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1、太阳能光伏电站光伏发电系统场站规划方案第一节 光伏发电系统整体设计规划对于大型兆瓦级光伏电站一般采用分块发电、多支路并网的“积木式”技术方案，将系统分成若干个光伏并网发电单元，每一个光伏发电单元分别经过各自的升压变压器升压后经高压配电装置并入电网，最终实现将整个光伏并网系统接入电力输电网进行并网发电的方案。一般采用将整个发电系统分成多个1MWp的光伏并网发电单元进行设计，每个1MWp单元设计采用2台 500KW并网逆变器的方案。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太阳能电池阵列，太阳能电池阵列输入光伏方阵初级防雷汇流箱、次级直流汇流箱后，经光伏并网逆变器和交流低压配电柜接入升
2、压变压器低压侧。光伏发电系统整体设计规划主要包括规划的土地范围内厂站用地规划设计、站区布置设计、光伏组件基础设计、站区给排水设计、站区道路设计、站区管线布置设计、暖通设计、消防设计等1、 场站用地规划设计场站用地规划设计一般由建设方根据其前期的项目可行性研究报告中项目设计所需的土地面积大小经当地相关部门核准的用地规划图为准。如果是处于可研阶段的或具有充足用地的设计则根据实际设计规模所需的土地面积进行规划。2、站区布置设计整个站区内主要设计有太阳能电池组件阵列、分站房和总站房等。站区布置设计应根据每一个组件阵列大小、总的阵列数、场地用地规划图再结合太阳能资源、站区进出场公路、高压出线走廊方向、水
3、源、环保、站区工程地质、地形、风向、施工等建站外部条件及工艺要求等进行设计。3、光伏组件基础设计光伏组件基础设计应根据每一个阵列单元的规模大小、风压、工程地点纬度、冻土层厚度、水文地质条件等进行。基础的形式可采用混凝土、钢支柱两种。4、 站区给排水设计主要包括站区范围内上下水道系统的设计，站区排水设计，分站房、主站房室内外排水设计。4.1设计标准及规范光伏发电站给排水设计主要依据以下标准和规范进行设计：l 火力发电厂水工设计规范（DL/T 53392006）l 室外给水设计规范（GB50013-2006）l 室外排水设计规范（GB50014-2006）l 建筑给水排水设计规范（GB50015-
4、2003）l 火力发电厂与变电站设计防火规范(GB50229-2006)l 220kV500kV变电所设计技术规程（DL/T5218-2005）l 给水排水管道工程施工及验收规范（GBJ50268-97）4.2 设计的原则l 供站区生活用水及光伏电池板定期擦洗用水等的生活给水管网设计；当附近有自来水管网时，应按接入当地自来水管网进行设计，否则应采用就地打井方式进行生活给水管网设计。l 站区内生活污水管网设计，当附近有污水排水管网时，应按接入当地污水管网进行设计，否则应采用化粪池方式进行生活污水排污设计。l 站区内设计排水沟，雨水的排放沿站区排水沟排至厂外低洼处。l 厂区给水管道一般情况下采用P
5、E管进行设计，如有特殊要求应按具体要求进行设计。l 安装在室外阀门井阀门，一般选用手动闸阀，口径小于50mm的阀门均选用球阀。l 在进入厂区围墙后的给水管上，设置流量测量装置。l 直埋钢管的防腐采用外壁加强防腐。室内明露部分上下水道(塑料管除外)的防腐采用管外壁涂刷红丹酚醛防锈漆和银粉面漆。室内明露及地上部分钢管及各种管件支吊架等,经表面除锈后，涂红丹酚醛防锈漆和醇酸磁漆。5、 站区道路设计站区道路采用6m、3m宽两种道路，其中主干道（站区四周和子系统与子系统之间）6m，太阳阵列检修道路23m，采用水泥稳定砂砾路面。主要道路的转弯半径一般采用6m，检修道路的转弯半径一般为23m。站区道路满足以
6、下要求：l 站内道路一般采用郊区型设计，道路横坡为1.5%2.0%，纵坡和人行道纵、横坡随竖向布置要求而定。l 主干道路路面宽6m，支干道3m，检修道路路面宽23m。l 站区系统道路路面内缘转弯半径为6m，与广场相接的道路，其转弯半径视其功能而定, 一般不宜小于6m，广场纵坡宜采用5左右。l 发电单元内的检修道的坡度与单元内其它场地一致，且应接至站区主干道。l 站区综合楼周边道路采用水泥混凝土路面结构（C25，180mm厚）。l 站区广场（综合楼前）铺水泥砖，根据要求可考虑绿化；l 站区内所有道路路基及广场硬化基层处理需按照岩土工程勘察报告进行设计处理。l 主干道道路两侧安装混凝土预制路牙。l
7、 站区综合楼周边道路两侧安装混凝土预制路牙。l 检修道路采用300mm厚水泥稳定砂砾路 （水泥掺量为混合料总重的6%），碾压，密实度95%，压实工作必须在水泥终凝前完成。6 站区管线布置设计6.1站区管线布置原则l 管线敷设方式以工艺要求、自然条件、场地条件等综合考虑。l 管线（沟）走径：力求顺直短捷，并尽量沿规划管线走廊平行路网，靠接口较多一侧布置，减少交叉，埋深及长度。l 方便施工运行管理及检修。6.2站区管线布置l 站区管线总体规划根据上述设计原则及既定敷设方式和各专业提供的接口位置及标高，综合考虑，统筹规划。规划设计内容包括：光伏电站内室（内）外地上、地下所有管线，沟道的走径、管径以及
8、站区对外接口，进行全面控制，确保运行安全。l 管线敷设方式一般管线设计采用地下敷设方式，分为直埋和沟道两种：采用地下直埋的管线有：生活上水管，生活下水管、电缆等。采用地下沟道的管线有：电缆。 7 暖通设计主要包括分站房和主站房采暖、通风等系统设计。7.1设计标准和规范采暖通风与空气调节设计规范GB500192003火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程DL/T5035-2004火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程DL5053-1996工业企业设计卫生标准GBZ1-2002工作场所有害因素职业接触限值GBZ2-2002火力发电厂保温油漆设计规程DL/T5072-1997工业设备及管道绝热工程设
9、计规范GB50264-97公共建筑节能设计标准GB50189-2005城市热力网设计规范GJJ34-2002城镇直埋供热管道工程技术规范CJJ/T81-987.2 设计参数室外设计参数：l 最冷月平均气温l 最热月平均气温l 冬季平均风速l 夏季平均风速l 最大冻土深度室内设计参数：室内空气计算参数按采暖通风与空气调节设计规范（GB500192003）、火力发电厂设计技术规程（DL5000-2000）和火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程（DL/T5035-2004）执行。主站房及通信室的夏季室温不宜超过35，一般设计采用空调调节室内温度；继电器室、电力电容器室、直流屏室及分站房内配电装置
10、室的夏季室温不宜超过40：分站房采用自然进风，机械排风的通风方式，并由铝合金双层防沙调节百叶窗自然进风，采用风机机械排风。通风量均应能满足事故通风不小于换气次数12次/h计算的通风量。8 消防设计消防设计主要是针对站区范围内的消防灭火设施的设计。8.1设计标准和规范火力发电厂与变电站设计防火规范（GB50229-2006）建筑设计防火规范（GB50016-2006）(2006年版)建筑灭火器配置设计规范（GB501402005）（2005年版)8.2主要设计原则依据国家有关消防条例、规范进行设计，本着“预防为主、防消结合”的消防工作方针，消防系统的设置以加强自身防范力量为主，立足于自救，同时与
11、消防部门联防，做到“防患于未然”，从积极的方面预防火灾的发生及蔓延。站区内电气设备较多，消防设计的重点是防止电气火灾。8.3消防和灭火设施设置原则l 根据火力发电厂与变电所消防设计规范，站区内设置的逆变器室，耐火等级不低于二级，且火灾危险性为戊类，不设置消防给水系统。l 逆变器室建构筑物内灭火器按建筑灭火器配置设计规范（GBJ140-90）（2005年版）的有关规定配置。应考虑采用移动式气体灭火器作为主要灭火手段。l 在每个发电单元附近配置干粉灭火器，用于发电单元电气设备的灭火。l 升压变按规范配置相应的灭火器材。8.4电气消防设计原则l 电缆的防火措施按规程要求执行。电缆沟分段分隔，封堵电缆
12、孔洞，涂刷防火阻燃涂料等。l 根据不同场所，配置相应的消防器材。l 加强全站防雷措施，避免设备因雷击破坏造成火灾等次生灾害。8.5消防监控系统设计原则l 根据不同的保护对象，分别采用温、烟、光感探测器和热敏温感线等探测手段。在逆变器室设手动报警器或警铃。l 探测报警控制系统的主要功能是收集各方的火灾信息，同时发出报警信息。8.6建筑消防设计原则 l 逆变器室建构筑物均按有关规定的火灾危险性分类和最低耐火等级要求进行设计。建筑构造防火，如梁柱、楼板、吊顶、屋顶等构造设计，逆变器房防爆泄压、安全疏散等各方面的要求，均遵照建筑设计防火规范(GB50016-2006)等国家现行的标准进行设计。l 工程
13、一般采用钢筋混凝土结构，根据需要也可采用类似于箱式变电站的结构。l 设计纵横向水平通道，并与主要入口相连通。有防火要求的房间设丙级防火门。所有防火门均有自动闭门器第二节 电气系统设计电气主接线是发电厂变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂，变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电器设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定由较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。电气系统设计规划应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。l 可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首
14、要要求，主接线首先应满足这个要求。电气系统可靠性包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电器设备可以简化接线。l 灵活性系统应满足在调度、检修及扩建的灵活性。调度时，应可以灵活地投入和切除逆变升压设备和线路。检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行。扩建时，可以容易地从初期规划过度到最终规划。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。l 经济性在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。应力求简单，以节省一次设
15、备。继电保护和二次回路不过于复杂，以节省设备和控制电缆。设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量，要避免因二次变压而增加电能损失。1光伏阵列设计应根据太阳能电池方阵规划总容量划分为若干个发电单元，整个太阳能电池方阵采用分块发电、集中并网方案，将系统分成若干个光伏并网发电子系统，每个发电子系统设置一个分站房，在分站房中通过直流配电柜-逆变器-交流配电柜-升压变压器将太阳能电池产生的电能升压至与电网电压相同的高压交流电，之后各个逆变器室中的高压交流电通过电缆沟送至主站房配电室，在光伏电站中，每个光伏发电子系统分为若干个板阵，每个板阵的布置均相同；各
16、个板阵中同一行电池组件应设计在一个平面上，每一列组件也在同一平面，这样就保证电池方阵外观排列整齐，次序合理，在保证发电量的同时，兼顾了光伏电站的景观效果。1.1方阵基本参数应根据系统的总功率确定组件方阵所采用晶体硅太阳能电池组件总数量，每个子系统的板阵数的设计应根据选用的逆变器的输入参数来计算确定，每个子系统所配逆变器的规格和数量按电气总体规划的要求设置；每个板阵的组件安装数量应为组件串联数的整数倍，组件的串联数量应结合逆变器的最大功率跟踪窗、最高输入电压、组件的开路电压、最大功率电压来计算确定，每一个板阵上的组串数量可结合整个系统的规划和组件的板型设计。1.2光伏方阵阵列总体布置晶体硅太阳能
17、板阵阵列的方向均为面朝南，板阵的仰角应根据当的的地理环境采用相关设计软件设计确定。板阵的数量根据设计规模来确定，板阵的排列应要根据场站的用地规划图的尺寸进行布置，每个板阵前后阵之间的间距按照满足白天有效光照时间为6小时内不产生摭档的情况下通过计算确定。2方阵基础设计2.1主要建筑材料钢材:型钢、钢板主要用Q235钢；焊条：E43、E50；螺栓：普通螺栓（8.8级）。钢筋:构造钢筋及次要结构钢筋采用HPB235钢，受力结构采用HRB335、HRB400钢筋。混凝土：根据设计需要,现浇混凝土结构为C25C30，素混凝土垫层为C15。2.2基础设计太阳能组件支架基础的布置和选型是根据建造场地的地形和
18、基础持力层情况确定的。根据场地情况和太阳能电池组件支架情况，采用钢筋混凝土独立基础，独立基础的设计埋深按照当地最大冻土深度来确定，满足建筑地基基础设计规范和建筑地基处理技术规范要求，基础施工时基坑开挖要超出基础埋深后，用砂石回填至基底标高，压实系数不小于0.95，同时基础回填土需夯实，夯平，以保证整个结构的稳定性和安全。第三节 场站安防设计安防系统指以搭建组织机构内的安全防范管理平台为目的，利用综合布线技术、通信技术、网络互联技术、多媒体应用技术、安全防范技术、网络安全技术等将相关设备、软件进行集成设计、安装调试、界面定制开发和应用支持。在设计规划时，应当根据不同的太阳能发电厂项目的规模、场地
19、大小、以及甲方对安防的需求等安防系统集成实施的子系统，来进行选择设计监控系统、防盗报警、门禁系统、对讲系统、巡更系统等。对于大部分对安防要求不高的用户使用适当规模的视频监控系统就能够满足需要，而不能满足时再加上防盗报警系统相互补充配合。门禁系统大多适合于办公场所的出入地点安装，对讲系统则适用于大场地的相互联络、提醒，对值守工作的管理有较高要求的用户则可安装巡更系统。第四节 数据传输设计数据传输系统是电力系统不可缺少的组成部分，是电力系统自动化的基础。对于光伏电站，主要传输数据有：光伏设备运行参数（逆变器数据、汇流箱电流数据、环境监测仪数据等）、视频监控数据（主要为大数据量视频信号）、门禁及报警
20、数据、电气保护远动数据等等。针对不同的数据、不同的传输距离、不同的安装连接方式以及干扰情况、设备本身所需通信方式等因素，主要采用以下几种数据传输方式：RS485总线传输、同轴电缆传输、光纤传输、网线传输。第五节 站用电设计规划厂站用电设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全站发展规划，妥善解决分期建设引起的问题，积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进，保证全站安全、经济地运行。站用电需要考虑光伏电站的各类用电负荷，比如分站房照明、空调等，主站房的照明、监控、保护、安防以及生活用电等，规划中站用电配电设置地点宜放置在主站房或者附近。站用电需要考虑稳定性，要根据站用电的可靠性来确定是一路供电，还是双回路供电，或者是否选择发电机作为应急电源等。站用电的电源接入端一般不宜采用从光伏电站交流母线就地接入，如果附近有输配电线路或配变电站，一般考虑从附近的输配电线路上接入，如果没有其它的电源，则可以考虑从本光伏电站的高压送出端接入站用电变压器，避免从光伏发电计量装置的前端接入。