光储柴项目初步技术方案.docx

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1、光+储+柴初步技术方案2022年1月一、概述11.1 项目概述11.2 编制依据1二、系统设计12.1 系统总体设计22.2 光伏系统设计32.3 储能系统设计72.4 柴油发电系统11三、主要设备113.1 设备清单113.2 光伏组件123.3 并网光伏逆变器133.4 储能双向变流器153.5 储能电池19四、工程说明364.1 安装工程施工方案374.2 安装工程的准备工作374.3 能方阵支架的安装384.4 太阳能电池组件的安装394.5 电气线管安装和导线敷设404.6 直流汇流箱的安装414.7 集装箱的安装424.8 5支架基础设计444.9 9防雷接地设计45一.概述1.1

2、 项目概述项目设计采用光伏+储能+柴油机的光储柴系统为用户供电，光伏和储能作为系统运行状态下的主电源，柴油机作为应急备用电源，当光伏发电量不足时.、夜晚、阴雨天光伏不发电、储能没电时作为主电源供负载工作。此外还可利用柴油机对储能系统进行充电。1.2 编制依据GB/T18479-2001地面用光伏（PV）发电系统概述和导则GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求GB12325-1990电能质量供电电压允许偏差GB12326-2000电能质量电压波动和闪变GB/T14549-1993电能质量公用电网谐波GB/T15543-1995电能质量三相电压允许不平衡度GB/T15945-1995电能

3、质量电力系统频率允许偏差GB/T17626电磁兼容试验和测量技术GB/T20046-2006光伏（PV）系统电网接口特性二、系统设计本项目方案采用光伏系统、储能系统、柴油机发电系统互补方式供电，互相补充，保证为负载稳定、安全、可靠的提供电力。项目总体配置如下：方案一：（磷酸铁锂电池）光伏系统：配置2MW太阳能光伏组件；锂电池储能系统：负荷505kW,备电16小时，共计8MWh；柴油机：两台700kW柴油发电机，一台投入使用，一台备用。方案二：（铅酸蓄电池）光伏系统：配置2MW太阳能光伏组件。铅酸储能系统：负荷505kW,备点16小时，考虑60%放电深度，共计13MWho蓄电池：2V/600Ah

4、,10944块。柴油机：两台700kW柴油发电机，一台投入使用，一台备用。2.1 系统总体设计本系统设计有以下优点：2.1.1 照强度峰值时未消耗的光伏系统所发电能存储于储能电池中，增加光伏系统所发电能的利用率。2.1.2 辐照强度、负载功率变化时，储能系统能迅速启动，对光伏系统出力进行补偿，提高系统供电的稳定性和可靠性。2.1.3 作为应急电源，可在光伏不发电，蓄电池放空的情况下为负载供电。2.1.4 选配能量管理系统，实现光储和柴油的自动切换，且当负荷较低时可让柴油机满功率运行，柴油机所发电一部分供负载直接使用，另一部分可储存在蓄电池内，从而提供柴油机的发电效率。2.1.5 系统组成本光储

5、柴系统由光伏发电系统，储能系统，柴油机系统，能量管理系统，防雷接地系统和交流配电系统组成。1）光伏系统：指从太阳能电池组件至交流汇流箱之间的所有电气设备，包括太阳能电池组件、并网光伏逆变器、直流汇流箱、交直流电缆等；2）储能系统：指从蓄电池组至储能双向变流器之间的所有电气设备，包括1储能双向变流器、电池组，电池架、电池管理系统、保护系统等；3）柴油发电机系统：柴油发电机组。4）能量管理系统：包含数据采集装置，服务器，软件；5）防雷接地系统：包含直流侧防雷措施和交流侧防雷措施。2.1.6 系统设计光伏系统总功率为2MW共有7200块285Wp组件。光伏组件通过20块串联为一个组串，15个子串并联

6、接入一台直流汇流箱，共需24台NEPVCB-15（I）汇流箱。W储能双-句变流器图2.1光储柴系统原理示意图2.1.7 系统运行方式白天，光伏系统通过太阳辐照进行发电，所发直流电通过光伏逆变器逆变为交流电，供用户负载及电站内的交流设备使用，未消耗掉的电量通过储能双向变流器存储于储能电池中。夜晚及阴雨天，储能系统将存储的电量通过储能双向变流器逆变为交流电，供用户负载及电站内的交流设备使用。当光伏和储能均没电时，启动柴油机，由柴油机供电，一部分工负载正常用电，一部分用于储能蓄电池的充电，电池充满后柴油发电机停止发电。2.2 光伏系统设计光伏发电系统是指太阳能电池利用太阳辐射能量产生的宜流电（即太阳

7、能电池的“光生伏特效应”）通过并网光伏逆变器转换成交流电向电网输送的系统，其本质是利用太阳能进行发电的发电站。与通过煤、石油和天然气等传统能源进行发电的发电站系统相比，并网光伏发电系统具有可再生、无污染等显著优点。并网光伏发电系统由以下几个主要部分构成：1）光伏组件阵列：其作用是利用光生伏特效应将太阳辐射的能量转换为直流电，系统向电网输送的所有电能均由其提供。2）并网光伏逆变器：其作用是将光伏组件阵列输出的直流电通过电力电子转换装置转换成符合上网要求的交流电。3）公共电网：其作用是吸收并网光伏逆变器产生的电能，通常可以将其看作一个无限大的交流储能装置。4）并网光伏发电系统中一般还都配有直流汇流

8、箱及直流配电柜、交流配电柜、监控系统等设备，对于大功率的并网光伏系统，通常还配有大容量变压器以将其产生的电能直接送入高压电网。2.2.1光伏组串设计1）光伏组件的串联数量设计为了使逆变器的转换效率达到最佳值，必须根据逆变器的参数将光伏组件进行串并联。每个并联支路的组件串联数量主要受逆变器最大功率跟踪电压范围的限制，光伏组串的最佳工作点电压必须在逆变器的最大功率跟踪电压范围内；而总的并联支路数受逆变器最大输入功率的限制，光伏组件阵列的功率不能超过逆变器最大输入功率。根据组件和逆变器相关技术参数，根据285Wp组件开路电压37.9V和500kW光伏逆变器最大直流电压850V计算可最多串联组件数为8

9、50V/37.9V=22.4串，即22串以下；285W组件工作电压30.7V和500kW光伏逆变器最小直流电压450V计算最少串联组件数为450V/30.7V=14.6串，即14串以上综合考虑组串采用20串合适。2）并联数依据系统总功率为2MW,则光伏组件块数为：2000000W/285W=7017.54块，固采用7200块；并数总数为7200/20=360并，则最终的串并数为20串15并进个光伏直流汇流箱，型号为NEPVCB-15（I）o参数如下表：型号NEPVCB-15(1)最大承受光伏阵列电压DC1OOOV最大接入路数15路监控模块电源DC24V输入阵列正负极线径4mm2输出电缆线径50

10、mm2/70rnrn2接地线线径25mm2内部保险丝等级15A总电流W200A运行相对湿度0-99%（无凝露）防护等级1P65通信方式RS485通信协议MODBUS4通信保护内置通讯防雷模块，内建40KVESD保护测量方式穿孔式霍尔传感器测量精度0.50%测量数据电流，电压，断路器状态，防雷状态，箱体温度等显示类型内置LED数码显示进出线方式下进下出，单孔输出安装方式直立/壁挂式重量W25kg外形尺寸600mm*550mm*156mm（宽/高/深）外形尺寸（带防反二极管）620mm*619.5mm*171mm（宽，高，深）2.2.2光伏阵列布置光伏组件的布局需充分考虑组件之间以及周围物体对组件

11、的遮挡，尽量保证光伏系统在实际工作中不受阴影遮挡，做到稳定、高效运行。为了保证光伏组件全年发电量最大化，光伏组件宜朝正南方向布置，保持同一阵列的光伏组件朝向一致，保证各单元发电的平衡性，使光伏系统能够稳定可靠地运行。223太阳能光伏组件发电系统主要器件概述2.2.1.1 光伏组件单体太阳能电池是一种利用光生伏特效应将太阳辐射能转换成电能的器件，所以需要在户外接受阳光照射，由于其易破碎、易被腐蚀，如果直接暴露在空气中，它的光电转换效率会由于潮湿、灰尘、酸雨等多种影响而大幅度下降。因此,为了满足太阳能电池在户外使用的要求，必须采用胶封、层压等方式进行封装处理，并且由于单体太阳能电池的输出功率较小，

12、为满足常规负载的实际用电需求,通常在封装时对单体太阳能电池进行一定的串、并联的组合。太阳能电池组件的最基本元件是太阳能电池，有单晶硅、多晶硅、非晶硅和其它薄膜电池等。目前，晶体硅（包括单晶硅和多晶硅）太阳能电池组件应用规模最大，约占光伏组件总市场的7080%。太阳能电池组件是并网光伏发电系统的基本组成单元。目前，晶体硅太阳能电池组件的基本封装结构如下图所示。TFTiinmaEVA晶体硅太阳能电池组件封装结构示意图2.2.1.2 光伏系统配套电气设备1)交流防雷配电柜交流防雷配电柜主要用于对前端光伏并网逆变器输出的支路进行汇流，根据对应逆变器的容量，将一定数量的光伏并网逆变器输出进行并联，交流防

13、雷配电柜输出给对应的升压装置输入侧，柜体面板设有对应的表计装置。防雷配电柜内部含有计量装置、交流断路器、防雷模块等等。为保护并网光伏逆变器不受市电引入感应雷破坏，交流部分的防雷可以将防雷器串接断路器再并入三相交流输出线上，同时防雷器接地端与地线可靠连接。2)防雷接地雷电对太阳能光伏发电系统设备的影响，主要由以下几个方面造成：(1)直击雷：太阳能电池组件大多都是安装在室外屋顶或是空旷的地方，所以雷电很可能直接击中太阳能电池组件，造成设备的损坏而无法正常工作。(2)感应雷：远处的雷电闪击，由于电磁脉冲空间传播的缘故，会在太阳能电池组件与控制器或者是逆变器、控制器到直流负载、逆变器到配电柜以及配电柜

14、到交流负载等的供电线路上产生浪涌过电压，损坏电气设备。(3)地电位反击：在有外部防雷保护的光伏发电系统中，由于外部防雷装置将雷电引入大地，从而导致地网上产生高电压，高电压通过设备的接地线进入设备，从而损坏控制器、逆变器或者是交、直流负载等设备。光伏发电设备外部防雷系统的作用是提供直击雷电流泄放通道，使雷电不会直接击中太阳能电池组件。外部防雷系统包括三部分：接闪器、引下线和接地地网。太阳能光伏发电系统必须有相对完善的外部防雷措施，以保证裸露在室外的太阳电池组件不被直接雷击损坏。2.2.4太阳能光伏发电系统的应用2.2.2.1太阳能光伏发电系统的特性太阳能光伏发电系统主要由光伏组件、控制/逆变器、

15、交直流配电系统、监控系统等几部分组成，该系统主要由电子元器件构成，因此太阳能光伏系统发电具有如下特点：1）整个光伏发电系统主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，也没有回转运动部件，运行过程中没有噪声；2）没有燃烧过程，发电过程不需要任何燃料；3）发电过程没有废气污染，也没有废水排放，整个发电过程零排放；4）设备安装和维护都十分简便，维修保养简单，维护费用极低每年仅需拿出收益的5%作为组件清洗维护费用即可，运行起来性能可靠稳定，使用寿命很长，作为关键部位的太阳能电池组件使用寿命可以达到25年以上；5）环境条件适应性比较强，可以在不同环境下正常稳定工作；6）能够在长期无人值守的条件下正常稳定工作；7）根据需要很容易