工商業(yè)光伏電站“樣板工程”設計方案

工商業(yè)屋頂以屋頂條件好、裝機容量大、用電價格高、負荷消納大受到眾多投資企業(yè)的關注，尤其是在整縣推進進程中工商業(yè)屋頂分布式會占據(jù)著重要的位置。
小固和合作伙伴共同推出一個工商業(yè)“樣板工程”案例分享。本文將對該工商業(yè)案例設計進行詳細分析，包括案例信息、組件排布、產(chǎn)品選型、電氣設計等。

一、項目基本信息

二、光伏電站設計與建設

2．1 方案總述

項目總容量為2389．2kWp，采用330Wp高效多晶組件7240片，安裝在三個彩鋼瓦屋頂，組件按照20～21一串接入；共使用16臺100／120kW組串式逆變器，系統(tǒng)超配為1．3左右；項目采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”的模式，分四個并網(wǎng)點接入原配電系統(tǒng)。

2．2 組件排布

組件排布根據(jù)不同安裝地點采用不同安裝方式；對于該項目彩鋼瓦斜屋面宜采用順應屋面坡度布置。

組件排布，應根據(jù)實際情況，預留滿足光伏發(fā)電系統(tǒng)的日常維護、檢修、清洗、設備更換等要求的運維通道，同時多雪地區(qū)宜方便人工融雪、清雪，不宜對其它建筑、設備采光造成影響。

組件排布在建筑中的位置應滿足其所在部位的建筑防水、排水和保溫隔熱等要求。

組件排布應遠離易燃易爆、高溫發(fā)熱、腐蝕性物質(zhì)等。

2．2．1 組件選型

考慮到組件成本和安裝便利性，項目選用了330Wp規(guī)格的組件。

2．2．2 組件排布設計

根據(jù)廠房屋頂條件，結合屋面的承重安全，本工程采用沿屋面坡度布置光伏組件。結合屋頂面積，兼顧光伏系統(tǒng)運行的可靠性，建成后維護費用、故障率以及發(fā)電收益等綜合因素，光伏陣列南北方向適當位置預留500mm，東西方向適當位置預留1000mm的通道；布置兩塊組件之間東西向間距為20mm，南北向間距為20mm。

1＃廠房組件排布圖

2＃廠房組件排布圖

3＃廠房組件排布圖

根據(jù)上述排布圖，統(tǒng)計如下

組件排布信息表

項目建成排布圖

2．2．3 支架方案

本工程光伏發(fā)電系統(tǒng)在原有建筑上建設，建筑屋頂結構為彩鋼瓦形式。布置于彩鋼瓦屋頂?shù)墓夥M件采用光伏支架與彩鋼瓦夾具組合的方式安裝。彩鋼瓦屋面均為角馳型瓦，利用彩鋼瓦的波峰，使用專用鋁合金夾具固定支架導軌，采用平鋪安裝，對原屋頂沒有破壞，無需做特別的防水措施。

2．3 組串設計

2．3．1 光伏組件串聯(lián)數(shù)量

設計原則

● 同一組串中的各光伏組件的電性能參數(shù)應在偏差范圍內(nèi)。

● 同一組串內(nèi)組件的方位朝向、安裝傾角應保持一致；同一路MPPT下，不同組串的組件數(shù)量、方位朝向、安裝傾角應保持一致。

● 方陣組串的最大功率工作電壓變化范圍應在逆變器的最大功率跟蹤電壓范圍內(nèi)。

● 方陣組串最大開路電壓應不高于逆變器最大輸入電壓限值。

利用GB50797－2012《光伏發(fā)電站設計規(guī)范》中組串計算公式，如公式所示

2．4 逆變器選型

考慮本工程的系統(tǒng)穩(wěn)定性和工程造價因素，選擇固德威GW100K－HT和GW120K－HT這兩種型號逆變器。

產(chǎn)品特點與優(yōu)勢

● 單機功率最大的380V組串式逆變器，BOS成本和LOCE最優(yōu)

● 10／12路MPPT設計，每路MPPT為2路組串輸入，提升系統(tǒng)容配比，減少組串失配

● 15A組串大電流，完美匹配182／210mm高功率組件

● 可配置直流拉弧檢測功能（ AFCI ）

● 無易損件（無熔絲、無屏設計），無懼高溫，高效發(fā)電

2．5 電氣一次設計

根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機容量和廠房及公司用電情況，該項目選擇低壓單點并網(wǎng)，共有4個并網(wǎng)點，并網(wǎng)點分配如下

1號配電房是總配電房，配置兩臺變壓器，變壓器容量是2000KVA（1＃變壓器）＋630KVA（2＃變壓器）。1＃并網(wǎng)柜（F1）接入1＃變壓器低壓側，該并網(wǎng)柜配置4臺GW120K－HT逆變器，總功率為480KW；2＃并網(wǎng)柜（F2）接入2＃變壓器低壓側，該并網(wǎng)柜配置4臺GW100K－HT逆變器，總功率為400KW。

2號配電房是分配電房，配置兩臺變壓器，變壓器容量是2000KVA（3＃變壓器）＋1250KVA（4＃變壓器）。3＃并網(wǎng)柜（F3）接入3＃變壓器低壓側，該并網(wǎng)柜配置4臺GW120K－HT逆變器，總功率為480KW；4＃并網(wǎng)柜（F4）接入4＃變壓器低壓側，該并網(wǎng)柜配置4臺GW120K－HT的逆變器，總功率為480KW。

2．6 電氣二次設計

本光伏發(fā)電系統(tǒng)以0．4kV電壓多個并網(wǎng)點分散接入用戶側母線。該光伏發(fā)電系統(tǒng)按＂少人值班＂的原則進行設計。光伏發(fā)電系統(tǒng)采用以計算機監(jiān)控系統(tǒng)為基礎的監(jiān)控方式，考慮本項目分布式光伏以低壓接入，擬采用無線通信方式進行信息采集。另外，目前，低壓接入的光伏系統(tǒng)暫不需要接入電力系統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)，可不必考慮與調(diào)度部門的電力調(diào)度。在業(yè)主站內(nèi)統(tǒng)一安裝一套分布式光伏后臺管理系統(tǒng)，監(jiān)控本項目所有區(qū)域的發(fā)電情況。

三、項目建成效益評估

項目建成后，預計首年發(fā)電量為288萬度，25年總發(fā)電量為6448萬度電，年平均發(fā)電為258萬度電，平均每年為工廠節(jié)約150．74萬元，相當于每年節(jié)約標準煤928．8噸，CO2減排632．1噸。
項目靜態(tài)投資為840萬元，考慮到利息支出、運維成本、稅金等因數(shù)，預計回收期在5．5年。

本工程的建設對優(yōu)化能源結構、保護環(huán)境，推進縣（區(qū)）分布式光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展具備非常積極的意義。

總結

整縣推進計劃制定，旨在通過加快綠色能源投資加速向低碳社會轉型，工商業(yè)屋頂是其中重要的一環(huán)，作為設備廠商，固德威通過技術創(chuàng)新，推動光伏行業(yè)數(shù)字化、標準化的健康可持續(xù)發(fā)展，合力促進碳中和目標早日實現(xiàn)。