光伏电站柔性支架技术方案2024柔性支架光伏电站项目技术方案目 录1 概述32 太阳能资源33 系统总体方案设计及发电量43.1 光伏组件选型43.2 光伏阵列的运行方式选择43.3 逆变器选型43.4 光伏支架设计53.4.1 钢支撑53.4.2 拉索系统53.4.3 稳定系统53.4.4 设计技术要求63.5 光伏方阵设计63.6 光伏子方阵设计63.7 方阵接线方案设计83.8 上网电量估计94 电气104.1 电站接入系统方案104.2 电气主接线104.3 智能监控系统104.4 视频安防监控系统114.5 电气设备布置114.6 主要设备清单114.7 通信部分135 土建工程145.1 设计安全标准145.2 基本资料和设计依据155.3 光伏阵列基础及逆变器-变压器单元基础设计155.4 主要建（构）筑物设计165.5 光伏发电站围栏设计165.6 光伏发电站道路及场地设计175.7 新建建（构）物一览表175.8 采暖通风设计186. 工程概算196.1 编制说明196.2 工程投资概算表20附表：25附图：2622国源设计院有限公司柔性支架光伏电站项目技术方案1 概述柔性光伏支架是利用钢索预应力结构，成功解决污水处理厂、地形复杂的山地、难以承重的屋顶、林光互补、渔光互补、驾校、高速公路服务区等受跨度和高度所限造成传统支架无法安装的技术难题。本方案提出的是原则性的一般技术要求，为用户提供能参考的建议，具体实施方案需要根据项目具体情况进行详细设计。2 太阳能资源地区类别地 区太阳能年辐射量年日照时数标准光照下年平均日照时间（时）MJ/m2年kWh/m2年宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、西藏西部6680-84001855-23333200-33005.08-6.3二河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部、新疆南部5852-66801625-18553000-32004.45-5.08三山东、河南、河北 东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、 云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、台湾西南部5016-58521393-16252200-30003.8-4.45四湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、台湾东北部4190-50161163-13931400-22003.1-3.8五四川、贵州3344-4190928-11631000-14002.5-3.13柔性支架光伏电站项目技术方案根据中国各地太阳能总辐射量与年平均日照当量表，可以查询各地辐照量，作为发电量计算依据。3 系统总体方案设计及发电量项目容量的测算，一般按照 15000 平米或 22 亩全部利用可铺设 1MW 测算。根据纬度不同，会造成照射角度的差异，具体可参照下表。本方案暂按照 20MWp 容量，采用一般设计标准。3.1 光伏组件选型本工程选用单位面积容量大的光伏组件，以减少占地面积，降低光伏组件安装量。通过市场调查，在目前技术成熟的大容量光伏组件规格中，本项目选择光伏组件容量为 260Wp,可根据业主方要求选用多晶或单晶组件。因柔性光伏支架安装固定的需要,组件边框需要开孔,以满足安装加固卡扣的需要；另外，对接线盒直流线有尺寸要求。以上要求，需要在光伏板技术说明书里说明。3.2 光伏阵列的运行方式选择为减小初始投资，节约土地，降低运行成本，使项目收益率达到最大，本工程的多晶硅光伏组件安装方式拟采用柔性支架固定倾角安装方式。3.3 逆变器选型本工程选用的逆变器功率为 500kW，输入直流电压范围为 DC450-820V，输出交流电压为 315V，功率因数大于 0.99，谐波畸变率小于 3%THD。113.4 光伏支架设计采用柔性光伏支架，其中主要构件包括，钢立柱、横梁、拉索、锚索、斜支撑、紧固件等。3.4.1 钢支撑支撑系统主要包括立柱（端柱、支撑柱）、横梁（端梁、支撑梁）、锚索。立柱和横梁采用 Q235B 钢或 Q345B 钢制作，锚索采用钢丝绳。立柱与基础连接主要用于支撑横梁及导轨等部件；横梁用于安装拉索等部件。锚索主要用于加强横梁及立柱的稳定性。本工程立柱的高度需要根据地势调整，依托地势走向布置，保证最大的采光面积，保证光伏板的倾角满足技术要求。3.4.2 拉索系统包括拉索及定制的连接件、固定件。拉索根据不同的风压、雪荷、板的自重及倾角等，通过计算采用不同的钢丝绳制作。光伏板与拉索的固定形式分为横向和纵向两种，四点固定，特殊部位可适当加强。钢索的工艺规范、抗拉强度、年限、防腐、防锈、压套等要符合技术要求。3.4.3 稳定系统通过锚索、拉索以及支撑部分的连接形成空间的网架结构，互相依托保证结构平面内及平面外的稳定性。在集中受力点，采用压块、借助地势锚固等形式，增加网架架构的附着力，起到防风卸风的作用，增加稳定性。3.4.4 设计技术要求根据不同的地理位置，地貌特征以及受的荷载情况进行设计，构件要结合实际的跨度、柱距通过计算设计结构方案和结构措施，保证构件的强度、刚度、稳定性。保证拉索以及横梁的挠度要求。根据不同的温、湿度环境以及特殊要求的地区采取特殊的防腐处理。端柱的间距一般采用 6 米典型设计，可根据地势在 39 米中选择。跨度一般采用 1020 米设计，具体尺寸根据地势进行选择。总跨度一般不超过 200 米。3.5 光伏方阵设计本工程设计发电容量为 20MW，采用分块发电、集中并网方案。光伏组件选用 260Wp 多晶硅光伏组件，采用最佳倾角固定安装。本工程 20MW 光伏组件阵列由 20 个 1MW 光伏组件子方阵组成，每个子方阵均由若干路光伏组件组串并联而成。每个光伏发电单元由光伏组件组串、汇流设备、逆变设备及升压设备构成。3.6 光伏子方阵设计3.6.1 光伏阵列及倾角设计光伏组件方阵的安装倾角对光伏发电系统的效率影响较大，对于固定式电池列阵最佳倾角即光伏发电系统全年发电量最大时的倾角。根据光伏软件 PVSYST5_0 光伏模拟组件在以 20倾角时其表面获取的太阳辐射量较大，且全年各月光伏组件表面获取的太阳辐射量比较均衡，各月的发电量也将会比较均衡。3.6.2 光伏板初步布置如下图所示：3.6.3 间距的计算方阵倾角确定后，要注意南北向前后方阵间要留出合理的间距，以免前后出现阴影遮挡，前后间距为：冬至日（一年当中物体在太阳下阴影长度最长的一天）上午 9： 00 到下午 3：00，光伏组件之间南北方向无阴影遮挡。固定方阵安装好后倾角不再调整。本项目固定倾角支架的光伏组件排布方式为：光伏组件横向单块放置，两块光伏组件之间留有 200mm 的间隙，故晶体硅固定支架单元倾斜面的宽为 992mm。计算当光伏方阵前后安装时的最小间距 D，如下图所示：通过计算得到：固定光伏方阵的前后排中心间距为 1600mm 时可以保证南、北两排方阵在上午 9 点到下午 3 点之间，前排不对后排造成遮挡。3.6.4 光伏方阵的串联设计本工程选用的并网逆变器功率为 500kW，其最大方阵开路电压为 1000V，MPPT 电压范围 450V820V。组件串应符合的逆变器直流输入参数保证在 70时的逆变器 MPPT电压满足条件，-27时的开路电压满足条件。本工程选用 260Wp 型晶体硅组件，其组件开路电压为 38.1V，工作电压为 31.1V，经过计算：本工程选用 22 块 260Wp 多晶硅光伏组件串联。3.6.5 光伏方阵的并联设计按上述最佳太阳能电池组件串联数计算，则每一路多晶硅组件串联的额定功率容量260Wp22=5610Wp。本期选用 500kW 逆变器，最大输入功率为 550KVA，每台逆变器可接入 550/5.6198 串。结合其最大输出功率并考虑逆变器效率及系统损失，最终确定本期电站每套逆变器并联回路按不超过 98 串考虑。3.7 方阵接线方案设计本工程 20MW 光伏子方阵是由 40 台 500kW 逆变器构成，每台逆变器根据区域划分不同接入 98 个组串，每个光伏组件组串由 22 块光伏组件串联组成。各光伏组件组串按接线划分汇流区，输入防雷汇流箱经电缆接入逆变器直流侧，然后经并网逆变器组分别接入升压变及配电装置，升压后送至升压站。3.8 上网电量估计（1） 单位发电量测算以江西某地区为例， 辐射量分布量在 1221.8kWh/ ， 合计约 4398.5（MJ/m2.a）。输入 PVSYST 软件进行发电量模拟，得到项目 20倾角下的倾斜面得到的辐照值为 4586.4MJ/m2.a。（2） 电站系统效率计算影响光伏电站效率的因素，主要来自光伏组件效率、低压汇流及逆变器效率、交流并网效率等，我们可以确定光伏电站总效率。光伏组件效率是由于温度、光辐射水平、组件匹配、灰尘等因素，造成的光在转化为电的过程中的损失，去除掉这部分损失后的效率为光伏组件效率。低压直流部分效率，主要考虑低压线损和逆变器效率。交流并网效率是指从逆变器输出至高压电网的传输效率，主要考虑升压变压器的效率和交流线损等因素。序号效率损失项目修正系数电站的系统效率1灰尘及雨水遮挡引起的效率降低97%2组件串并联不匹配产生的效率降低97%3直流部分线缆功率损耗97%4逆变器的功率损耗98%5变压器的功率损耗98%6交流部分线缆功率损耗98%7天气、气候因素及烟雾对系统效率的影响95%8修正系数98%9综合效率80（3） 实际首年发电量测算项目首年利用小时数 127480%=1019.2h。计算得到本项目的首年发电量为 1019.2h21.79485MW=2213.3 万 kWh。（4） 发电量估算光伏组件光电转换效率逐年衰减，整个光伏发电系统 25 年寿命期内平均年有效利用小时数也随之逐年降低，本工程所采用的光伏组件 10 年内年衰减不超过 10（前十年发电量按照每年衰减 1%计算），25 年内衰减不超过 20（后十五年按照平均每年衰减 0.667%计算）。25 年总发电 47825.57 万度，年均发电 1913.02 万度每年节约标煤 8873.98 万吨，减排二氧化碳 21899.39 万吨，减排二氧化硫 658.96 万吨。4 电气4.1 电站接入系统方案规划建设的 20MW 光伏电站分 20 个发电单元，分别经逆变器、35kV 升压变压器接至 35kV 集电线后汇接至光伏电站 35kV 开关站，通过 1 回 35kV 线路并入电网。在光伏电站内建设一座 35kV 开关站，出线 1 回，采用单母