1. 前 言 太 阳 能 光 伏 发 电 是 一 种 具 有 可 持 续 发 展 理 想 特 征 的 可 再 生 能 源 的 发 电 型 式, 近 年 我 国 政 府 也 相 继 出 台 了 一 系 列 鼓 励 和 支 持 太 阳 能 光 伏 产 业 发 展 的 政 策 法 规, 使 得 太 阳 能

Transcription

1 光 伏 电 站 设 计 施 工 心 得 1

2 1. 前 言 太 阳 能 光 伏 发 电 是 一 种 具 有 可 持 续 发 展 理 想 特 征 的 可 再 生 能 源 的 发 电 型 式, 近 年 我 国 政 府 也 相 继 出 台 了 一 系 列 鼓 励 和 支 持 太 阳 能 光 伏 产 业 发 展 的 政 策 法 规, 使 得 太 阳 能 光 伏 产 业 迅 猛 发 展, 各 地 投 资 太 阳 电 站 建 设 的 热 情 非 常 高 涨, 项 目 也 层 出 不 穷, 我 司 也 参 与 了 部 分 项 目 的 可 研, 设 计 及 EPC 总 包, 现 把 从 中 得 到 经 验 及 教 训 作 一 小 结, 请 各 位 专 家 批 评 指 正 2

3 2. 资 源 评 估 2.1 我 国 太 阳 能 资 源 概 况 太 阳 能 资 源 的 分 布 具 有 明 显 的 地 域 性, 这 种 分 布 特 点 反 映 了 太 阳 能 资 源 受 气 候 和 地 理 条 件 的 制 约 从 全 球 角 度 来 看, 我 国 是 太 阳 能 资 源 相 当 丰 富 的 国 家, 具 有 发 展 太 阳 能 利 用 得 天 独 厚 的 优 越 条 件 我 国 太 阳 能 资 源 分 布 的 主 要 特 点 有 : 1 太 阳 能 的 高 值 中 心 和 低 值 中 心 都 处 在 北 纬 22 ~35 这 一 带, 青 藏 高 原 是 高 值 中 心, 四 川 盆 地 是 低 值 中 心 ; 2 太 阳 年 辐 射 总 量, 西 部 地 区 高 于 东 部 地 区, 而 且 除 西 藏 和 新 疆 两 个 自 治 区 外, 基 本 上 是 南 部 低 于 北 部 ; 3 由 于 南 方 多 数 地 区 云 多 雨 多, 在 北 纬 30 ~40 之 间, 太 阳 能 的 分 布 情 况 与 一 般 的 太 阳 能 随 纬 度 而 变 化 的 规 律 相 反, 太 阳 能 不 是 随 着 纬 度 的 升 高 而 减 少, 而 是 随 着 纬 度 的 升 高 而 增 加 太 阳 能 资 源 是 以 太 阳 总 辐 射 量 表 示 的, 一 个 国 家 或 一 个 地 区 的 太 阳 总 辐 射 量 主 要 取 决 所 处 纬 度 海 拔 高 度 和 天 空 的 云 量 根 据 太 阳 能 资 源 评 估 方 法 (QX/T ), 太 阳 能 资 源 丰 富 程 度 等 级 划 分 见 表 2-1 3

4 表 2-1 太 阳 能 资 源 丰 富 程 度 等 级 划 分 表 等 级 资 源 代 号 年 总 辐 射 量 (MJ/m 2 ) 年 总 辐 射 量 (kwh/m 2 ) 最 丰 富 带 I 平 均 日 辐 射 量 (kwh/m 2 ) 很 丰 富 带 II 较 丰 富 带 III 一 般 IV <3780 <1050 <2.9 从 全 国 来 看, 我 国 是 太 阳 能 资 源 相 当 丰 富 的 国 家, 绝 大 多 数 地 区 年 太 阳 辐 射 总 量 在 5256MJ/m 2 以 上, 年 日 照 时 数 在 2000h 以 上 我 国 太 阳 能 资 源 分 布 图 见 图 2-1 图 2-1 我 国 太 阳 能 资 源 分 布 图 4

5 2.2 太 阳 能 资 源 数 据 太 阳 能 辐 射 量 可 从 县 及 气 象 局 取 得, 也 可 从 国 家 气 象 局 取 得, 或 者 来 自 卫 星 扫 描 从 气 象 局 取 的 的 太 阳 能 辐 射 数 据 为 水 平 面 上 的 太 阳 辐 射 量, 一 般 包 括 水 平 面 的 总 辐 射 量 直 接 辐 射 量 和 散 射 辐 射 量 来 自 卫 星 扫 描 的 辐 射 数 据, 一 般 为 水 平 面 上 的 总 辐 射 量 太 阳 能 资 源 数 据 主 要 包 括, 年 度 太 阳 能 辐 射 总 量 和 各 月 太 阳 辐 射 总 量 用 于 工 程 建 设 时 需 要 的 与 之 相 关 的 气 象 数 据 包 括 : 多 年 平 均 气 温, 多 年 极 端 最 高 气 温, 多 年 极 端 最 低 气 温, 白 天 (8-18 时 ) 最 低 温 度 ; 多 年 平 均 风 速, 多 年 最 大 风 速 ; 多 年 平 均 雷 暴 日, 多 年 最 多 雷 暴 日 数 ; 多 年 平 均 年 总 量 降 水 量, 多 年 一 日 最 大 降 水 量 ; 多 年 最 大 冻 土 深 度 ; 多 年 最 大 积 雪 深 度 ; 上 述 数 据 一 般 为 近 10 年 的 累 计 数 据, 当 然 有 近 30 年 的 统 计 数 据, 则 会 使 数 据 分 析 更 加 准 确 5

6 2.3 太 阳 能 资 源 数 据 有 效 性 分 析 太 阳 能 辐 射 数 据 的 来 源 有 来 自 卫 星 扫 描 数 据, 或 从 气 象 局 取 得 的 实 地 测 试 数 据 目 前 卫 星 扫 描 数 据 一 般 利 用 美 国 宇 航 局 NASA 数 据 库 提 供 的 太 阳 能 辐 射 数 据 通 过 输 入 不 同 地 理 位 置 经 纬 度 坐 标, 得 到 22 年 平 均 的 太 阳 能 月 平 均 日 辐 射 值 (kwh/m2/d), 卫 星 数 据 覆 盖 范 围 较 大, 记 录 时 间 较 长, 能 够 获 得 十 年 以 上 卫 星 扫 描 数 据, 但 精 度 较 低, 有 效 范 围 约 几 百 平 方 公 里 实 地 测 量 数 据 能 够 根 据 实 际 地 点 定 位 测 量 太 阳 能 资 源, 有 效 范 围 及 数 据 较 卫 星 数 据 要 好, 但 是 可 能 存 在 实 测 时 间 较 短, 仅 得 到 有 限 区 域 的 有 限 时 间 段 内 的 实 测 数 据 当 取 得 项 目 所 在 地 气 象 局 辐 射 数 据 或 者 其 它 来 源 数 据 用 于 项 目 设 计 的 分 析, 有 以 下 情 况 需 对 数 据 有 效 性 进 行 分 析 : 1 若 太 阳 能 辐 射 数 据 不 够 完 整 或 者 缺 少 多 年 的 辐 射 数 据, 则 需 对 太 阳 能 辐 射 数 据 的 有 效 性 和 辐 射 量 进 行 评 估 2 当 取 得 太 阳 能 辐 射 数 据 较 为 完 整 时, 且 辐 射 量 较 好 时, 需 结 合 项 目 场 地 综 合 考 虑, 若 当 地 存 在 建 筑 或 者 树 林 等 遮 挡 时, 辐 射 数 据 会 受 影 响 另 一 方 面 观 察 当 地 是 否 存 在 山 脉 或 者 会 对 辐 射 量 影 响 较 大 的 地 形 地 貌 在 这 种 情 况 下 可 通 过 比 较 场 地 附 近 地 区 的 平 均 数 据, 来 分 析 评 估 太 阳 能 辐 射 数 据 的 有 效 性 3 当 气 象 局 提 供 辐 射 数 据 或 卫 星 扫 描 数 据 与 当 地 实 测 数 据 存 在 较 大 差 异 时, 需 结 合 实 测 数 据 的 测 试 时 间 长 度 和 测 试 时 是 否 有 其 它 因 素 影 响, 根 据 太 阳 能 资 源 评 估 方 法 来 分 析 评 估 太 阳 能 辐 射 数 据 的 有 效 性 6

7 2.4 太 阳 能 资 源 数 据 的 利 用 从 气 象 局 获 得 的 太 阳 能 辐 射 数 据, 一 般 包 括 水 平 面 的 总 辐 射 量 直 接 辐 射 量 和 散 射 辐 射 量 卫 星 扫 描 得 到 的 太 阳 能 辐 射 数 据 为 水 平 面 上 的 总 辐 射 量 在 光 伏 发 电 系 统 中, 固 定 式 系 统, 为 了 取 得 全 年 更 大 的 发 电 量 和 电 池 组 件 的 自 洁 考 虑, 一 般 将 太 阳 能 电 池 组 件 以 一 定 的 角 度 倾 斜 安 装 这 样 就 需 要 将 水 平 面 上 的 辐 射 量 转 换 为 斜 面 上 的 辐 射 量 目 前 水 平 面 的 辐 射 量 转 换 为 斜 面 上 的 辐 射 量, 可 采 用 人 工 计 算 分 析, 但 该 方 法 较 复 杂, 通 常 采 用 计 算 机 软 件 进 行 分 析, 如 RETScreen PVSYST 若 项 目 所 在 地 的 太 阳 能 辐 射 数 据 不 够 完 整 或 者 缺 少 多 年 的 辐 射 数 据, 可 对 比 附 近 区 域 太 阳 能 平 均 辐 射 数 据, 也 可 参 考 卫 星 扫 描 太 阳 能 辐 射 数 据, 从 而 进 行 综 合 分 析 为 了 使 分 析 精 确, 还 需 要 考 虑 的 因 数 有 : 各 月 平 均 气 温, 各 月 平 均 风 速, 水 平 面 上 的 散 射 辐 射 量 精 确 的 太 阳 能 资 源 评 估 是 大 规 模 开 发 利 用 太 阳 能 的 前 提, 是 太 阳 能 行 业 投 资 者 准 确 投 资 分 析 的 必 要 保 障 7

8 2.5 我 国 西 北 地 区 太 阳 能 资 源 情 况 宁 夏 太 阳 能 资 源 情 况 宁 夏 在 开 发 利 用 太 阳 能 方 面 具 备 得 天 独 厚 的 优 越 条 件, 地 势 海 拔 高 阴 雨 天 气 少 日 照 时 间 长 辐 射 强 度 高 大 气 透 明 度 好 宁 夏 年 太 阳 能 辐 射 总 量 为 每 平 方 米 4936MJ-6119MJ( 兆 焦 ), 由 南 向 北 平 均 每 10 公 里 每 平 方 米 递 增 50MJ 年 日 照 时 数 为 2194 小 时 小 时, 日 照 百 分 率 50%-69%, 由 南 向 北 递 增 宁 夏 太 阳 能 辐 射 具 有 地 域 不 同 的 差 异, 其 特 征 是 北 部 多 于 南 部, 南 北 每 平 方 米 相 差 约 1000MJ, 由 六 盘 山 地 区 的 MJ 增 至 中 北 部 的 6000MJ 其 中 引 黄 灌 区 与 中 部 干 旱 带 的 盐 池 同 心 县 太 阳 辐 射 较 高, 在 5864MJ-6100MJ 之 间, 南 部 山 区 年 辐 射 量 相 对 较 少, 太 阳 辐 射 总 量 为 4947MJ-5641MJ 宁 夏 太 阳 辐 射 还 具 有 明 显 季 节 变 化 差 异, 夏 季 最 多 平 均 为 1930MJ, 春 秋 两 季 次 之 平 均 1456MJ, 冬 季 最 少 平 均 945MJ 将 全 国 部 分 地 区 的 年 平 均 气 温 年 总 辐 射 直 接 辐 射 直 接 辐 射 占 总 辐 射 的 百 分 率 年 日 照 时 数 年 晴 天 日 数 年 太 阳 能 可 利 用 日 数 年 平 均 总 云 量 等 8 项 指 标, 经 过 数 据 预 处 理 后, 银 川 的 太 阳 能 可 利 用 状 况 在 全 国 排 序 占 第 3 位, 固 原 虽 排 序 占 第 12 位, 就 全 国 范 围 而 言, 其 太 阳 能 可 利 用 状 况 也 是 比 较 好 的 因 此, 宁 夏 有 着 得 天 独 厚 的 优 越 条 件, 开 发 太 阳 能 具 有 极 大 的 潜 力 8

9 宁 夏 各 地 日 照 时 间 多 于 6 小 时 的 天 数 每 月 在 13.3~25.7 天, 全 年 在 215~ 天, 太 阳 能 可 利 用 时 间 较 长 宁 夏 各 地 太 阳 能 资 源 稳 定 程 度 在 1.1~ 1.7, 太 阳 能 资 源 比 较 稳 定 银 川 市 中 午 是 最 有 利 太 阳 能 资 源 利 用 的 时 段, 上 午 下 午 也 是 太 阳 能 资 源 利 用 的 较 好 时 段 内 蒙 古 太 阳 能 资 源 情 况 内 蒙 古 海 拔 较 高, 地 处 中 纬 度 内 陆 地 区, 以 温 带 大 陆 性 气 候 为 主, 全 年 降 水 较 少, 多 晴 朗 天 气, 云 量 低, 相 对 的 日 照 时 间 长, 日 照 时 数 在 2600~ 3400h 之 间, 太 阳 能 辐 射 较 强, 是 全 国 的 高 值 地 区 之 一 全 区 年 辐 射 总 量 在 4830~7014MJ/m2 之 间, 仅 次 于 青 藏 高 原, 居 全 国 第 2 位 全 区 太 阳 能 资 源 的 分 布 自 东 部 向 西 南 增 多, 以 巴 彦 淖 尔 市 西 部 及 阿 拉 善 盟 最 好 一 年 之 中, 4~9 月 作 物 与 牧 草 生 长 期 的 辐 射 总 量 与 日 照 率 都 在 全 年 的 50% 以 上, 特 别 是 4~6 月, 东 南 季 风 还 未 推 进 到 内 蒙 古 境 内, 所 以 空 气 干 燥, 阴 云 天 气 少, 日 照 充 足 9

10 2.5.3 甘 肃 省 太 阳 能 资 源 情 况 甘 肃 省 位 于 祖 国 地 理 中 心, 介 于 北 纬 , 东 经 , 地 貌 复 杂 多 样, 山 地 高 原 平 川 河 谷 沙 漠 戈 壁, 类 型 齐 全, 交 错 分 布, 地 势 自 西 南 向 东 北 倾 斜 地 形 呈 狭 长 状, 东 西 长 1655 公 里, 南 北 宽 530 公 里, 复 杂 的 地 貌 形 态, 大 致 可 分 为 各 具 特 色 的 六 大 地 形 区 域 甘 肃 省 具 有 丰 富 的 太 阳 能 资 源, 年 太 阳 能 总 辐 射 量 在 MJ/m2, 其 地 理 分 布 为 自 西 北 向 东 南 递 减 的 规 律 年 资 源 理 论 储 量 67 万 亿 KWh, 每 年 地 表 吸 收 的 太 阳 能 相 当 于 大 约 824 亿 吨 标 准 煤 的 能 量, 开 发 利 用 前 景 广 阔 河 西 走 廊 甘 南 高 原 为 甘 肃 省 太 阳 辐 射 丰 富 区, 年 太 阳 总 辐 射 量 分 别 为 每 平 方 米 5800MJ 和 6400MJ; 陇 南 地 区 相 对 较 低, 年 太 阳 总 辐 射 量 仅 4800~5200MJ; 其 余 地 区 为 MJ 除 陇 南 地 区 外, 甘 肃 省 年 太 阳 总 辐 射 量 比 同 纬 度 的 华 北 东 北 地 区 都 大 甘 肃 省 以 夏 季 太 阳 总 辐 射 最 多, 冬 季 最 少, 春 季 大 于 秋 季 7 月 各 地 太 阳 总 辐 射 量 为 每 平 方 米 560~740MJ;1 月 为 260~ 380MJ;4 月 为 480~630MJ;10 月 为 300~480MJ 太 阳 总 辐 射 冬 季 南 北 差 异 小, 春 季 南 北 差 异 大 甘 肃 省 各 地 年 日 照 时 数 在 小 时 之 间, 自 西 北 向 东 南 逐 渐 减 少 河 西 走 廊 西 部 年 日 照 时 数, 在 3200 小 时 以 上 ; 陇 南 南 部, 在 1800 小 时 以 下 ; 其 余 地 区 在 2000~3000 小 时 之 间 10

11 2.5.4 陕 西 省 太 阳 能 资 源 概 况 陕 西 全 省 年 平 均 太 阳 总 辐 射 量 为 4100~5600MJ/m2, 年 峰 值 日 照 时 数 为 1150~1550h, 年 平 均 日 照 时 数 在 1270~2900 小 时, 日 照 百 分 率 在 28%~64 % 之 间 其 空 间 分 布 特 征 是 北 部 多 于 南 部, 南 北 总 辐 射 量 相 差 1400MJ/m2, 高 值 区 位 于 陕 北 长 城 沿 线 一 带, 年 太 阳 总 辐 射 量 为 MJ/m2; 低 值 区 主 要 分 布 于 陕 南 大 巴 山 区, 年 太 阳 总 辐 射 量 为 MJ/m2 夏 季 总 辐 射 量 最 大, 占 到 总 辐 射 量 的 近 40%, 冬 季 总 辐 射 量 最 小, 表 现 出 四 季 分 布 的 不 对 称 性 陕 北 区 域 日 照 强 烈, 地 势 海 拔 高, 大 气 透 明 度 好 阴 雨 天 气 少 日 照 时 间 长 辐 射 强 度 高, 年 日 照 时 数 达 到 2600~2900h, 年 总 太 阳 辐 射 量 MJ/m2 11

12 3. 光 伏 阵 列 的 设 计 光 伏 阵 列 即 光 伏 方 阵, 由 若 干 个 光 伏 组 件 或 光 伏 构 件 在 机 械 和 电 气 上 按 一 定 方 式 组 装 在 一 起, 并 且 有 固 定 的 支 撑 结 构 而 构 成 的 直 流 发 电 单 元 在 光 伏 方 阵 设 计 时 我 们 通 常 需 要 考 虑 以 下 几 个 方 面 : 光 伏 组 件 的 倾 角 光 伏 阵 列 之 间 的 间 距 和 组 件 串 的 组 件 数 量 计 算 3.1 光 伏 组 件 倾 角 的 计 算 : 光 伏 组 件 倾 角 : 光 伏 组 件 所 在 平 面 与 水 平 面 的 夹 角 我 们 从 气 象 站 得 到 的 资 料, 一 般 为 水 平 上 的 太 阳 辐 量, 换 算 成 光 伏 阵 列 倾 斜 面 的 辐 射 量, 才 能 进 行 光 伏 系 统 发 电 量 的 计 算. 对 于 以 某 一 倾 角 固 定 式 安 装 的 光 伏 阵 列, 所 接 受 到 的 太 阳 辐 射 能 与 倾 斜 的 角 度 有 关, 其 中 较 为 简 便 的 计 算 日 辐 射 量 的 公 式 如 下 : Rβ = S [sin(α+β)/sinα] + D 倾 斜 方 阵 面 上 的 太 阳 总 辐 射 量 计 算 图 式 中 : Rβ 倾 斜 方 阵 面 上 的 太 阳 总 辐 射 量 ; D 散 射 辐 射 量, 假 定 D 与 斜 面 倾 角 无 关 ; S 水 平 面 上 的 太 阳 直 接 辐 射 量 ; β 方 阵 倾 角 ; α 午 时 分 的 太 阳 高 度 角 12

13 通 过 上 述 方 法 可 计 算 某 地 一 定 时 间 内 斜 面 上 的 辐 射 量, 但 是 要 计 算 出 某 斜 面 在 该 地 区 一 年 的 辐 射 相 对 较 困 难, 甚 至 无 法 计 算 主 要 是 到 达 光 伏 组 件 上 的 太 阳 辐 射 量 受 许 多 因 素 影 响, 归 纳 起 来 有 以 下 几 个 方 面 : 天 文 地 理 因 素 : 日 地 距 离 的 变 化, 太 阳 赤 纬 太 阳 时 角 地 理 纬 度 海 拔 高 度 和 气 候 等 ; 大 气 状 况 : 云 量 大 气 透 明 度 大 气 组 成 及 污 染 程 度 ( 灰 尘 粒 子 密 度 二 氧 化 碳 等 的 含 量 ); 组 件 阵 列 倾 角 设 计 考 虑 : 组 件 的 倾 斜 角 及 方 位 角, 支 架 采 用 固 定 式 还 是 巡 日 跟 踪 式 等 ; 因 此, 光 伏 组 件 倾 斜 面 上 的 辐 射 量 因 素 较 多, 且 随 机 性 很 强, 要 完 全 依 靠 理 论 计 算 很 难 取 得 精 确 地 结 果 目 前 光 伏 组 件 倾 角 我 们 正 常 通 过 软 件 模 拟 不 同 倾 角 时 的 辐 射 量 同 时 考 虑 当 地 气 象 局 实 测 的 数 据 进 行 分 析 根 据 工 程 经 验, 一 般 光 伏 阵 列 的 倾 角 取 当 地 纬 度 或 偏 小 一 点 ( 并 网 系 统 ) 而 在 离 网 系 统 中, 光 伏 阵 列 倾 角 设 计 则 需 要 考 虑 最 不 利 条 件 因 素 下 保 证 系 统 可 靠 供 电 的 原 则, 其 倾 角 往 往 大 于 当 地 纬 度 13

14 3.2 光 伏 阵 列 之 间 间 距 的 计 算 : 并 网 光 伏 发 电 系 统 方 阵 的 最 佳 安 装 倾 角 采 用 专 业 系 统 设 计 软 件 进 行 优 化 设 计 来 确 定, 它 应 是 系 统 全 年 发 电 量 最 大 时 的 倾 角 当 倾 角 确 定 后 我 们 要 保 证 每 个 光 伏 阵 列 在 冬 至 日 上 午 九 时 到 下 午 三 时 无 阴 影 遮 挡 ( 北 半 球 ) 太 阳 电 池 阵 列 间 距 的 设 计 计 算 : 在 北 半 球, 对 应 最 大 日 照 辐 射 接 收 量 的 平 面 为 朝 向 正 南, 阵 列 倾 角 确 定 后, 要 注 意 南 北 向 前 后 阵 列 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, 组 件 之 间 南 北 方 向 无 阴 影 遮 挡 固 定 光 伏 组 件 方 阵 的 支 架 系 统 安 装 的 前 后 最 小 间 距 D, 如 下 图 所 示 : 阵 列 阴 影 示 意 图 简 化 的 计 算 公 式 如 下 : D 0.707H tan arcsin 0.648cos 0.399sin 式 中 :φ 为 纬 度 ( 在 北 半 球 为 正 南 半 球 为 负 ); H 为 光 伏 方 阵 阵 列 或 遮 挡 物 与 可 能 被 遮 挡 组 件 底 边 高 度 差 14

15 同 时 在 太 阳 能 电 池 方 阵 排 列 布 置 还 需 要 考 虑 地 形, 地 貌 的 因 素, 要 与 当 地 自 然 环 境 有 机 的 结 合 同 时 设 计 要 规 范, 并 兼 顾 光 伏 电 站 的 景 观 效 果, 在 整 个 方 阵 场 设 计 中 尽 量 节 约 土 地 太 阳 电 池 方 阵 的 布 置 设 计 包 括 阵 列 倾 角 设 计, 方 位 角 设 计, 阵 列 间 距 设 计, 需 根 据 具 体 情 况 来 进 行 计 算 关 于 跟 踪 系 统 阵 列 之 间 的 间 距 计 算 相 对 复 杂, 由 于 跟 踪 支 架 系 统 的 巡 日 条 件 和 跟 踪 角 度 范 围 与 其 厂 家 产 品 有 关, 且 每 家 不 尽 相 同 故 对 其 计 算 无 实 际 意 义 但 有 一 点 是 一 致 的, 就 是 我 们 都 必 须 满 足 一 天 中 不 得 小 于 6 小 时 的 照 射 时 间 窗 口 需 要 说 明 的 是 上 述 时 间 为 地 方 时 例 如 在 计 算 中 使 用 的 太 阳 赤 纬 都 是 以 天 文 年 历 为 准 的, 而 天 文 年 历 所 给 出 的 参 数 都 是 世 界 时 0 时 的 值, 但 时 角 又 是 以 地 方 时 为 依 据 的, 而 日 常 的 钟 表 所 显 示 的 时 间 都 是 北 京 时 这 里 需 要 注 意 的 是 : 北 京 时 早 8 点 时, 乃 是 世 界 时 0 点, 由 于 地 球 自 西 向 东 转 动, 所 以, 凡 是 在 北 京 以 东 的 地 方, 其 地 方 时 均 比 北 京 时 要 晚, 即 8 点 多, 而 北 京 以 西 的 地 方 则 尚 未 到 8 点 经 度 订 正 是 时 间 转 换 所 必 需 的 在 我 国 明 确 规 定, 东 经 为 正, 西 经 为 负 ; 但 在 美 国 则 刚 好 相 反 具 体 换 算 公 式 是 : 地 方 时 ( 即 太 阳 时 )= 北 京 时 +E-4*(120-L) 其 中 :E 为 地 球 绕 日 公 转 时 进 动 和 转 速 变 化 而 产 生 的 修 正, 单 位 为 分 ;L 为 当 地 的 经 度 15

16 3.3 组 件 串 的 设 计 组 件 串 是 在 光 伏 发 电 系 统 中, 将 多 个 光 伏 组 件 以 串 联 方 式 连 接, 形 成 具 有 所 需 直 流 输 出 电 压 的 最 小 单 元 在 组 件 串 设 计 时 主 要 应 考 虑 以 下 因 素 :1 逆 变 器 的 MPPT 跟 踪 范 围 ;2 逆 变 器 直 流 输 入 能 承 受 的 最 大 直 流 电 压 ;3 光 伏 组 件 的 开 路 电 压 峰 值 工 作 电 压 及 组 件 的 开 路 电 压 的 温 度 系 数 我 们 在 设 计 时 必 须 满 足 光 伏 组 件 串 的 电 压 在 逆 变 器 MPPT 工 作 范 围 内, 且 需 要 考 虑 组 件 在 温 度 上 升 时 而 带 来 的 电 压 下 降, 即 组 件 串 的 最 低 工 作 电 压 必 须 大 于 逆 变 器 MPPT 的 最 低 电 压, 同 时 组 件 串 峰 值 工 作 电 压 必 须 小 于 逆 变 器 MPPT 的 最 大 电 压 关 于 逆 变 器 直 流 输 入 的 最 大 电 压 : 由 于 组 件 串 在 温 度 下 降 时 开 路 电 压 反 上 升, 因 此 我 们 在 计 算 时 必 须 满 足 组 件 串 的 最 大 开 路 电 压 不 得 高 于 逆 变 器 允 许 承 受 的 最 大 直 流 输 入 电 压 一 般 而 言, 晶 硅 组 件 的 开 路 电 压 温 度 系 数 为 -(0.33~0.36)%/K 即 :Min(MPPT)< 组 件 串 电 压 ( 考 虑 温 度 上 升 后 工 作 时 的 最 低 电 压 ) 组 件 串 电 压 ( 考 虑 温 度 变 化 下 工 作 时 的 峰 值 电 压 )<Max(MPPT) 同 时 必 须 满 足 : 组 件 串 开 路 电 压 ( 考 虑 温 度 最 低 时 的 开 路 电 压 )< 逆 变 器 允 许 承 受 的 最 大 电 压 在 进 行 组 串 设 计 时, 还 必 须 考 虑 直 流 线 路 实 际 压 降 所 产 生 的 影 响 在 具 体 项 目 设 计 时 我 们 还 需 要 考 虑 项 目 现 场 的 实 际 情 况, 如 周 围 有 无 高 大 建 筑 物 地 势 是 否 平 坦 在 屋 面 电 站 时 还 需 要 考 虑 方 位 角 问 题, 有 时 由 于 建 筑 本 身 不 是 正 南 方 向, 故 在 设 计 时 为 考 虑 美 观 等 因 素 可 能 会 放 弃 最 佳 方 位 角 0 度 的 要 求 有 时 为 满 足 设 计 容 量 要 求 而 放 弃 最 佳 倾 角 设 计 及 方 阵 之 间 的 间 距 等 因 此, 光 伏 阵 列 设 计 时 我 们 首 先 必 须 了 解 客 户 需 求, 并 对 可 能 产 生 的 问 题 进 行 有 轻 重 之 分, 只 有 这 样 才 能 最 大 限 度 地 设 计 出 满 足 客 户 需 求 的 产 品 16

17 3.4 特 殊 气 候 条 件 对 光 伏 电 站 的 影 响 特 殊 气 候 条 件 对 光 伏 电 站 的 影 响 按 以 下 几 个 因 素 分 类 讨 论 : 极 端 温 度 的 影 响 极 端 低 温 和 极 端 高 温 都 将 影 响 到 设 备 的 生 存 ; 极 端 低 温 会 导 致 地 基 产 生 冻 胀 现 象, 毁 坏 基 础 ; 极 端 高 温 对 电 池 板 输 出 电 能 不 利, 气 温 的 升 高 将 导 致 组 件 表 面 温 度 的 升 高, 组 件 的 发 电 效 率 也 急 剧 下 降 极 端 大 风 的 影 响 极 端 大 风 会 影 响 电 池 板 的 安 全, 导 致 光 伏 组 件 被 大 风 吹 翻 ; 极 端 大 风 还 会 降 低 支 架 的 防 腐 性 能 极 端 降 雨 洪 水 的 影 响 洪 水 会 造 成 基 础 沉 降 塌 陷, 导 致 光 伏 阵 列 变 形, 进 而 损 坏 光 伏 组 件 极 端 雷 暴 的 影 响 雷 暴 可 能 导 致 电 气 设 备 雷 击 毁 坏, 不 能 工 作, 影 响 光 伏 电 站 电 能 输 出 极 端 降 雪 的 影 响 积 雪 有 可 能 造 成 光 伏 组 件 的 大 面 积 损 坏, 影 响 光 伏 电 站 电 能 输 出 所 以, 在 进 行 光 伏 发 电 系 统 设 计 时 都 需 要 对 以 上 因 素 进 行 考 虑 17

18 4. 升 压 及 系 统 接 入 4.1 系 统 构 成 概 述 本 系 统 为 由 逆 变 器 交 流 输 出 侧 至 公 共 电 网 并 网 接 入 点 之 间 部 分, 一 般 包 括 以 下 环 节 : 升 压 部 分, 逆 变 器 输 出 的 低 压 交 流 (AC270V 或 其 它 电 压 等 级 ) 经 升 压 变 升 至 10KV 或 35KV 高 压 汇 流 部 分, 多 台 升 压 变 高 压 输 出 接 至 厂 区 高 压 开 关 站 汇 流 并 网 接 入 部 分, 高 压 汇 流 后 经 计 量 后 再 接 入 公 共 电 网 并 网 输 出 ; 以 及 满 足 电 网 接 入 要 求 的 配 套 设 施 ( 公 用 测 控 系 统 远 动 系 统 电 能 量 监 测 系 统 电 能 计 量 电 力 调 度 数 据 网 等 ) 无 功 补 偿 部 分, 根 据 电 网 要 求 设 置 的 高 压 集 中 无 功 补 偿 厂 用 电 部 分 ( 厂 用 变 电 站 ), 满 足 光 伏 发 电 厂 运 行 的 厂 用 电 部 分, 主 要 包 括 厂 用 变 压 器 及 其 低 压 配 电 系 统 18

19 4.2 主 要 系 统 方 案 分 析 与 对 比 一 个 优 秀 的 设 计 方 案 应 同 时 满 足 技 术 先 进 可 靠 和 经 济 合 理 两 方 面 要 求 任 何 脱 离 实 际 只 追 求 技 术 先 进 而 不 考 虑 系 统 成 本, 或 者 一 味 追 求 低 成 本 而 置 于 系 统 稳 定 可 靠 性 不 顾, 这 都 是 不 可 取 的 应 在 方 案 选 择 系 统 设 计 中 将 这 两 者 综 合 考 虑, 通 过 分 析 比 较 确 定 技 术 与 经 济 的 合 理 平 衡 点 以 下 拟 从 两 部 分 内 容 来 分 析 :1) 光 伏 发 电 系 统 主 接 线 方 案,2) 厂 用 电 配 电 方 案 光 伏 发 电 系 统 主 接 线 方 案 大 型 地 面 光 伏 并 网 电 站 由 于 占 地 面 积 较 大 远 离 负 荷 中 心, 一 般 采 用 分 块 发 电 高 压 集 中 并 网 方 式 将 发 电 场 地 分 成 多 个 发 电 单 元 ( 如 1MWp 一 个 单 元 ), 每 单 元 就 地 设 置 逆 变 室 升 压 变, 厂 区 内 设 置 高 压 开 关 控 制 室 以 及 办 公 配 套 设 施 目 前 大 型 地 面 光 伏 电 站 主 要 系 统 构 成 是 : 各 个 单 元 光 伏 组 件 经 逆 变 器 转 变 成 交 流 电 后, 输 出 电 压 为 270V 或 315V, 就 地 配 置 一 级 升 压 变 压 器, 由 270V 或 315V 直 接 升 压 到 10KV 或 35kV, 再 在 厂 区 内 设 置 开 关 站, 各 单 元 10KV 或 35kV 母 线 汇 流 后 直 接 并 入 当 地 电 网 不 带 隔 离 变 的 逆 变 器 交 流 输 出 有 270V 或 315V 之 分, 一 般 说 来 单 台 容 量 在 500KW 及 以 下 的 交 流 输 出 多 为 270V, 单 台 容 量 630KW 的 为 315V 逆 变 器 输 出 电 压 的 选 择 依 据 所 选 品 牌 而 定, 无 需 特 别 比 较 19

20 升 压 变 高 压 侧 输 出 有 10KV 或 35KV 之 分, 选 用 何 种 电 压 等 级 应 依 据 具 体 项 目 的 规 模 及 当 地 电 网 并 网 条 件 综 合 而 定 其 决 定 性 因 素 一 般 是 当 地 电 网 规 划 要 求 及 并 网 接 入 的 电 网 变 电 站 电 压 等 级 一 般 10MWp 及 以 下 规 模 光 伏 电 站, 无 需 二 次 升 压, 可 直 接 低 压 升 至 10KV 或 35KV 并 网 超 过 10MWp 规 模 光 伏 电 站 一 般 需 直 接 升 至 35KV 并 网, 或 采 用 二 次 升 压, 即 先 低 压 升 至 10KV, 各 单 元 10KV 在 厂 区 开 关 站 汇 流 后 再 升 至 35KV 或 110KV 并 入 当 地 电 网 在 光 伏 电 站 项 目 实 际 建 设 中, 二 次 升 压 变 电 站 及 35KV 以 上 部 分 一 般 由 当 地 电 网 公 司 设 计 与 建 设 光 伏 电 站 厂 区 内 的 低 压 直 升 至 10KV 或 35KV 的 升 压 站 及 其 高 压 开 关 站 由 划 归 光 伏 电 站 EPC 范 围 内 本 部 分 拟 对 该 范 围 的 变 压 器 选 择 系 统 主 接 线 方 案 进 行 技 术 经 济 比 较, 分 析 各 方 案 优 缺 点, 并 给 出 一 定 条 件 的 合 理 方 案 建 议 升 压 箱 式 变 的 选 择 光 伏 电 站 施 工 周 期 短, 项 目 地 处 偏 远 交 通 不 便, 各 种 工 程 材 料 采 购 多 有 不 便 且 成 本 较 高, 所 以 应 尽 量 减 少 现 场 制 作 项 目 升 压 变 电 站 一 般 采 用 预 装 箱 式 变 电 站, 在 制 造 厂 完 成 后 运 至 现 场 就 位 做 简 单 调 试 后 即 可 投 运, 相 比 土 建 式 变 电 站 施 工 周 期 短, 成 本 节 省 依 据 箱 变 变 压 器 形 式 有 干 式 和 油 浸 式 之 分, 依 据 箱 变 组 合 形 式 有 欧 式 与 美 式 之 分 20

21 4.2.2 系 统 主 接 线 系 统 主 接 线 一 般 有 链 式 和 放 射 式 链 式 是 将 几 个 1MW 单 元 的 升 压 变 压 器 链 接 后 接 至 10KV 开 关 站 汇 流 后 再 接 入 电 网 这 样 可 以 节 省 高 压 电 缆 与 10KV 开 关 站 内 的 高 压 开 关 柜 因 为 减 少 了 高 压 电 缆 也 节 省 了 高 压 电 缆 的 敷 设 费 用 但 因 为 采 用 链 式, 是 变 压 器 的 保 护 趋 于 复 杂 化, 一 般 需 在 变 压 器 高 压 出 线 配 置 真 空 断 路 器, 这 回 增 加 系 统 造 价 放 射 式 是 每 个 1MW 单 元 的 升 压 变 压 器 出 线 直 接 接 至 10KV 开 关 站 汇 流 后 接 入 电 网 这 样 高 压 电 缆 会 增 加, 其 施 工 费 用 会 增 加,10KV 开 关 站 内 高 压 开 关 柜 也 会 增 加 但 因 为 采 用 了 放 射 式, 变 压 器 保 护 非 常 简 单, 变 压 器 高 压 侧 出 线 可 采 用 高 压 刀 熔 开 关, 而 且 变 压 器 可 以 非 常 方 便 的 选 用 户 外 一 体 式 油 变, 不 但 其 体 积 小, 而 且 这 种 形 式 升 压 变 压 器 成 本 低 廉 在 已 实 施 的 两 个 10MWp 项 目 中, 分 别 采 用 了 以 下 两 种 方 案 项 目 一 是 采 用 链 式, 变 压 器 是 干 变 ; 项 目 二 是 采 用 放 射 式, 变 压 器 是 油 变, 项 目 总 体 造 价 比 较, 项 目 费 用 要 更 节 省 21

22 4.3 系 统 方 案 总 结 与 建 议 光 伏 发 电 系 统 主 接 线 从 上 述 分 析 可 知, 甘 肃 某 10MWp 项 目 采 用 低 压 直 升 35KV 再 汇 流 后 并 网,8 个 1.25MWp 单 元 每 单 元 就 地 设 置 一 台 干 式 欧 式 升 压 箱 变, 每 4 台 箱 变 高 压 链 接 后 分 成 两 回 路 接 至 35KV 开 关 站 在 汇 流 后 接 至 当 地 电 网 宁 夏 某 10MWp 项 目 采 用 低 压 直 升 10KV 再 汇 流 后 并 网, 设 有 9 个 1MWp 和 1 个 0.5MWp 单 元, 共 计 10 个 发 电 单 元 每 单 元 就 地 设 置 一 台 组 合 共 箱 式 全 密 封 油 浸 升 压 箱 变 (ZGSF11- Z.G), 每 台 箱 变 高 压 出 线 接 至 10KV 开 关 站 汇 流 后 接 至 当 地 电 网 甘 肃 项 目 采 用 干 式 欧 式 升 压 箱 变 因 配 有 真 空 断 路 器 及 低 压 开 关 柜, 以 及 欧 式 箱 变 特 点, 占 地 面 积 较 大 成 本 很 高 但 因 其 采 用 链 式 接 线, 节 省 了 不 少 高 压 电 缆, 还 节 省 了 开 关 站 内 的 开 关 柜 宁 夏 项 目 采 用 组 合 共 箱 式 全 密 封 油 浸 升 压 箱 变 (ZGSF11-Z.G), 该 型 号 变 压 器 占 地 面 积 小, 而 且 成 本 低 廉 但 因 该 型 号 油 浸 升 压 箱 变 不 便 配 置 真 空 断 路 器, 故 采 用 每 台 箱 变 设 置 一 回 路 电 缆 接 至 开 关 站 进 行 保 护, 即 放 射 式 这 增 加 了 高 压 电 缆 和 开 关 站 内 高 压 开 关 柜 但 综 合 比 较 下 来 采 用 宁 夏 项 目 高 压 方 案 更 能 节 省 更 多 投 资, 而 且 宁 夏 项 目 方 案 技 术 上 也 合 理 可 靠, 满 足 光 伏 电 站 的 运 行 稳 定 便 于 维 护 的 要 求 22

23 厂 用 电 配 电 甘 肃 项 目 采 用 的 是 在 开 关 站 设 置 厂 用 变 电 站, 低 压 AC380V 接 至 每 个 逆 变 室 因 光 伏 场 地 较 大, 厂 用 变 电 站 至 最 远 的 逆 变 室 有 1km, 当 逆 变 室 采 用 低 压 链 式 配 电 时, 电 压 损 失 是 电 缆 截 面 选 择 的 主 要 因 素 经 计 算 如 要 满 足 电 压 损 失 要 求, 这 电 缆 截 面 会 比 按 电 流 经 济 密 度 选 择 的 电 缆 截 面 大 很 多, 这 很 不 经 济 宁 夏 项 目 采 用 低 压 分 区 供 电 方 案 靠 近 开 关 站 的 5 个 区 的 逆 变 室 由 开 关 站 内 的 所 用 变 低 压 AC380V 供 电 远 离 开 关 站 的 5 个 区 的 逆 变 室 由 10# 逆 变 室 所 用 变 供 电 10# 逆 变 室 所 用 变 容 量 50KVA, 是 在 逆 变 器 与 箱 变 连 接 的 低 压 侧 (AC270V)T 接 至 所 用 变 压 器, 再 经 所 用 变 压 器 升 压 至 AC380V 供 5 个 逆 变 室 负 荷 用 电 该 种 方 案 不 存 在 因 供 电 距 离 长 而 放 大 电 缆 截 面 的 因 素, 可 以 节 省 大 量 低 压 电 缆 23

24 5. 土 建 及 支 架 5.1 建 ( 构 ) 筑 物 设 计 光 伏 组 件 方 阵 支 架 基 础 设 计 (1) 太 阳 能 板 方 阵 基 础 一 支 架 基 础 一 般 为 钢 筋 混 凝 土 独 立 基 础, 亦 可 以 采 用 双 柱 联 合 基 础, 每 个 阵 列 与 地 面 有 N 个 支 撑 点, 支 架 由 角 钢 和 槽 钢 薄 壁 型 钢 钢 管 等 组 成 根 据 太 阳 能 电 池 板 荷 重 及 当 地 50 年 一 遇 基 本 风 压 和 雪 压 业 主 要 求, 同 时 满 足 建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范 (GB ) 和 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 (GB ) 及 其 它 相 关 规 范, 确 定 基 础 尺 寸 基 础 柱 顶 预 埋 钢 板 与 支 架 螺 栓 连 接 光 伏 电 站 地 面 平 整 完 成 之 后, 即 可 根 据 平 面 布 置 进 行 定 位 放 线 基 坑 开 挖 安 装 模 板 校 直 校 平, 依 次 浇 入 混 凝 土 并 振 捣, 符 合 建 筑 地 基 基 础 施 工 质 量 验 收 规 范 (GB ) 的 要 求 在 浇 筑 过 程 中, 在 基 础 顶 面 设 置 钢 板 预 埋 件, 用 于 安 装 太 阳 能 电 池 板 支 架, 混 凝 土 标 号 为 :C30, 并 按 规 定 程 序 养 护 受 力 计 算 包 含 承 载 力 抗 倾 覆 抗 滑 移 抗 拔 计 算 为 减 小 基 础 面 积, 基 础 在 偏 心 荷 载 作 用 下, 可 考 虑 基 底 脱 开 基 土 面 积 不 大 于 全 部 面 积 的 1/4, 脱 开 时 基 础 顶 面 受 拉, 应 复 核 基 础 顶 面 强 度 24

25 (2) 太 阳 能 板 方 阵 基 础 二 支 架 基 础 还 可 采 用 桩 基, 桩 基 的 计 算 包 含 : 桩 身 抗 压 承 载 力 计 算 局 部 压 屈 验 算 单 桩 竖 向 承 载 力 特 征 值 计 算 桩 基 水 平 承 载 力 和 位 移 计 算 水 平 荷 载 作 用 下 的 桩 身 受 弯 承 载 力 抗 浮 和 抗 拔 桩 的 抗 拔 承 载 力 计 算 如 果 有 软 弱 下 卧 层, 如 何 考 虑 软 弱 下 卧 层 问 题 湿 陷 性 黄 土 地 区 的 桩 基 设 计 季 节 性 冻 土 和 膨 胀 土 地 基 中, 应 考 虑 冻 胀 膨 胀 作 用, 验 算 桩 基 的 抗 ( 冻 ) 拔 稳 定 和 桩 身 的 抗 拉 承 载 力 钢 桩 的 防 腐 设 计 同 时 满 足 建 筑 桩 基 技 术 规 范 JGJ 桩 基 的 优 点 是 施 工 方 便, 气 候 适 应 性 好 地 质 适 应 性 优 压 缩 施 工 周 期 无 需 大 量 的 平 整 地 面 无 需 大 量 的 施 工 人 员 和 施 工 机 械 机 具 但 是 因 为 没 有 相 应 的 国 家 规 范 和 国 内 大 量 的 工 程 成 功 案 例 作 为 依 据, 所 以 采 用 桩 基, 必 须 做 好 试 打 桩 和 试 桩 工 作, 在 有 可 靠 的 实 验 结 果 后, 方 可 采 纳 25

26 5.1.2 箱 式 变 压 器 基 础 设 计 设 备 基 础 设 计, 根 据 建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范 (GB ) 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 (GB ), 并 参 照 建 筑 结 构 荷 载 规 范 (GB (2006 版 )) 结 合 设 备 安 装 方 式 综 合 进 行 设 计 地 基 基 础 形 式 为 现 浇 钢 筋 混 凝 土 基 础 如 采 用 油 浸 式 变 压 器, 在 基 础 设 计 时 应 根 据 电 气 防 火 规 范 要 求, 考 虑 防 火 设 施 或 贮 油 坑 等 逆 变 器 室 工 程 设 计 逆 变 器 室 为 一 般 采 用 单 层 砖 混 结 构, 下 面 为 常 规 的 参 数 : 逆 变 器 室 内 净 高 3.1m 房 屋 总 高 度 3.5m 每 个 逆 变 器 室 建 筑 面 积 计 :59.04m2, 基 础 为 混 凝 土 条 形 基 础 建 筑 结 构 设 计 ( 常 规 的 设 计 方 案 ) 简 洁 大 方, 墙 体 采 用 外 墙 外 保 温, 节 约 建 筑 采 暖 和 空 调 能 耗, 改 善 并 保 证 室 内 热 环 境 质 量, 屋 面 为 组 织 排 水, 屋 面 防 水 做 法 采 用 氯 化 聚 乙 稀 或 三 元 乙 丙 柔 性 防 水 材 料 防 水 涂 料, 屋 面 保 温 采 用 80 厚 挤 塑 聚 苯 板 保 温 层 应 根 据 逆 变 器 的 参 数 要 求, 设 计 可 靠 的 通 风 系 统, 确 保 逆 变 器 正 常 工 作 26

27 5.1.4 综 合 楼 建 筑 结 构 设 计 综 合 楼 为 一 般 为 单 层 混 凝 土 框 架 结 构, 是 主 要 生 产 生 活 配 楼, 主 要 由 高 压 配 电 室 低 压 配 电 室 备 用 电 源 室 逆 变 器 小 室 中 控 室 办 公 室 会 议 室 资 料 室 餐 厅 厨 房 工 具 间 维 修 间 锅 炉 房 水 泵 房 职 工 宿 舍 等 组 成, 所 有 房 间 层 高 约 为 5.50m 1) 建 筑 设 计 : 建 筑 整 体 表 现 简 洁 大 方, 建 筑 平 面 布 局 合 理, 功 能 分 区 明 确 ; 建 筑 形 体 简 单 稳 重 又 不 失 工 业 建 筑 固 有 的 美 感 建 筑 热 工 设 计 应 符 合 国 家 节 约 能 源 的 方 针, 使 设 计 与 气 候 条 件 相 适 应, 在 建 筑 布 置 中 注 意 建 筑 朝 向, 墙 体 采 用 外 墙 外 保 温, 节 约 建 筑 采 暖 和 空 调 能 耗, 改 善 并 保 证 室 内 热 环 境 质 量 2) 结 构 设 计 : 综 合 楼 为 单 层 钢 筋 混 凝 土 框 架 结 构, 基 础 采 用 混 凝 土 柱 下 独 立 基 础, 楼 面 及 屋 面 均 为 现 浇 钢 筋 混 凝 土 结 构, 填 充 墙 体 均 采 用 加 气 混 凝 土 砌 块 或 其 它 墙 体 材 料 27

28 3) 综 合 楼 建 筑 做 法 如 下 : 1. 地 面 : 卫 生 间 为 防 滑 地 砖 防 水 地 面, 其 余 房 间 及 走 廊 均 为 普 通 地 砖 地 面 2. 内 墙 面 : 卫 生 间 贴 普 通 瓷 砖, 其 余 房 间 均 刷 内 墙 涂 料 3. 顶 棚 : 主 控 制 室 为 轻 钢 龙 骨 纸 面 石 膏 板 吊 顶, 卫 生 间 为 轻 钢 龙 骨 铝 塑 板 吊 顶, 其 余 房 间 顶 棚 刷 内 墙 涂 料 4. 门 窗 : 采 用 铝 合 金 平 开 窗 ( 中 空 玻 璃 ) 木 门 防 火 门 5. 外 墙 面 : 600mm 高 剁 斧 石 勒 脚, 其 余 刷 外 墙 涂 料, 檐 口 处 做 石 膏 板 浮 雕 图 案 6. 屋 面 为 有 组 织 排 水, 屋 面 防 水 做 法 采 用 氯 化 聚 乙 稀 或 三 元 乙 丙 柔 性 防 水 材 料 防 水 涂 料, 屋 面 保 温 采 用 80 厚 挤 塑 聚 苯 板 保 温 层 7. 综 合 楼 防 火 配 电 室, 控 制 室 隔 墙 耐 火 极 限 不 小 于 1h, 隔 墙 上 的 门 采 用 乙 级 防 火 门 防 火 满 足 建 筑 内 部 装 修 设 计 防 火 规 范 建 筑 设 计 防 火 规 范 要 求, 集 中 控 制 室 室 内 装 饰, 采 用 规 范 要 求 等 级 的 防 火 材 料 28

29 5.1.5 室 外 配 电 装 置 结 构 设 计 屋 外 配 电 装 置 主 要 包 括 : 主 变 基 础 及 事 故 油 池 主 变 架 构 110kV 进 线 架 构 110kV 断 路 器 110kV 隔 离 开 关 110kV 电 流 互 感 器 支 架 110kV 避 雷 器 支 架 110kV 电 压 互 感 器 支 架 35kV 电 容 器 35kV 母 线 桥 支 架 30m 独 立 避 雷 针 等 变 电 架 构 均 采 用 Φ300 或 Φ400 钢 筋 混 凝 土 环 形 杆 人 字 柱 ; 地 线 支 架 及 避 雷 针 支 架 用 圆 钢 三 角 形 断 面 焊 接 结 构 ; 设 备 支 架 采 用 钢 筋 混 凝 土 环 形 杆 ; 架 构 及 设 备 支 架 基 础 均 采 用 杯 口 式 混 凝 土 基 础 架 构 横 梁 采 用 三 角 形 截 面 钢 桁 架, 设 备 支 架 横 梁 采 用 型 钢 梁, 材 料 均 为 Q235B, 焊 条 为 E43 所 有 钢 构 件 均 采 用 整 体 热 镀 锌 防 腐 配 电 柜 设 备 基 础 及 电 缆 沟 设 备 基 础 均 附 带 有 电 缆 沟, 配 电 室 内 没 安 装 配 电 柜 设 备 的 部 分 采 用 电 缆 沟 配 电 柜 设 备 基 础 及 电 缆 沟 均 采 用 砼 结 构 施 工, 所 有 预 埋 件 及 电 缆 支 架 要 求 镀 锌 处 理 根 据 电 力 工 程 电 缆 设 计 及 其 防 火 措 施 设 计 等 规 程 要 求, 电 缆 密 集 的 多 层 电 缆 支 架 及 桥 架 上 应 采 用 层 间 隔 板 将 电 力 电 缆 及 控 制 电 缆 隔 开 ; 公 用 电 缆 沟 分 支 及 电 缆 沟 进 入 配 电 室 等 处, 应 设 置 阻 火 墙 ; 干 式 变 压 器 高 低 压 开 关 柜 等 处 的 电 缆 孔 洞 应 进 行 防 火 封 堵 29

30 5.1.7 结 构 设 计 优 化 经 验 根 据 今 年 项 目 情 况, 以 下 内 容 需 注 意 和 优 化 : 1 地 面 项 目 签 订 合 同 后, 应 尽 快 开 展 现 场 的 地 形 数 据 采 集 工 作, 目 前 的 情 况 是 测 量 单 位 提 供 的 地 形 图 和 现 场 的 情 况 矛 盾 重 重, 所 以 采 集 很 有 必 要 2 设 计 图 纸 中 的 墙 体 材 料 钢 筋 的 强 度 等 级 等 经 常 遇 到 当 地 没 有 或 者 无 法 采 购, 因 此 需 要 工 程 部 门 先 到 当 地 调 查, 否 则 频 繁 的 修 改 图 纸, 甲 方 会 质 疑 我 们 的 设 计 质 量, 同 时 也 很 大 程 度 影 响 工 期 3 地 坪 配 筋 女 儿 墙 排 洪 沟 等 的 设 计, 适 当 考 虑 本 类 项 目 的 特 殊 性, 在 不 违 反 规 范 的 前 提 下, 是 否 可 以 再 优 化, 节 省 成 本 4 所 有 设 备 ( 柜 体 ) 基 础 图 纸 必 须 说 明, 后 续 设 备 采 购 后, 尽 快 补 充 相 应 的 施 工 图, 避 免 和 施 工 方 扯 皮 5 注 意 进 行 房 屋 的 日 照 分 析, 几 个 项 目 均 出 现 遮 挡, 以 后 应 当 避 免 6 地 面 支 架 设 计 中, 组 件 和 檩 条 尽 量 避 免 用 卡 件 7 优 化 支 架 : 支 腿 截 面 和 上 部 一 直, 减 少 截 面 种 类 ; 尽 量 用 联 合 基 础, 考 虑 抗 滑 移 倾 覆 ; 螺 栓 M6 太 小, 无 法 安 装, 支 架 最 好 用 双 螺 帽, 不 用 弹 垫 8 冻 土 深 度 是 否 可 尝 试 优 化 汇 流 箱 以 及 电 缆 的 留 孔 必 须 在 结 构 设 计 时 考 虑, 尤 其 是 和 专 业 厂 家 配 合 9 Z 型 檩 条 尽 量 不 使 用, 现 场 搭 接 控 制 不 好, 宜 C 型 简 支 檩 条 檩 条 多 悬 挑, 充 分 利 用 其 承 载 力, 节 约 成 本 道 路 地 坪 做 法, 应 该 因 地 适 宜 30

31 5.2 站 区 总 体 规 划 项 目 的 总 体 需 考 虑 站 址 地 形 条 件 进 站 道 路 进 出 线 走 廊 太 阳 能 电 池 组 件 布 置 形 式 等 各 方 面 因 素, 进 行 统 筹 安 排, 统 一 布 局 站 区 总 布 置 在 满 足 生 产 要 求 的 前 提 下, 尽 量 减 小 占 地 面 积 站 区 总 平 面 布 置 总 平 面 布 置 结 合 站 区 的 总 体 规 划 及 电 气 工 艺 要 求 进 行 布 置 在 满 足 自 然 条 件 和 工 程 特 点 的 前 提 下, 考 虑 了 安 全 防 火 卫 生 运 行 检 修 交 通 运 输 环 境 保 护 各 建 筑 物 之 间 的 联 系 等 各 方 面 因 素 总 平 面 布 置 方 案 按 照 国 家 规 程 规 范 执 行, 在 满 足 规 范 及 工 艺 要 求 的 前 提 下, 尽 量 压 缩 站 区 用 地 站 区 竖 向 布 置 根 据 站 址 的 水 文 气 象 资 料, 站 址 附 近 有 无 河 流 对 站 址 安 全 构 成 威 胁 根 据 站 址 选 择 的 地 势 高 低 情 况, 考 虑 坡 面 漫 流 洪 水 是 否 会 对 站 区 构 成 影 响 整 个 场 区 竖 向 设 计 采 用 平 坡 式, 考 虑 生 产 及 雨 季 时 站 区 雨 水 的 散 排 站 区 管 沟 布 置 根 据 工 艺 要 求 站 区 管 线 的 布 置 尽 可 能 顺 畅 短 捷, 减 少 埋 深 和 交 叉, 并 沿 道 路 布 置, 以 方 便 检 修 地 下 管 沟 与 建 构 筑 物 或 其 它 管 沟 的 距 离 则 根 据 有 关 规 程 规 范 要 求 确 定 管 沟 间 距 及 埋 深 全 站 电 缆 沟 均 按 考 虑 排 水 设 计, 电 缆 沟 内 积 水 排 至 沟 内 低 点 处 设 置 的 集 水 坑, 集 水 坑 内 的 积 水 定 期 由 移 动 泵 抽 出 站 区 其 它 地 下 管 线 均 采 用 直 埋, 包 括 给 水 管 排 水 管 等 如 条 件 允 许, 应 设 置 电 池 板 清 洗 给 水 设 施 需 要 设 置 路 灯 的 道 路 区 域, 应 确 保 白 天 路 灯 杆 不 至 于 遮 挡 电 池 板 上 的 阳 光 31

32 6. 造 价 控 制 太 阳 能 光 伏 电 站 要 想 赢 利 必 须 在 设 计 阶 段 进 行 技 术 与 经 济 的 结 合, 对 设 计 方 案 进 行 多 方 案 的 比 选 在 设 计 阶 段 控 制 造 价 效 果 更 显 著, 工 程 造 价 贯 穿 于 项 目 的 建 设 全 过 程, 而 且 设 计 阶 段 的 过 程 造 价 控 制 是 整 个 工 程 造 价 控 制 的 龙 头, 首 先 从 场 地 和 工 程 总 平 面 布 置 开 始, 应 进 行 多 方 案 的 必 选, 从 中 选 取 技 术 先 进 经 济 合 理 的 最 佳 设 计 方 案 其 次 优 选 施 工 单 位, 在 招 标 阶 段 严 格 控 制 造 价 否 则 结 算 价 格 远 超 出 中 标 价 格 最 后 优 选 新 技 术, 太 阳 能 电 站 建 设 还 处 于 初 级 阶 段, 新 技 术 的 采 用 会 节 约 造 价, 取 得 意 想 不 到 的 结 果, 今 年 的 几 个 项 目 从 桩 基 换 成 钢 基 础 是 新 技 术 的 应 用, 还 有 跟 踪 系 统 的 应 用 是 明 年 电 站 建 设 的 热 门 目 前 太 阳 能 电 站 的 投 资 上, 组 件 占 60-65%, 设 备 占 20-25%, 施 工 占 10-20%, 以 10MW 容 量 的 电 站 为 例, 组 建 的 价 格 才 是 决 定 收 益 大 小 的 关 键, 其 他 设 备 和 材 料 变 化 幅 度 相 对 组 件 来 说 比 较 小, 组 件 采 购 便 宜 0.1 元, 工 程 投 资 就 节 省 100 万 元 可 见 对 整 个 造 价 的 影 响 至 关 重 要 其 次 设 计 采 用 跟 踪 系 统, 目 前 电 站 的 建 设 以 固 定 式 为 主, 固 定 式 稳 妥, 故 障 率 小, 但 如 果 在 年 发 电 量 超 过 1500 万 度 电 的 情 况 下, 采 购 跟 踪 系 统 将 大 大 提 高 发 电 量, 如 果 在 发 电 量 相 同 情 况 下, 可 节 约 土 地 及 投 资 20-25% 以 上 最 后 能 在 设 计 规 范 和 实 际 施 工 操 作 上 要 有 新 的 概 念, 目 前 太 阳 能 电 站 还 没 有 任 何 遵 照 执 行 的 规 范, 大 部 分 采 用 电 力 系 统 的 规 范, 但 太 阳 能 电 站 目 前 的 建 设 还 谈 不 上 电 力 的 要 求, 特 别 是 对 室 外 道 路, 消 防 的 要 求, 如 果 在 这 点 上 进 行 改 进 的, 可 节 约 投 资 50 万 元 以 上 32

33 7. 工 程 质 量 及 进 度 的 控 制 7.1 施 工 难 点 : 光 伏 电 站 工 程 土 建 部 分 虽 然 结 构 简 单 施 工 技 术 难 度 较 低, 但 在 具 体 实 施 过 程 中 还 存 在 以 下 的 难 题 : 1. 测 量 工 程 量 大 ; 一 般 一 个 10MW 固 定 支 架 的 晶 硅 电 池 电 站 占 地 面 积 约 23 万 平 方, 会 有 1 万 多 个 独 立 基 础 2. 施 工 距 离 远, 运 输 量 大 : 加 工 点 离 最 远 端 的 施 工 面 距 离 很 远, 有 时 会 达 1000~ 1200 米, 再 加 上 施 工 材 料 的 数 量 很 多, 由 此 带 来 的 很 大 的 运 输 量 3. 施 工 面 多, 人 员 及 运 输 相 互 干 扰 严 重 目 前 一 般 以 1MW 或 1.25MW 为 一 阵 列 组, 10MW 的 电 站 会 划 分 为 10 或 8 个 阵 列 组, 施 工 初 期 一 般 同 时 上 1~2 支 队 伍 在 2~4 个 区 施 工 作 业, 但 随 着 工 程 的 进 展, 工 程 高 峰 时 最 多 可 能 会 有 6 个 区 同 时 开 展 作 业, 如 好 做 好 规 划, 避 免 作 业 面 间 人 员 及 运 输 相 互 干 扰 显 的 尤 为 重 要 4. 阵 施 工 过 程 中 列 组 内 需 多 工 种 交 叉 作 业, 相 互 干 扰 大 : 在 工 程 施 工 的 高 峰 期, 现 场 会 同 时 进 行 独 立 基 础 土 方 开 槽 垫 层 施 工 独 立 基 础 施 工 逆 变 室 砌 筑 箱 变 基 础 施 工 全 厂 防 雷 接 地 施 工 等 多 工 种 施 工 大 面 积 交 叉 施 工 5. 施 工 场 地 面 积 大, 场 地 存 放 的 材 料 设 备 等 重 要 物 质 看 护 等 任 务 重 ; 6. 气 候 对 工 程 的 影 响 较 大 ; 西 北 隔 壁 地 区, 冬 季 寒 冷, 春 秋 季 风 沙 大, 夏 季 炎 热 33

34 7.2 施 工 难 点 的 解 决 : 1 在 施 工 控 制 网 布 设 时 采 取 了 按 每 个 区 域 的 十 字 交 点 处 布 设 加 密 控 制 桩 各 个 控 制 桩 之 间 保 持 通 视, 并 保 持 控 制 桩 之 间 的 相 对 位 置 关 系 保 持 一 致, 也 就 是 每 个 桩 的 南 北 方 向 距 离 和 东 西 方 向 的 距 离 各 保 持 一 致, 由 此 从 图 上 推 算 出 控 制 桩 与 待 施 工 放 样 的 建 筑 轴 线 的 相 对 位 置 关 系 便 于 放 样 高 程 控 制 网 根 据 业 主 提 供 的 标 高 点 向 厂 区 引 测 采 用 DS2 水 准 仪 往 返 测 开 挖 时 先 把 每 排 的 轴 线 控 制 桩 布 设 好, 然 后 根 据 施 工 要 求 放 出 开 挖 边 线, 开 挖 时 配 备 三 名 测 量 人 员 跟 槽, 控 制 基 底 标 高 因 太 阳 能 基 础 支 墩 是 独 立 基 础, 用 全 站 仪 放 样 工 作 量 大, 根 据 施 工 特 点, 东 西 向 轴 线 通 视, 南 北 线 受 开 挖 时 堆 土 的 影 响 不 通 视, 在 东 西 向 放 出 轴 线 控 制 桩, 由 图 纸 算 出 南 北 轴 线 的 距 离, 采 用 距 离 放 样, 已 放 出 南 北 轴 线 垫 层 打 好 后 采 用 同 样 方 法 进 行 放 样 在 进 行 基 础 支 模 板 时, 进 行 边 支 设 边 对 高 程 进 行 控 制, 支 设 完 后 有 项 目 部 复 测, 轴 线 控 制 又 测 量 主 管 进 行 效 测 在 控 制 网 布 设 时 尽 量 避 免 与 施 工 道 路 开 挖 基 坑 的 接 触, 以 利 于 控 制 桩 的 保 护 因 厂 区 施 工 区 域 较 大, 可 采 取 并 列 两 个 区 同 步 向 一 个 方 向 进 展, 这 样 可 以 减 少 仪 器 的 搬 站, 以 减 少 测 站 误 差 因 此 工 程 测 量 任 务 较 重, 人 员 及 测 量 仪 器 的 配 备 一 定 要 合 理, 充 足 34

35 2 钢 筋 加 工 棚, 砼 搅 拌 站 尽 量 设 在 场 地 的 中 心 位 置, 如 果 条 件 允 许 的 话, 设 2 个 或 多 个 钢 筋 加 工 棚 和 砼 搅 拌 站, 设 置 的 位 置 尽 量 在 供 货 的 中 心 位 置 3 合 理 安 排 施 工 面 的 施 工 顺 序, 规 划 作 业 面 的 运 输 线 路, 尽 量 避 免 出 现 交 叉 作 业 的 现 象 4 建 议 先 复 杂 后 简 单, 两 边 同 时 开 展, 抓 工 期 保 质 量 重 安 全 根 据 经 验 此 类 工 程 的 特 点 是 工 期 短, 适 宜 施 工 的 季 节 时 间 不 长, 所 以 工 序 比 较 复 杂 的 建 筑 应 安 排 在 前, 这 样 设 备 进 场 后 可 以 一 次 到 位, 避 免 二 次 搬 运 土 建 完 成 后 直 接 交 给 安 装 单 位, 避 免 工 种 的 交 叉 作 业 土 建 工 程 每 个 阵 列 组 从 南 边 开 始 开 挖 基 槽, 同 时 应 开 始 北 边 的 逆 变 器 室 的 施 工 5 做 好 材 料 进 场 计 划, 不 紧 缺 材 料 每 次 进 场 够 两 天 使 用 即 可 紧 缺 材 料 要 大 量 进 场 时, 进 场 后 安 排 专 人 看 管, 避 免 不 必 要 的 损 失 6 尽 量 避 免 在 冬 季 施 工, 当 不 可 避 免 时, 需 采 用 保 温 措 施, 夏 季 工 地 尽 量 采 用 早 上 班 晚 下 班, 加 长 午 休 时 间 ; 砼 浇 注 尽 量 在 下 午 开 始, 在 第 二 天 中 午 前 结 束 一 定 要 注 意 工 人 劳 动 安 全 工 作, 施 工 现 场 开 水 预 防 中 暑 的 人 丹 藿 香 正 气 水 等 药 品 必 须 准 备 到 位, 保 证 班 前 会 必 须 强 调 35

36 36