分布式光伏发电项目施工组织设计

柳埠街道办事处分布式光伏发电项目

（第一标段）

技

术

部

分

山东亿利丰泰建设工程有限公司

第一章项目概况

一、工程概况

1、项目名称：柳埠街道办事处分布式光伏发电项目

2、工程地点：济南历城区柳埠街道办事处所辖22个贫困村

3、工期：45日历天。

4、济南历城区柳埠街道办事处计划在22个贫困村建设光伏发电项目，本项目为第一标段，分别有如下11个村落：

①绰沟村（40kw 利用村委会屋顶400m2 )

②上海村(20kw 利用村委会屋顶150m2 )

③涝峪村(20kw 利用办公室及1户民房屋顶200m2)

④北坡村(30kw 利用村委办公室及1户民房屋顶300m2)

⑤枣园村(30kw 利用村委会及1户民房屋顶300m2)

⑥唐家沟(20kw 利用危房改造户屋顶180㎡)

⑦川道村(40kw 利用村委会和冷库屋顶480m2)

⑧青水圈(30kw 利用4户民房屋顶460m2)

⑨蔡峪村(30kw 利用2户有证民房屋顶330m2)

⑩车子峪(30kw 利用办公室和3户民房屋顶455m2)

11 长峪村(20kw 利用民房屋顶250m2)

二、编制依据

本光伏发电系统施工方案根据招标文件要求、工程量清单、现行施工规范标准及

相关强制性条文、建筑质量管理条例等编制而成。我公司将按照施工承包合同的要求，将根据有关部门资料，以本方案为依据，制定更加完善、详尽的光伏发电系统施工方案。

三、编制原则

1适用、经济、安全、合理。

2结合实际，突出重点，兼顾一般，周密部署，合理安排。

3平行流水、均衡作业，网络技术控制，保证工期。

4规划创优，方案切实，措施到位，确保质量。

5推广使用新技术、新工艺。

四、执行标准及规范总汇

①《工程测量规范》

②《钢结构设计规范》

③《施工现场临时用电安全技术规范》

④《钢结构工程施工质量验收规范》

⑤《建筑机械使用安全技术规范》

⑥《建筑施工安全检查标准》

⑦《建筑安装工程质量检验评定统一标准》

⑧《电气装置工程及验收标准》

⑨《建筑装饰装修工程质量验收规范》

⑩《太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范》

11 《铝合金建筑型材》

12 《碳素结构钢》

13 《建筑用硅酮结构密封胶》

第二章选材合理环保

在太阳能光伏发电系统中，我们会用到太阳能电池、逆变器、电池组件、支架、汇流箱、线缆、接头等。

一、光伏电池组件的选择

（一）电池类型的选择

1.现在商用的光伏电池类型主要有：晶体硅电池和非晶硅电池，晶体硅电池有单晶硅电池、多晶硅电池；非晶硅电池有硅基薄膜电池、铜铟镓硒薄膜电池、碲化镉薄膜电池砷化镓薄膜电池等。

2.晶体硅电池转换效率较高，一般为14～19%，其中单晶硅电池效率最高，而非晶硅薄膜电池的转换效率为6～12%左右。单晶硅、多晶硅光伏电池由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点，被广泛应用于大型并网光伏电站项目，由于多晶硅在成本上有一定优势，因此本工程拟选用多晶硅光伏电池。

（二）光伏组件的选择

1.光伏组件是光伏系统的主要发电来源。上海太阳能科技有限公司的太阳电池组件使用品质优良的原材料制造，采用高效率多晶硅太阳电池、高透光率钢化玻璃、EVA/Tedlar、抗腐蚀铝合金边框等材料，使用先进的真空层压工艺以及脉冲焊接工艺制造太阳能组件，确保产品在最严酷的环境中的长寿命和高可靠性。组件的背面安装有一个防水接线盒，通过接线盒可以方便的与外电路连接。本

2.2Mwp项目拟选用HT60-156p-240多晶组件，太阳能电池组件的主要参数如下：

2.·电池材料：多晶硅；

3.·电池组件尺寸：1640mm×992mm×40mm；

4.·封装结构：玻璃／EVA／电池／EVA／背膜；

5.·满足IEC61215标准

6.·标称功率：240W；

7.·开路电压：37.5V；

8.·短路电流：8.49A；

9.·最大工作电压：30.5V；

10.·最大工作电流：7.87A；

11.·工作环境温度：－40℃～＋90℃

12.·重量：19kg

13.·太阳电池阵工作寿命：正常使用25年后组件输出功率衰减不超过初始值的20%

二、光伏逆变器的选择

3.逆变器主要技术指标还有：额定容量；输出功率因数；额定输入电压、电流；电压调整率；负载调整率；谐波因数；总谐波畸变率；畸变因数；峰值子数等。

4.本项目拟选用阳光电源股份有限公司生产的SG500KTL逆变器和250KW逆变器。SG500KTL（500kW）并网逆变器采用三菱公司第五代IPM模块，可实现多台逆变器并联组合运行。SG500KTL型国产并网逆变器为户内安装设计结构，需外带通风照明等系统，其待机自耗电功率小于50W，波形失真率小于3%。2台SG500KTL 型并网逆变器外接1台升压变压器。SG500KTL型逆变器的主要技术参数如下表3-1

所示：

表3-1 逆变器主要技术参数

3.SG500KTL光伏并网逆变器采用美国TI公司32位专用DSP(LF2407A)控制芯片，主电路采用日本最先进的智能功率IPM模块组装，运用电流控制型PWM有源逆

变技术和优质进口高效隔离变压器，可靠性高，保护功能齐全，且具有电网侧高功率因数正弦波电流、无谐波污染供电等特点。该并网逆变器的主要技术性能特点如下：

（1）采用美国TI公司32位DSP芯片进行控制；

（2）采用日本三菱公司第五代智能功率模块（IPM）；

（3）光伏电池组件最大功率跟踪技术(MPPT)；

（4）50Hz工频隔离变压器，实现光伏阵列和电网之间的相互隔离；

（5）具有直流输入手动分断开关，交流电网手动分断开关，紧急停机操作开关；有先进的孤岛效应检测方案；有过载、短路、电网异常等故障保护及告警功能；直流输入电压范围(480V～880V)，整机效率高达94%；

（9）人性化的LCD液晶界面，通过按键操作，液晶显示屏(LCD)可清晰显示实时各项运行数据，实时故障数据，历史故障数据（大于50条），总发电量数据，历史发电量（按月、按年查询）数据；

（10）逆变器支持按照群控模式运行，并具有完善的监控功能；

（11）可提供包括RS485或Ethernet（以太网）远程通讯接口。其中RS485遵循Modbus通讯协议；Ethernet（以太网）接口支持TCP/IP协议，支持动态(DHCP)或静态获取IP 地址；

（12）逆变器具有CE认证资质部门出具的CE安全证书。

三、光伏支架的选择

1、目前我国普遍使用的太阳能光伏支架系统从材质上分，主要有混凝土支架、钢支架和铝合金支架等三种。

2、混凝土支架主要应用在大型光伏电站上，因其自重大，只能安放于野外，且基础较好的地区，但稳定性高，可以支撑尺寸巨大的电池板。

3、钢支架性能稳定，制造工艺成熟，承载能力高，安装简便，防腐性能优良，外形美观独特的连接设计，安装方便快速，安装工具简单通用采用结构防腐材料的钢制及不锈钢零部件，使用寿命在20年以上。

4、铝合金支架一般用在民用建筑屋顶太阳能应用上，铝合金具有耐腐蚀、质量轻、美观耐用的特点，但其承载力低，无法应用在太阳能电站项目上。

5、综合性能对比

1 ) 铝合金型材质量轻、外表美观、防腐蚀性能极佳，一般用于对承重有要求的屋顶电站、强腐蚀环境、化工厂电站等采用铝合金做支架则会有更好的效果。

2 ) 钢材强度高、承受荷载时挠度变形小，一般用于普通情况下的电站或用于受力比较大的部件。在大风地区、跨度要求比较大则采用钢支架在经济上有明显的效益。

3 ) 造价方面：一般情况下，基本风压在0.6kN/m2，跨度在2m以下，铝合金支架造价为钢结构支架的1.3-1.5倍。在小跨度体系中，（如彩钢板屋顶）铝合金支架与钢结构支架造价相差比较小，并且在重量方面铝合金比钢支架要轻很多，所以非常适合用于屋顶电站。

四、光伏汇流箱的选择

汇流箱选购需要注意哪些问题?需要考虑以下因素：

1、了解汇流箱的知识和确定要买的智能光伏汇流箱的配置。了解汇流箱的知识，包括外形、安全、技术、性能、配置、售后服务及产品品牌的口碑。另外，还要了

解一点汇流箱市场的形势，因为光伏发电市场是不同于生活用品的，是属于耐用品，价格走势几乎是保持不变有时候会有上升趋势，不要因为一些低价产品的传言影响你购买的决心，需要注意了解的是产品价格浮动的周期以及配件价格的浮动周期，选择一个合理的质量、技术等都有保障的进行购买。

2、选择哪一款汇流箱和哪一个规格的汇流箱。汇流箱规格有：2路、4路、6路、8路、10路、12路、14路、16路、18路、20路、22路和24路，这些规格每种规格的价格都是不一样的。

3、不必刻意追求时尚或与众不同，要看制造工艺是否精良等，不同厂家往往在工艺精度上会有很大区别，从而也带来产品品质的巨大差异。

4、汇流箱的性能和技术，这是汇流箱的心脏，是需要比较的东西，是否实用是否节能是否智能就全看它了。不要误入单纯追求价格便宜的误区，高质量、高科技技术等才是产品的核心东西。

5、安全配置，安全用电最重要，因此安全是第一位的。发电系统的安全性更重要，直接决定着发电系统的安全系数。此外，安全配置也是越多越先进越好。

6、整体性能品质，包括制造工艺（箱体、油漆、环保等）、技术性能（技术参数）、整体质量（品牌的口碑———美誉度）。

五、光伏电缆的选择

光伏系统所用的电缆分为光伏直流线缆和交流线缆，在选择线缆时一方面要考虑线缆所能承载的最大电流，另一方面要考虑电缆线阻造成的电压损失。

1、直流线缆选型：

直流线缆多为户外铺设，需要防潮、防晒、防寒、防紫外线等，因此分布式光伏系

统中的直流线缆一般选择光伏认证的专用线缆，考虑到直流插接件和光伏电池组件输出电流，目前常用的光伏直流电缆为PV1-F 1*4mm?2;。

2、交流电缆选型：

交流线缆主要用于逆变器交流侧至并网箱，需要考虑防潮、防晒、防寒、防紫外线，一般选用ZR-YJV型电缆。

由逆变器参数知，逆变器交流端的最大电流I=-23.8A，下表为YJV三芯电力电缆持续载流量数据表。

六、光伏连接器的选择

1、连接器类型：连接什么，用在哪里等这些问题是首先要考虑的，这就决定了所选工业连接器的类型。连接器被使用的地点（室内，室外，腐蚀环境，等等）会影响到是否要增强航空插头的密封性或在绝缘本体之外加遮蔽壳体。连接器的类型决定采用何种端子，以及要安排多少个导电端子。当然这其中也涉及到了一些端子技术方面的参考。

2、电性要求：在选择电连接器时，要考虑产品的电性要求。产品又怎样的电压与电流要求，连接器是否用能很好的应用于这样的电性中，这些关于电性要求的问题是需要我们去考虑的。此外，我们也需要考虑其他的一些电性条件：电阻，允许的电阻变化量，毫伏降，最大电流值，最大电压值，涌入电流值，特性阻抗，VSWR （电压驻波比），插拔损耗与EMI遮蔽效率。

3、环境要求：温度、湿度以及其它环境条件是由电连接器所处的位置决定的，因而应考虑位置及预期的环境。而其它相关贮存条件的适用期（shelf life）以及信息是什么。对环境的阐述中也应该涵盖有对冲击与震动的要求，包括出自于海运方

面的要求，以及生产环境条件例如焊接温度与焊接周期持续时间的要求。连接器制造商表示，在连接器所导引的汇合型持续电流周围就是最高温度产生的区域。4、机械性能要求：对于连接器而言，在选择电连接器时要考虑的，如：对于印刷电路板而言，确定电路板的公差是很重要的，它是卡缘连接器的临界值，以及达到临界的可行性。对于小功率电路，镀层与底层材料必须指明与信号标准与环境等级相一致。

5、规格：连接器制造商可采用大约25个测试机构（所制定的规格）作为其连接器全部或部分测试规格的来源。必须考虑到在特定的应用情况下采用适当的测试规格，其中包括国际通用的情况。

第三章设计方案

第一节并网设计技术方案

一、光伏发电系统设计

1.本光伏并网发电项目推荐采用分块发电、集中并网方案，最终实现将整个光伏并网发电系统接入高压交流电网进行并网发电。

2.每个光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式组成多个光伏电池阵列，光伏电池阵列所发的直流电能输入光伏方阵防雷汇流箱后接入直流配电柜，然后经光伏并网逆变器和交流防雷配电柜并入0.27KV、最终升压至10KV配电装置。

3.光伏发电系统原理构成

系统的基本原理：太阳能电池组件所发直流电通过光伏并网逆变器逆变成50Hz、270V的交流电，经交流配电箱与用户侧并网，向负载供电，或者经过升压变电，接入电网。本项目并网接入系统方案采用10KV高压并网。

图3-1 光伏电站系统原理示意图

本工程光伏发电系统主要由光伏电池板（组件）、逆变器及并网系统（配电升压系统）三大部分组成。

二、电站直流逆变系统设计

1.为了更好地防雷和方便维护，可先将太阳电池子阵列单元通过直流防雷配电

汇流箱后，再接入配电房的直流配电柜。光伏电站各区域的配置如表3-3所示：

表3-5各区设备配置表

2.系统电气接线图

图光伏电站1MWp单元电气构成图

3.电缆敷设方案

1）电缆敷设：

（1）电池组串与汇流箱的连接电缆，垂直方向沿电池组件安装支架敷设，水平方向大棚预留通道电缆沟敷设至就近配电室内。

（2）除火灾排烟风机、消防水泵等消防设施所需电缆采用耐火电缆外，其余均采用阻燃、凯装电缆。

2）电缆防火及阻燃措施：

（1）在电缆主要通道上设置防火延燃分隔措施，设置耐火隔板、阻火包等。

（2）墙洞、盘柜箱底部开孔处、电缆管两端、电缆沟进入建筑物入口处等采用防火封堵。

（3）电缆防紫外线照射措施：

本工程所有室外电缆敷设，将沿光伏电池板下、埋管、电缆槽盒或沿电缆勾敷设，以避免太阳直射，提高电缆使用寿命。

三、防雷接地设计

1.直击雷防护

（1）光伏电池方阵区域直击雷防护：

根据项目场地的地形特征和地质特点，在光伏阵列区域不单独设置避雷针，仅在光伏发电组件支架顶部安装短小的避雷针进行直击雷防护。

（2）其他区域直击雷防护：

在各逆变升压配电室、高低压配电室、综合楼等建筑物屋顶设置避雷带用于直击雷防护。交流侧的直击雷防护按照电力系统行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》进行。

2.感应雷防护：

采取接地、分流、屏蔽、均压等电位等方法对感应雷进行有效的防护，以保证人身和设备的安全。

（1）光伏电池方阵接地措施：

对光伏电池方阵，拟设置水平接地带和垂直接地极相结合的接地网。将安全接地、工作接地统一为一个共用接地装置，接地电阻值按不大于4Ω考虑。

沿光伏电池方阵四周采用－40×6热镀锌扁钢设置一圈水平接地带，接地体埋设深度不小于0.5～0.8米。光伏电池生产厂家在光伏电池板铝合金外框上留有用于安装接地线的螺栓孔位置，安装时用接地线将电池板铝合金外框和电池板支架可靠导

通，所有支架采用等电位与水平接地带连通，并根据现场土壤情况，选择合适的位置，采用热镀锌角钢或其他导电性能良好的材料设置垂直接地极，垂直接地极埋设深度不小于2.5米。

接地装置的接地电阻、接触电压和跨步电压满足规程要求，尽可能使电气设备所在地点附近对地电压分布均匀。

（2）其余设备的接地措施：

（a）逆变升压配电室的主筋与接地网可靠连通。

（b）对所有交、直流电力电缆的接头盒、终端头和可触及的电缆金属护层和穿线的钢管应可靠接地；电缆槽盒、支架、桥架、给排水管道、各级直流汇流箱、高低压配电柜外壳等金属物用热镀锌扁钢接入接地网。

（c）低压配电柜、高压配电柜、UPS屏、主变压器、升压站交流侧的接地按照电力系统行业标准《交流电气装置的接地》进行。

（3）分流措施：

目前，在感应雷的防护中，电涌保护器的使用已日趋频繁，它能根据各种线路中出现的过电压、过电流及时做出反应，在最短时间内将线路上因感应雷产生的大量浪涌电流释放到地网，使设备各点之间电位差大致不变，从而达到保护电气设备的目的。针对感应雷瞬时能量较大的特点，根据IEC国际标准对能量逐级吸收的理论，需要做多级防护，应在供电线路的各部位(防雷区交接处)逐级安装电涌保护器，以消除雷击过电压。

对于沿直流输入线侵入的感应雷，在光伏电池方阵的各级直流汇流箱内，分别在正极对地、负极对地间安装电涌保护器；在逆变器直流输入端的正极对地、负极

对地、正极对负极之间安装电涌保护器，实现共模和差模保护；

电站交流侧雷击感应过电流均采用避雷器的方式进行分流，在电站10kV出线侧均装设氧化锌避雷器。

（4）等电位连接：

等电位连接的目的，在于减少需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差。穿过各防雷区交界的金属部件和系统，以及在一个防雷区内部的金属部件和系统，都应在防雷区交界处做等电位连接；应采用等电位连接线、扁钢和螺栓紧固的线夹做等电位连接。

四、监控系统设计

①对大型并网光伏发电系统而言，需要设置必要的数据监控系统，对光伏发电系统的设备运行状况、实时气象数据进行监测与控制，确保光伏电站在有效而便捷的监控下稳定可靠的运行。同时，还应对光伏发电设备系统的运行参数、状态及历史气象数据进行在线分析研究，不但确保日常维护简易、高效和低成本，还可对未来的系统发电能力进行预测、预报。

②本监控系统的监控范围包括光伏电池方阵、并网逆变器、升压站及站用电等电气系统的监控，其主要监测参数包括：直流配电柜输入电流、逆变器进出口的电压、电流、功率、频率、逆变器机内温度、逆变器运行状态及内部参数、发电量、环境温度、风速、风向及辐照强度，以及0.4/10kV升压变电及站用电气系统的各种参数等，并实现对0.4/10kV升压变电及站用电气系统的常规控制、保护和报警等。

③监控

1）监控水平：

（1）本光伏电站监控采用集中控制方式，采用计算机网络监控系统（NCS）、微机保护自动化装置和就地检测仪表等设备来实现全站机电设备的数据采集与监视、控制、保护、测量、远动等全部功能，实现少人值班。

（2）设置在站区综合楼内的领导及工程师客户机可通过网络监视并网光伏电站的重要运行参数。计算机监控系统还可实现与地调的遥测、遥信、遥调等功能，并可将光伏电站的运行参数上传到地调的远方监控计算机实现远方监控。光伏电站计算机监控系统的网络结构详见全站监控系统规划图。

（3）为了防止通讯线路出现故障或其他原因，导致主控室监控装置无法获取各分站每台逆变器的运行状态和工作数据，拟在每个逆变升压配电室内配置1套就地监控装置。该系统采用高性能工业控制PC机作为系统的监控主机，配置光伏并网系统多机版监控软件，采用RS485通讯方式，获取所有并网逆变器的运行状态和工作数据。

（4）整个光伏电站内设一个主控制室，主控制室布置在升压站区域的10kV配电室的建筑内。在主控室内的运行人员以大屏幕、操作员站LCD为主要监控手段，完成整个光伏发电系统（包括升压站）的运行监控。主控室还设有工业电视监视墙，墙上布置大屏幕、闭路电视监视屏、火灾报警控制盘等。

（5）在升压站及各逆变器房内拟设置一套火灾报警系统，火灾报警机柜布置在主控制室内。

2）太阳能光伏发电系统的监控

逆变器系统采用独立监测系统监测并网发电系统的运行状况，利用工控机采集数据，连续24小时不间断地监测和记录所有并网逆变器的运行数据和故障数据，主要监测功能有：