 399sin )式中:H为前排方阵高度(或遮挡物)为当地纬度 根据常州的纬度计算获得,间距倍率为1.987 (H高度 的)。方阵的高度与方阵的布置方案有关。项目将大 部分采用单行组件竖向布置的方布置方案。TSM- 250PC05A组件的外形尺寸为1650mm*992mm*46mmo单 行方阵前后间距为1395mm,如下图所示:3428901395165165方阵前后间距示意图图5-2方阵前后间距示意图23)方阵安装结构平屋顶平屋顶为预应力屋面
11、,有较好的承载能力,经与原建 筑设计单位初步复核,可在屋面现浇筑水泥墩,后安 装光伏方阵。安装过程中要求单行方阵高度一致(方 阵东西方向高度一致) 屋面水泥墩设计主要考虑以下因素: 方阵布置为四行方式,考虑安装方阵后给建筑增加了 荷载,因此水泥墩自身不能过重,以免给局部连接点 增加荷载过多;充分考虑水泥墩的固定连接方案,防 止方阵在最大风力下可能出现的滑动、侧翻等;制作 过程中水泥墩要直接从屋面板生根,不能在保温层上 部生根制作,以使水泥墩有更强固着力;水泥墩底部放入钢筋以防止后期打化学锚栓的过程中出现水泥墩开裂;及时补做防水材料。在方阵开裂;及时补做防水材料。在方阵要求留有足够的维护维修通道
12、。因屋面沿中间的分水线呈3%的两个散水坡,制作水泥 墩的过程中,要求相邻的三列水泥墩顶部保持在一个 水平面,并重复循环,以35降低后续施工难度。屋面靠北最后一排的方阵与前面 的方阵有区别,为两行布置方式,因此最后一排方阵 具有三排水泥墩。支架采用可调轻钢结构设计,采用稳定三角支撑结构, 前后立杆采用化学锚栓与水泥墩锚固。所有支架热浸 镀锌防锈防腐处理,强度要求满足GB50009-2001建 筑结构荷载规范。36图5-3平屋顶安装示意图彩钢瓦顶 采用目前较先进的彩钢瓦屋面光伏阵列安装技术直接 在彩钢瓦使用夹具安装。这种安装方式示意图如图5-4所示,其相对传统彩钢 板屋顶项目安装方式具有如下优势:
13、优点1:无需打穿屋顶结构,100%防漏:37优点2:专业的模具设计,让夹具与彩钢板波峰完美结 合,最大限度节省材料,相对传统安装方式节约多35% 钢材用量 优点3:使用钢材量,荷载降低,对工程结构荷载要求 低,同时产品经过专业人员力学验算,软件模拟及第 三方机构的受力测试,力学性能保证,全铝型材设计,25年质量保证,美观实用优点4: 100%环保,可循环使用,安装简单方便快捷, 相对传统安装方式施工时间、成本节约一半左右屋面水泥墩设计施工主要考虑以下因素: 首先屋面修设木板或竹板施工栈道,避免材料二次搬 运直接踩踏在屋面板上,导致屋面板变形,密封胶脱 开而漏水;明确原屋面结构檄条的位置,弹墨线
14、标识 出具体位置;施工人员在屋面上行走,必须穿绝缘软 底鞋,走波谷,每天必须清除屋面板上杂物,防止锈 蚀和划伤屋面板。所有需要敷设密封膏的位置不得有 遗漏。屋面外板安装完毕后,清除屋面全部杂物、铁 屑,如发现屋面板涂层划伤,须用彩板专用修补漆进 行修补。拉娜钉及自攻螺钉如发生空钉,应随时用聊 钉和密封膏补牢,橡胶垫圈不能损坏。38图5-4彩钢瓦屋面安装示意图建筑荷载分析391)钢结构彩钢瓦屋面荷载验算厂区彩钢瓦屋面全部为钢结构,根据上述彩钢瓦屋面 组件安装方案,组件、支架和夹具的安装增加原有屋 面的恒荷载。组件尺寸为1.65mX0.992m,重量为14. 5kg,支架和夹具约1.5kg。总增加
15、荷载为16kg/m2,约 0.1KN/M2o载荷原设计屋面恒载0.25KN/M2,现增加屋面荷载(恒 载)0.1KN/M2,按0.35KN/M2校核钢楝条和钢梁,(活载按0.5KN/M2)满足使用要求,配筋包络和钢结 构应力比图如图5-5。校核计算书详见附件7。图5-5配筋包络和钢结构应力比图 钢结构应力比图说明:柱左:强度计算应力比 右上:平面内稳定应力比(对应长细比) 右下:平面外稳定应力比(对应长细比) 梁左上:上翼缘受拉时截面最大应力比 右上:梁整体稳定应力比(表示没有计算) 左下:下翼缘受拉时截面最大应力比 右下:剪应力比2)钢筋砂屋面荷载验算40根据上述彩钢瓦屋面组件安装方案,组件
16、、支架、根据上述彩钢瓦屋面组件安装方案,组件、支架、具及混凝土的安装增加原有屋面的恒荷载。组件尺寸5 ) 光伏电场安全生产监督制度636)消防、防止电气误操作、防高空坠落等管理制度637 )工业卫生与劳动保护管理规定648 )事故调查处理与事故统计制度659 )其它劳动安全、工业卫生管理制度6510 4 项 目 实 施 意义65六、保 障 措施68项 目 投 资 公 司 介绍686.1 * 市* 区政府项目管理监督68为1.65mX0.992m,重量为14.5kg,支架和夹具约1.5kg,单个混凝土重约265kg,供四块组件使用。总增加荷载约为50kg/m2,即0.5KN/M2。原设计屋面活载
17、2KN/M2,按上人屋面考虑,先增加屋 面荷载(恒载)0.5KN/M2,但屋面活载按0. 5KN/M2(不上人)考虑,总荷载减少1.0KN/M2,经校核能满 足使用要求。系统主要设备 1)逆变器一般情况下,单台逆变器容量越大,转换效率越高。大型逆变器具有效率和价格上的优势。但在实际使用 中,逆变器的选用并不是容量越大越好,还要考虑安 装条件、电网条件以及与光伏方阵匹配等多种因素。具体要求如下:逆变器的选择必须与光伏方阵的优化匹配结合,才 能获得较高的系统效率;安装条件:选择适合现场条件和要求的逆变器 在上述两条的基础上,尽量选择大容量,高转换效 率的逆变器。技术先进、性能稳定可靠、价格低廉。本
18、项目将配置多种逆变器,该平台将成为一个系统整 合多种逆变器技术试验平台,为后续规模化推广同类 项目提供设计参考数据,也41为同类项目实施积累经验。本系统为多种逆变器试验平台(同一厂家不同规格产 品)。并网逆变器是太阳能发电系统中的关键设备。并网逆变器的品质好坏直接影响系统的运行效果;并 网逆变器的效率高低,直接影响系统的发电量。根据 对该产品的市场调研,以及支持本土和国内光伏技术 的发展总指导原则,本工程分别根据项目屋顶装机容 量。拟选用合肥阳光电源有限公司的SG100K3-SG500K3并网逆变器,其主要技术参数见表5-2 :42表5-2合肥阳光逆变器参数概表直流侧参数最大直流电压最大功率电
19、压跟踪范围最大直流功率最大输入电流最大输入路数交流侧参数额定输出功率额定电网电压允许电网电压额定电网频率允许电网频率总电流波形畸变率功率因数系统最大效率欧洲效率防护等级夜间自耗电允许环境温度冷却方式允许相对湿度允许最高海拔显示与通讯显示标准通讯方式可选通讯方式机械参数外形尺寸(宽X高X深)重量880Vdc450820Vde150-1200A 630500kW400Vac310-450Vac50Hz/60Hz4751.5Hz/5761.5Hz0.99 (额定功率)97.3 % (含变压器)% (含变压器)IP20 (室内)30W-25+55风冷095%,无冷凝6000 米LCDRS485以太网/
20、GPRS1020x1964x770mm 900kg2)项目规划与逆变器的匹配光伏发电系统的设计过程中,在电气上需将系统分为 多个独立的发电单元,以便于设计规划、建设施工、 后续维护,更利于提高系统性能。发电单元的划分需 与光伏方阵现场安装结合考虑,原则上单元划分根据 方阵布局,方阵的布局配合电气单元划分。项目中各 栋建筑43位置和安装面积已经确定,建筑所处位置分散,因此 难以选择集中式中大型地面的大型逆变器,选择大型 逆变器会因为电缆长度差异大而使效率损失;各区厂 房逆变器配置如下表所示: 表5-3分区逆变器配置表厂区 厂房数名称123456910 常州*厂房 机械 有限 公司13141516
21、17181920装机容量3050100K(W) KWKWW1,000,00090,000115,0001,000,0001,000,0001,125,000700,000375,000400,000700,000375,000750,000105,0006.3 项 目 资 金 落 实 情况68项 目 组 织 监 管 方案686.4 项目合同能源管理服务合同及方案69附件1企业营业执昭八70 附件 2 常州新北区项目意见文件70附件3项 目 资 金 证 明 文件70附件 4 项目合同能源管理服务合同70附件5项 目 屋 顶 使 用 协议70附件 6 电力 局 电 网 接入意见 7145,0003
22、50,000500,000300,000250,000150,000120,00011 111121121厂房名称250KW 二分厂 技术质量大楼(新) 办公楼(两部分) 中小件分厂 大件分厂连铸加工车间 大型装配厂房 轴承座加工中心机械 加工特区 连珠设备装配车间 空压机房 制造事业部铸钢车间 中小件分厂堆焊和辐 装配制造事业部 制管工具事业部机加工车间制管工具事业部铸铁车间热处理厂1热处理厂2厂4机电仓库 项目总计111111181配置逆变500K器容W量(KW)21000 801002100021000 211301700170011380750100230350503505003002
23、501501111451610012100003)直流防雷汇流箱并网系统防雷汇流箱应用原理基本一致,并网系统防雷汇流箱应用原理基本一致,常用产品有六进一出、44八进一出、十六进一出。本项目根据各屋顶容量选择防雷汇流箱。以减少接入 组件数量,减少组件组串连接电缆损耗原则进行选择。 防雷汇流箱的主要特点:不锈钢外壳,满足室外安装 的使用要求; 每路配10A,1 OOOVdc保险丝;配有光伏专用高压防雷器,正极负极都具备防雷功能;采用正负极分别串联的四极断路器提高直流耐压值。本项目采用的防雷汇流箱直接安装于各方阵支架后部。4)直流防雷配电柜直流防雷配电柜安装在机房逆变器旁。直流配电柜主 要是将汇流箱
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- 屋顶 分布式 发电 示范 项目 实施方案
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