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【摘要】文章从工程选址、设备选型、标段划分、物资管理的几个方面对光伏电站工程进行了描述,总结了心得,提供了借鉴。
【关键词】工程选址;设备选型;标段划分;物资管理
1.引言
新能源又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式,包括各种可再生能源和核能,而太阳能资源在新能源之中占了较大比例。本文以中电投沧州渤海新区新能源发电有限公司海滨光伏電站为例,从各个方面综合论述了地面光伏电站从设计到投产所需注意事项以及建设经验。
2.地面光伏电站选址要求
与传统的火电项目选址要求相比,地面光伏具有要占用面积巨大、获得的能源与气象条件密切相关等特点,因此,大型集中式地面光伏选址时要综合考虑光伏发电选址行政要求、气候资源条件、日照条件、太阳能资源稳定度和电力消纳等。
2.1 光伏选址行政要求
大型集中式地面光伏站址的土地性质必须为国有未利用地或可用于工业项目的土地(即非基本农田、非林业用地、非绿化用地及非其它项目规划用地等)。在选址时需与当地土地局、规划局和招商局等相关部门确认上述土地性质的准备信息。最终确定的选址需得到当地环保部门的环境评价认可。本项目土地均为国有未利用地,符合国家要求。
2.2 光伏选址气候要求
气候对于光伏电站能否高效率运行有着极其重要的影响,因此大型光伏电站选址应选在阳能资源丰富地区,在电站选址时根据应气象站的实测数据资料和场区的实际情况,进行气象条件的初步影响分析:
2.2.1 气温影响分析
参照当地气象站提供的各类相关气象数据,考虑设备的工作环境(如逆变器的工作环境温度范围为-25℃~55℃,电池组件的工作温度范围为-40℃~85℃),逆变器应在采取通风措施使得其在高温下能正常工作。在太阳能电池组件的串并联组合设计中,需根据当地的实际气温情况进行相应的温度修正,以确保整个太阳能发电系统在全年中有较高的运行效率。极端低温与极端高温都将缩短设备的使用寿命,甚至影响到设备的生存,极端低温会导致地基产生冻胀现象,毁坏基础,极端高温会影响光伏组件出力,气温的升高将导致组件表面温度升高,进而导致组件发电效率急剧下降。拟选场区的气温条件对太阳能电池组件的可靠运行及安全性没有影响。
2.2.2 风速影响分析
风有助于增加太阳能组件的强制对流散热,降低电池组件板面的工件温度,从而在一定程度上提高发电量。同时,风载荷也是光伏支架的主要载荷。但是极端大风会导致电池组件被吹翻,影响组件安全,降低组件支架防腐性能。拟选场区地势平坦,多年平均风速3.2m/s,多年最大风速22m/s,有利于光伏组件的强制对流散热。
2.2.3 极端天气影响分析
极端降雨、洪水将导致设备基础沉降、塌陷,光伏阵列变形进而导致光伏组件损坏;雷暴是伴有雷击和闪电局地对流性天气,会导致电气设备雷击损坏,不能工作,影响光伏电站电能输出;积雪可能造成光伏组件大面积损坏,影响光伏电站电能输出;沙尘天气发生时空气中的沙尘粒子急剧增多,大气透明度明显下降,接收到太阳总辐射的明显减少,对光伏电站的发电量有一定影响。
根据当地气象局分析,黄骅市累年平均雷暴日为30.8d,年最多47d(1967年),年最少16d(2010年),3~11月均出现过雷暴,雷暴主要集中在5~9月,占92.3%。根据“交流电气装置的过电压保护和绝缘配合”,为中雷区,电池组件及电气装置、建筑物等应采取相应的防雷措施。
2.3 光伏选址日照分析
精确的太阳能资源评估是大规模开发利用太阳能的前提,是太阳能行业从业者准确投资分析的必要保障。太阳能资源明显的地域性分布特点要求光伏发电设计必须充分考虑当地的气候和地理条件拟建光伏电站太阳总辐射的多年气候平均值为5071.4MJ/㎡(1981-2010),按照太阳能资源丰富程度等级规定,其太阳能资源丰富程度属于二级“资源很丰富”地区,并且该地区直接辐射能量2746.9 MJ/㎡,占总辐射量的54.2%,直接辐射大于散射辐射,对太阳能的开发利用较为有利。
图1 多年平均日照时数月际变化趋势图
2.4 太阳能资源稳定程度评估
太阳能资源稳定程度也是光伏电站选址需要考虑的因素之一,太阳能稳定程度用各月的日照时数大于6h天数的最大值与最小值的比值表示,其稳定程度分为:稳定、较稳定、不稳定三个级别,详细划分见表1。
表1 太阳能资源稳定程度等级
太阳总辐射年总量 资源丰富程度
<2 稳定
2~4 较稳定
>4 不稳定
根据历年统计资料最大值与最小值的比值为24/19=1.3,属于稳定地区,因此本光伏电站太阳能资源全年辐射量变化较小,可利用价值高。
2.5 光伏选址电力消纳分析
光伏电站选址地区的电力消纳情况也是光伏选址必须要考虑的重要条件之一,所在地区是否具有电量消纳容量将直接决定着所建光伏电站能否顺利并网及并网后弃光现象的发生。
考虑现有以及取得路条项目后,沧州地区2012-2015年期间装机缺额约1476-2300MW。因此,本工程的建设可满足该地区部分负荷的需要,满足本地区电量消纳要求。
3.主要设备选型
在光伏电站建设过程中,应该如何选用设备匹配整个系统,使得系统达到最佳状态,如何在最小的投资下获得最大的收益(发电量),设备选型是必须考虑的问题。这其中主要包括光伏组件、光伏逆变器、汇流箱、直流柜、主变压器、箱式变压器、电缆及其他相关电气设备。
3.1 光伏组件选型
目前国内市场上主流的太阳能电池产品主要是晶硅型(含单晶和多晶)光伏组件和非晶硅型光伏组件,其中晶硅型光伏组件又分为单晶硅光伏组件和多晶硅光伏组件。 目前,晶硅型组件市场价格已经低至4.0~5.5元/Wp左右,与非晶硅组件价格相当。但是,非晶硅组件的效率只有晶硅组件的40~50%,同样容量的光伏发电系统,非晶硅的占地、支架用钢量和基础数量是晶硅的2~2.5倍,两者的发电量基本接近,并且该项目当地用地成本较高,因此当前市场条件下采用非晶硅是不经济的。
表2 本工程采用的多晶硅组件参数
额定输出[W] 245
额定功率偏差[%] 0~+3
组件效率[%] 15.14
工作电压Vmpp[V] 29.92
工作电流Impp[A] 8.19
开路电压Voc [V] 37.68
短路电流Isc [A] 8.57
最大反向电流Ir[A] 20
最大系统电压 1000VDC
短路电流温度系数[%/K] + 0.06
开路电压温度系数[%/K] - 0.34
峰值功率温度系数[%/K] - 0.42
尺寸(长 [mm] / 宽 [mm] / 厚 [mm]) 1,650 / 991 / 40
框架高度 [mm] 50
重量 [kg] 19.5
前板 (材料 / 厚度 [mm]) Tempered Glass, 3.2mm
电池类型
(数量 / 技术 / 尺寸) 60 / Polycrystalline / 156 x 156
粘合材料 Ethylene Vinyl Acetate (EVA)
背板 (材料) Laminated Polymer Plastic
框架 (材料) Robust Anodized Aluminum Alloy
工作温度 [°C] - 40 to + 85
最大风荷载 / 最大雪荷载 [Pa] 2.4K / 5.4K
目前,多晶硅组件的供货量比单晶硅组件充足,本工程推荐采用多晶硅组件。多晶硅组件目前主要有225Wp~250Wp等级以及265Wp~285Wp等级两种,其中245Wp多晶硅组件供货量充足,效率高,应用较为广泛,因此,推荐采用245Wp多晶硅。
本工程所用的多晶硅组件的主要参数如表2所示。
3.2 逆变器选型
光伏并网逆变器是光伏电站的核心设备之一,其基本功能是将光伏电池组件输出的直流电转换为交流電。
光伏并网逆变器可以分为大功率集中型逆变器和小型组串式逆变器两种。本工程装机容量很大,一般应采用集中型逆变器。目前市场上应用最为广泛的集中型逆变器为500kW级,这个容量等级的逆变器技术成熟、供应充足、价格也较为合理,因此本次按单机500kW逆变器选择。
表3 本项目逆变器主要技术参数表
类型(是否带隔离变) 否
构成1MW单元所需变压器类型 三卷变
自带直流配电单元 否
功率单元模块化 否
额定功率(AC,kW) 500
最大直流功率(kW) 550
最大连续输出电流(AC,A) 1070
最大逆变器效率 98.6%
欧洲效率 98.2%
最大直流输入电压(V) 900
最大直流输入电流(A) 1200
MPPT电压(DC,V) 450-820
出口线电压(AC,V) 270
允许电网电压波动范围(AC,V) ±10%
额定电网频率(hz) 50
保护功能 过压保护,短路保护,孤岛保护,过热保护,
过载保护,直流接地保护,具备低电压穿越功能
功率因数 ≥0.99(额定功率),±0.9可调
总电流波形畸变率(%) < 3% (额定功率)
防护等级 IP20
工作温度℃ -25~+55
长×宽×高(mm) 2700 *800*2360
重量(kg) 2310
3.3 汇流箱及直流柜设备选型
为了减少光伏方阵到逆变器之间的连接线及方便日后维护,在室外配置光伏专用汇流箱,该汇流箱可直接安装在电池支架上,每个汇流盒可接入6-8个光伏子方阵,每8个防雷汇流箱可通过1台直流配电柜接至逆变器。本项目为50MWp光伏项目,共需配置700个汇流箱和100个直流配电柜。
3.4 主变及箱变选型
3.4.1 主变压器
升压变压器是光伏电站不可或缺的主要设备之一,其正常运行与否与光伏电站的经济效益密切先关,由于本工程装机容量为50MWp,一次建成,无远期扩建计划,110kV以出线一回送出,110kV配电装置采用线路变压器组接线。本期建设一台50MVA变压器,电压比为110/35kV,经计算,升压站35kV侧单相接地电容电流约为42A,大于规程允许的10A水平,为防止出现接地弧光过电压,保证电气设备安全,本工程35kV系统采用电阻接地方式接地,主变压器接线组别为 YN,yn0+d11,由主变35kV侧中性点通过接地电阻柜接地,接地电阻200Ω,短时通流电流100A。
3.4.2 逆变升压单元升压变压器
本工程采用1MW光伏发电单元,为布置方便、整洁、便于安装维护,每个单元配2台逆变器(户内式)、1台升压变压器。箱变与逆变器室统一布置于光伏阵列中,变压器选用S11-1000/38.5,变比为38.5±2x2.5%/2X0.315,考虑逆变器有功率和功率因数可调,综合比较美式箱变及欧式箱变,本工程光伏发电单元升压变压器采用美式箱变,容量1000kVA选取。 3.4.3 综合考虑各种因素本工程所采用变压器均满足25年生产周期内免大修维护设备
3.5 电缆选型
光伏电站工程建设过程中,电缆工程建设费用所占投资比重比较大,电缆的合理选型及敷设方式选择将直接影响着建设费用,同时,电缆选用是否得当直接关系到了电网运行的安全性,经济性等,所以电缆的合理选型对光伏电站设计工作的重要环节。电缆的选择主要考虑到绝缘、耐热阻燃、防腐、防潮、铁芯材质、线缆规格等性能。
本工程位于沿海地区,大部分光伏生产区域位于晒盐池内,地下水位较高(0.5-1.0米),属于强腐蚀地区,本工程动力电缆主要采用型号ZRC-YJVAY23电缆即:交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯隔离套纵包铝塑复合带聚乙烯内护双钢带铠装高密度聚乙烯护套阻燃电力电缆(聚乙烯内护套厚度为1.0mm),直埋敷设。光伏专用电缆入地部分采用PE聚乙烯非阻燃管方案进行敷设。
3.6 其他电气设备选型
本工程110kV六氟化硫断路器、高、低压开关柜、相关二次、保护设备均采用国内知名厂家产品。
4.施工标段划分
建设项目一旦进入实施阶段,划分工程标段是建设方面临的重大决策之一,其对工程建设的效率乃至成败有重要影响,因此,一个工程项目施工阶段的标段划分既应该考虑到整个项目的工期,又应该考虑到各个标段的衔接工作,综合考虑相关因素,本工程將整个施工阶段划分为光伏组件安装、升压站及光伏场区土建及电气安装、接入系统施工三个标段,既保证了整个工程保质保量、又做到了施工标段的良好衔接,保证整个光伏工程按时竣工投产,达到了预期目标。
5.施工现场设备物资管理
与传统的火电项目相比,光伏电站施工管理人员相对短缺,一般没有专门的物资管理部门,本工程针对工程物资管理的实际特点,学习和吸取了兄弟单位在基建管理中的宝贵经验,制定出工程物资管理流程图,采取设备代保管管理模式,由施工单位设置设备代保管库,配备专职物资库管理员、统计员、库管员,由甲方管理人员、代保管库管理人员共同进行物资管理,有效的节约了甲供材料保管费用,有效的提高了设备安装效率,有效地解决了公司人员不足的问题,完善了业主单位、施工单位、施工代保管单位、设备安装部门等各个环节的有效连接,有效的提高了施工效率。
6.可优化设计
一个50MWp光伏电站从开工建设到竣工投产,用了6个月时间,在这6个月时间里,我们取得了不贵的经验,也找到了一些需要改进的地方:
6.1 设备选型方面
6.1.1 设备容量优化
本工程某些设备在设计过程中存在设计裕量过大问题既增加了投资,又增加了电损耗(如无功补偿SVG设备、箱变内自用干式变压器设备),在今后的设计过程中应加以改善。
6.1.2 电缆敷设方式优化
以箱变低压侧1*400电缆为例, 1*400电缆为逆变器至箱变低压侧,因根数较多,从逆变器室一侧电缆沟出口出线给防水和封堵带来较大困难,故设计院原设计考虑两侧电缆沟分别出线,后因优化了防水封堵方案,电缆沟出线进行了优化,改为单侧出线。另外,考虑1*400电缆长度较为固定,因此采用了“场外加工,现场安装”的施工方案。进一步控制了电缆的浪费。仅此一项,节约1*400电缆大约6000(6*20*50=6000)米。
6.2 土建施工方面
6.2.1 做好施工前准备工作,对现场深入了解
在现场施工前应做好详尽的土地勘测工作,对遇到的问题要及时解决,避免在对后期工作造成隐患(如开工前期未能充分估计到施工难度,因为场地需要翻晒晾干造成了部分工期延误,也造成工程量估计不足;施工期间没有因为地下水位高及时采取逆变器室电缆沟防水措施,造成后期必须进行技改工作。)
6.2.2 做好施工现场管理工作,做好中间资料收集工作,对每一个中间过程一定做好相应的签证记录、旁站记录、影像记录,做到后期审计有据可查。
6.3 设备安装方面
6.3.1 做好现场施工监护工作,同时做好现场记录,避免设备损坏、丢失或者浪费。
6.3.2 做好施工进度表,每天及时更新施工日志,对每一天的工作做到心中有数。
6.4 物资管理方面
6.4.1 存在物资管理人员不足、制度不全面、管理混乱等问题,在物资管理创新、制度创新、方法创新等方面的力度不够。在今后的工作中,我们要进一步完善内部管理机制、完善制定物资管理的规章制度和工作质量标准及岗位业绩考核标准,做到程序流畅,责任明确。确保每个员工有章可循,尽职尽责,有效的提高物资管理工作质量。
6.4.2 由施工单位设置代保管库,业主方、代保管方共同进行物资管理是沧州公司物资管理工作的首次尝试,在制度完善、人员管理的方面存在一些问题,在今后的物资管理工作中要加以完善。
7.小结
本工程2013年5月下旬开工,2013年12月中旬竣工投产,整个工程历时6个月,在工程期间,我们总结了经验,汲取了教训,找到了不足,优化了方案,为下一个工程的开工建设做好充分的准备。
【关键词】工程选址;设备选型;标段划分;物资管理
1.引言
新能源又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式,包括各种可再生能源和核能,而太阳能资源在新能源之中占了较大比例。本文以中电投沧州渤海新区新能源发电有限公司海滨光伏電站为例,从各个方面综合论述了地面光伏电站从设计到投产所需注意事项以及建设经验。
2.地面光伏电站选址要求
与传统的火电项目选址要求相比,地面光伏具有要占用面积巨大、获得的能源与气象条件密切相关等特点,因此,大型集中式地面光伏选址时要综合考虑光伏发电选址行政要求、气候资源条件、日照条件、太阳能资源稳定度和电力消纳等。
2.1 光伏选址行政要求
大型集中式地面光伏站址的土地性质必须为国有未利用地或可用于工业项目的土地(即非基本农田、非林业用地、非绿化用地及非其它项目规划用地等)。在选址时需与当地土地局、规划局和招商局等相关部门确认上述土地性质的准备信息。最终确定的选址需得到当地环保部门的环境评价认可。本项目土地均为国有未利用地,符合国家要求。
2.2 光伏选址气候要求
气候对于光伏电站能否高效率运行有着极其重要的影响,因此大型光伏电站选址应选在阳能资源丰富地区,在电站选址时根据应气象站的实测数据资料和场区的实际情况,进行气象条件的初步影响分析:
2.2.1 气温影响分析
参照当地气象站提供的各类相关气象数据,考虑设备的工作环境(如逆变器的工作环境温度范围为-25℃~55℃,电池组件的工作温度范围为-40℃~85℃),逆变器应在采取通风措施使得其在高温下能正常工作。在太阳能电池组件的串并联组合设计中,需根据当地的实际气温情况进行相应的温度修正,以确保整个太阳能发电系统在全年中有较高的运行效率。极端低温与极端高温都将缩短设备的使用寿命,甚至影响到设备的生存,极端低温会导致地基产生冻胀现象,毁坏基础,极端高温会影响光伏组件出力,气温的升高将导致组件表面温度升高,进而导致组件发电效率急剧下降。拟选场区的气温条件对太阳能电池组件的可靠运行及安全性没有影响。
2.2.2 风速影响分析
风有助于增加太阳能组件的强制对流散热,降低电池组件板面的工件温度,从而在一定程度上提高发电量。同时,风载荷也是光伏支架的主要载荷。但是极端大风会导致电池组件被吹翻,影响组件安全,降低组件支架防腐性能。拟选场区地势平坦,多年平均风速3.2m/s,多年最大风速22m/s,有利于光伏组件的强制对流散热。
2.2.3 极端天气影响分析
极端降雨、洪水将导致设备基础沉降、塌陷,光伏阵列变形进而导致光伏组件损坏;雷暴是伴有雷击和闪电局地对流性天气,会导致电气设备雷击损坏,不能工作,影响光伏电站电能输出;积雪可能造成光伏组件大面积损坏,影响光伏电站电能输出;沙尘天气发生时空气中的沙尘粒子急剧增多,大气透明度明显下降,接收到太阳总辐射的明显减少,对光伏电站的发电量有一定影响。
根据当地气象局分析,黄骅市累年平均雷暴日为30.8d,年最多47d(1967年),年最少16d(2010年),3~11月均出现过雷暴,雷暴主要集中在5~9月,占92.3%。根据“交流电气装置的过电压保护和绝缘配合”,为中雷区,电池组件及电气装置、建筑物等应采取相应的防雷措施。
2.3 光伏选址日照分析
精确的太阳能资源评估是大规模开发利用太阳能的前提,是太阳能行业从业者准确投资分析的必要保障。太阳能资源明显的地域性分布特点要求光伏发电设计必须充分考虑当地的气候和地理条件拟建光伏电站太阳总辐射的多年气候平均值为5071.4MJ/㎡(1981-2010),按照太阳能资源丰富程度等级规定,其太阳能资源丰富程度属于二级“资源很丰富”地区,并且该地区直接辐射能量2746.9 MJ/㎡,占总辐射量的54.2%,直接辐射大于散射辐射,对太阳能的开发利用较为有利。
图1 多年平均日照时数月际变化趋势图
2.4 太阳能资源稳定程度评估
太阳能资源稳定程度也是光伏电站选址需要考虑的因素之一,太阳能稳定程度用各月的日照时数大于6h天数的最大值与最小值的比值表示,其稳定程度分为:稳定、较稳定、不稳定三个级别,详细划分见表1。
表1 太阳能资源稳定程度等级
太阳总辐射年总量 资源丰富程度
<2 稳定
2~4 较稳定
>4 不稳定
根据历年统计资料最大值与最小值的比值为24/19=1.3,属于稳定地区,因此本光伏电站太阳能资源全年辐射量变化较小,可利用价值高。
2.5 光伏选址电力消纳分析
光伏电站选址地区的电力消纳情况也是光伏选址必须要考虑的重要条件之一,所在地区是否具有电量消纳容量将直接决定着所建光伏电站能否顺利并网及并网后弃光现象的发生。
考虑现有以及取得路条项目后,沧州地区2012-2015年期间装机缺额约1476-2300MW。因此,本工程的建设可满足该地区部分负荷的需要,满足本地区电量消纳要求。
3.主要设备选型
在光伏电站建设过程中,应该如何选用设备匹配整个系统,使得系统达到最佳状态,如何在最小的投资下获得最大的收益(发电量),设备选型是必须考虑的问题。这其中主要包括光伏组件、光伏逆变器、汇流箱、直流柜、主变压器、箱式变压器、电缆及其他相关电气设备。
3.1 光伏组件选型
目前国内市场上主流的太阳能电池产品主要是晶硅型(含单晶和多晶)光伏组件和非晶硅型光伏组件,其中晶硅型光伏组件又分为单晶硅光伏组件和多晶硅光伏组件。 目前,晶硅型组件市场价格已经低至4.0~5.5元/Wp左右,与非晶硅组件价格相当。但是,非晶硅组件的效率只有晶硅组件的40~50%,同样容量的光伏发电系统,非晶硅的占地、支架用钢量和基础数量是晶硅的2~2.5倍,两者的发电量基本接近,并且该项目当地用地成本较高,因此当前市场条件下采用非晶硅是不经济的。
表2 本工程采用的多晶硅组件参数
额定输出[W] 245
额定功率偏差[%] 0~+3
组件效率[%] 15.14
工作电压Vmpp[V] 29.92
工作电流Impp[A] 8.19
开路电压Voc [V] 37.68
短路电流Isc [A] 8.57
最大反向电流Ir[A] 20
最大系统电压 1000VDC
短路电流温度系数[%/K] + 0.06
开路电压温度系数[%/K] - 0.34
峰值功率温度系数[%/K] - 0.42
尺寸(长 [mm] / 宽 [mm] / 厚 [mm]) 1,650 / 991 / 40
框架高度 [mm] 50
重量 [kg] 19.5
前板 (材料 / 厚度 [mm]) Tempered Glass, 3.2mm
电池类型
(数量 / 技术 / 尺寸) 60 / Polycrystalline / 156 x 156
粘合材料 Ethylene Vinyl Acetate (EVA)
背板 (材料) Laminated Polymer Plastic
框架 (材料) Robust Anodized Aluminum Alloy
工作温度 [°C] - 40 to + 85
最大风荷载 / 最大雪荷载 [Pa] 2.4K / 5.4K
目前,多晶硅组件的供货量比单晶硅组件充足,本工程推荐采用多晶硅组件。多晶硅组件目前主要有225Wp~250Wp等级以及265Wp~285Wp等级两种,其中245Wp多晶硅组件供货量充足,效率高,应用较为广泛,因此,推荐采用245Wp多晶硅。
本工程所用的多晶硅组件的主要参数如表2所示。
3.2 逆变器选型
光伏并网逆变器是光伏电站的核心设备之一,其基本功能是将光伏电池组件输出的直流电转换为交流電。
光伏并网逆变器可以分为大功率集中型逆变器和小型组串式逆变器两种。本工程装机容量很大,一般应采用集中型逆变器。目前市场上应用最为广泛的集中型逆变器为500kW级,这个容量等级的逆变器技术成熟、供应充足、价格也较为合理,因此本次按单机500kW逆变器选择。
表3 本项目逆变器主要技术参数表
类型(是否带隔离变) 否
构成1MW单元所需变压器类型 三卷变
自带直流配电单元 否
功率单元模块化 否
额定功率(AC,kW) 500
最大直流功率(kW) 550
最大连续输出电流(AC,A) 1070
最大逆变器效率 98.6%
欧洲效率 98.2%
最大直流输入电压(V) 900
最大直流输入电流(A) 1200
MPPT电压(DC,V) 450-820
出口线电压(AC,V) 270
允许电网电压波动范围(AC,V) ±10%
额定电网频率(hz) 50
保护功能 过压保护,短路保护,孤岛保护,过热保护,
过载保护,直流接地保护,具备低电压穿越功能
功率因数 ≥0.99(额定功率),±0.9可调
总电流波形畸变率(%) < 3% (额定功率)
防护等级 IP20
工作温度℃ -25~+55
长×宽×高(mm) 2700 *800*2360
重量(kg) 2310
3.3 汇流箱及直流柜设备选型
为了减少光伏方阵到逆变器之间的连接线及方便日后维护,在室外配置光伏专用汇流箱,该汇流箱可直接安装在电池支架上,每个汇流盒可接入6-8个光伏子方阵,每8个防雷汇流箱可通过1台直流配电柜接至逆变器。本项目为50MWp光伏项目,共需配置700个汇流箱和100个直流配电柜。
3.4 主变及箱变选型
3.4.1 主变压器
升压变压器是光伏电站不可或缺的主要设备之一,其正常运行与否与光伏电站的经济效益密切先关,由于本工程装机容量为50MWp,一次建成,无远期扩建计划,110kV以出线一回送出,110kV配电装置采用线路变压器组接线。本期建设一台50MVA变压器,电压比为110/35kV,经计算,升压站35kV侧单相接地电容电流约为42A,大于规程允许的10A水平,为防止出现接地弧光过电压,保证电气设备安全,本工程35kV系统采用电阻接地方式接地,主变压器接线组别为 YN,yn0+d11,由主变35kV侧中性点通过接地电阻柜接地,接地电阻200Ω,短时通流电流100A。
3.4.2 逆变升压单元升压变压器
本工程采用1MW光伏发电单元,为布置方便、整洁、便于安装维护,每个单元配2台逆变器(户内式)、1台升压变压器。箱变与逆变器室统一布置于光伏阵列中,变压器选用S11-1000/38.5,变比为38.5±2x2.5%/2X0.315,考虑逆变器有功率和功率因数可调,综合比较美式箱变及欧式箱变,本工程光伏发电单元升压变压器采用美式箱变,容量1000kVA选取。 3.4.3 综合考虑各种因素本工程所采用变压器均满足25年生产周期内免大修维护设备
3.5 电缆选型
光伏电站工程建设过程中,电缆工程建设费用所占投资比重比较大,电缆的合理选型及敷设方式选择将直接影响着建设费用,同时,电缆选用是否得当直接关系到了电网运行的安全性,经济性等,所以电缆的合理选型对光伏电站设计工作的重要环节。电缆的选择主要考虑到绝缘、耐热阻燃、防腐、防潮、铁芯材质、线缆规格等性能。
本工程位于沿海地区,大部分光伏生产区域位于晒盐池内,地下水位较高(0.5-1.0米),属于强腐蚀地区,本工程动力电缆主要采用型号ZRC-YJVAY23电缆即:交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯隔离套纵包铝塑复合带聚乙烯内护双钢带铠装高密度聚乙烯护套阻燃电力电缆(聚乙烯内护套厚度为1.0mm),直埋敷设。光伏专用电缆入地部分采用PE聚乙烯非阻燃管方案进行敷设。
3.6 其他电气设备选型
本工程110kV六氟化硫断路器、高、低压开关柜、相关二次、保护设备均采用国内知名厂家产品。
4.施工标段划分
建设项目一旦进入实施阶段,划分工程标段是建设方面临的重大决策之一,其对工程建设的效率乃至成败有重要影响,因此,一个工程项目施工阶段的标段划分既应该考虑到整个项目的工期,又应该考虑到各个标段的衔接工作,综合考虑相关因素,本工程將整个施工阶段划分为光伏组件安装、升压站及光伏场区土建及电气安装、接入系统施工三个标段,既保证了整个工程保质保量、又做到了施工标段的良好衔接,保证整个光伏工程按时竣工投产,达到了预期目标。
5.施工现场设备物资管理
与传统的火电项目相比,光伏电站施工管理人员相对短缺,一般没有专门的物资管理部门,本工程针对工程物资管理的实际特点,学习和吸取了兄弟单位在基建管理中的宝贵经验,制定出工程物资管理流程图,采取设备代保管管理模式,由施工单位设置设备代保管库,配备专职物资库管理员、统计员、库管员,由甲方管理人员、代保管库管理人员共同进行物资管理,有效的节约了甲供材料保管费用,有效的提高了设备安装效率,有效地解决了公司人员不足的问题,完善了业主单位、施工单位、施工代保管单位、设备安装部门等各个环节的有效连接,有效的提高了施工效率。
6.可优化设计
一个50MWp光伏电站从开工建设到竣工投产,用了6个月时间,在这6个月时间里,我们取得了不贵的经验,也找到了一些需要改进的地方:
6.1 设备选型方面
6.1.1 设备容量优化
本工程某些设备在设计过程中存在设计裕量过大问题既增加了投资,又增加了电损耗(如无功补偿SVG设备、箱变内自用干式变压器设备),在今后的设计过程中应加以改善。
6.1.2 电缆敷设方式优化
以箱变低压侧1*400电缆为例, 1*400电缆为逆变器至箱变低压侧,因根数较多,从逆变器室一侧电缆沟出口出线给防水和封堵带来较大困难,故设计院原设计考虑两侧电缆沟分别出线,后因优化了防水封堵方案,电缆沟出线进行了优化,改为单侧出线。另外,考虑1*400电缆长度较为固定,因此采用了“场外加工,现场安装”的施工方案。进一步控制了电缆的浪费。仅此一项,节约1*400电缆大约6000(6*20*50=6000)米。
6.2 土建施工方面
6.2.1 做好施工前准备工作,对现场深入了解
在现场施工前应做好详尽的土地勘测工作,对遇到的问题要及时解决,避免在对后期工作造成隐患(如开工前期未能充分估计到施工难度,因为场地需要翻晒晾干造成了部分工期延误,也造成工程量估计不足;施工期间没有因为地下水位高及时采取逆变器室电缆沟防水措施,造成后期必须进行技改工作。)
6.2.2 做好施工现场管理工作,做好中间资料收集工作,对每一个中间过程一定做好相应的签证记录、旁站记录、影像记录,做到后期审计有据可查。
6.3 设备安装方面
6.3.1 做好现场施工监护工作,同时做好现场记录,避免设备损坏、丢失或者浪费。
6.3.2 做好施工进度表,每天及时更新施工日志,对每一天的工作做到心中有数。
6.4 物资管理方面
6.4.1 存在物资管理人员不足、制度不全面、管理混乱等问题,在物资管理创新、制度创新、方法创新等方面的力度不够。在今后的工作中,我们要进一步完善内部管理机制、完善制定物资管理的规章制度和工作质量标准及岗位业绩考核标准,做到程序流畅,责任明确。确保每个员工有章可循,尽职尽责,有效的提高物资管理工作质量。
6.4.2 由施工单位设置代保管库,业主方、代保管方共同进行物资管理是沧州公司物资管理工作的首次尝试,在制度完善、人员管理的方面存在一些问题,在今后的物资管理工作中要加以完善。
7.小结
本工程2013年5月下旬开工,2013年12月中旬竣工投产,整个工程历时6个月,在工程期间,我们总结了经验,汲取了教训,找到了不足,优化了方案,为下一个工程的开工建设做好充分的准备。