某地东南山口50Mwp光伏电站设计毕业设计论文.doc

'兰州交通大学毕业论文（设计）某地东南山口50Mwp光伏电站设计毕业设计论文目录1、太阳能光伏发电系统的介绍-1-1.1太阳能光伏系统的简介-1-1.2太阳能光伏发电系统的类型-1-1.3太阳能光伏发电系统-2-1.3.1太阳能光伏发电系统工作原理-2-1.3.2太阳能光伏发电系统的组成-2-2、我国以及哈密地区光能资源分布状况-4-2.1、我国太阳能资源分布-4-2.3、哈密地区太阳能资源-6-2.4、项目任务及规模-8-3、光伏发电系统总体方案设计及发电量计算-8-3.1、光伏发电系统构成-8-3.2、光伏组件选型-9-3.3、光伏阵列运行方式的设计-14-3.3.1、阵列安装方式选择-14-3.3.2、光伏阵列最佳倾角的计算-17-3.3.3、光伏阵列间距设计-18- 兰州交通大学毕业论文（设计）3.4支架系统的设计-18-3.4.1场地基本资料-19-3.5、逆变器的选择-21-3.6、光伏阵列设计及布置方案-25-3.6.1、太阳能电池组件的串、并联设计-25-3.6.2、单元光伏阵列排布设计-27-3.6.3、方阵布置设计-27-3.7、年上网电量估算-29-3.7.1、并网光伏发电系统的总效率-29-3.7.2、光伏电站发电量的测算-30-4、电气设计-31-4.1、电气一次-31-4.1.1、电气设备选型及布置-31-4.1.3、一次电气设备布置-38-4.1.4、照明和检修-39-4.1.5、过电压保护及接地-39-4.1.6、电缆敷设及电缆防火-39-4.2、电气二次-40-4.2.1、电场监控系统-40-4.2.2、计量及同期-41-4.2.3、元件保护-41-4.2.4、直流系统-41-5、施工组织设计-41-5.1、施工条件-41-5.1.1、交通运输-41-5.1.2、施工用水-41-5.1.3、施工电源和建材-42-5.2、施工总布置-42-5.3、主要工程项目的施工方案-42-5.3.1箱变基础工程施工-42-5.3.2太阳能光伏电池组件方阵的安装-43-5.3.3升压站施工-44-5.4、施工综合进度-45-5.4.1、编制原则-45- 兰州交通大学毕业论文（设计）5.4.2、分项施工进度安排-46-5.4.3、施工控制进度-46-6、环境影响评价-46-6.1、评价依据-47-6.2、评价标准-47-6.3、环境影响分析及治理措施-47-6.3.1、工程施工期对环境的影响及防治-47-6.3.2、运行期的环境影响-48-6.3.3、光污染及防治措施-50-6.4环境保护措施-50-6.5、节能及减排效益分析-51-6.6、综合评价-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）1、太阳能光伏发电系统的介绍1.1太阳能光伏系统简介太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式，其中，光电利用（光伏发电）是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。太阳能电池是光伏发电系统中的关键部分，包括硅系太阳电池（单晶硅、多晶硅、非晶硅电池）和非硅系太阳能电池等。在晶体硅太阳能电池的产业链上分布着晶硅制备、硅片生产、电池制造、组件封装四个环节。光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器构成。光伏发电系统可分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统：独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式，典型特征为需要蓄电池来存储能量，在民用范围内主要用于边远的乡村，如家庭系统、村级太阳能光伏电站；在工业范围内主要用于电讯、卫星广播电视、太阳能水泵，在具备风力发电和小水电的地区还可以组成混合发电系统等。并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电连接到国家电网的发电的方式，成为电网的补充。1.2太阳能光伏发电系统类型光伏发电系统按照应用的基本形式可分为三大类：独立发电系统、微网发电系统和并网发电系统。未与公共电网连接的太阳能光伏发电系统称为独立发电系统；与偏远地区独立运行的电网相连接的太阳能光伏发电系统称为微网发电系统；与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统称为并网发电系统。并网光伏发电系统按照系统功能又可以分为两类：不含蓄电池环节的“不可调度式并网光伏发电系统”和含有蓄电池组的“可调度式并网光伏发电系统”。（1）离网光伏蓄电系统这是一种常见的太阳能应用方式。在国内外应用已有若干年。系统比较简单，而且适应性广。只因其一系列种类蓄电池的体积偏大和维护困难而限制了使用范围。　　-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）（2）光伏并网发电系统当用电负荷较大时，太阳能电力不足就向市电购电。而负荷较小时，或用不完电力时，就可将多余的电力卖给市电。在背靠电网的前提下，该系统省掉了蓄电池，从而扩张了使用的范围和灵活性，并降低了造价。　图1.1光伏并网发电系统图　　（3）A,B两者混合系统这是介于上述两个方之间的系统。该方案有较强的适应性，例如可以根据电网的峰谷电价来调整自身的发电策略。但是其造价和运行成本较上述两种方案高。　　1.3太阳能光伏发电系统1.3.1太阳能光伏发电系统工作原理光伏发电系统是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电系统装置。光伏发电系统的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地;光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设同期短的优点。光伏发电系统的模拟原理电路图2.3.1：-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）图1.3.1光伏发电系统的模拟原理电路图1.3.2太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。各部分的作用为：（1）太阳能电池板太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。图1.3.2.1太阳能电池板（2）太阳能控制器太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。（3）蓄电池一般为铅酸电池，一般有12V和24V这两种，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。（4）逆变器在很多场合，都需要提供AC220V、AC110V的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是DC12V、DC24V、DC48V。为能向AC220V的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）图1.3.2.22.我国以及哈密地区光能资源分布状况2.1、我国太阳能资源分布我国地处北半球欧亚大陆的东部，主要处于温带和亚热带，具有比较丰富的太阳能资源。根据全国700多个气象台站长期观测积累的资料表明，中国各地的太阳辐射年总量大致在3.35×103～8.40×103MJ/m2之间，其平均值约为5.86×103MJ/m2。图2.1我国太阳能资源分布图按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类地区：-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）一类地区：全年日照时数为3200～3300h，年辐射量在6700～8370MJ/m2。相当于228～285kgce(标准煤)燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。这是我国太阳能资源最丰富的地区。二类地区：全年日照时数为3000～3200h，年辐射量在5860～6700MJ/m2，相当于200～228kgce燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。此区为我国太阳能资源较丰富区。三类地区：全年日照时数为2200～3000h，年辐射量在5020～5860MJ/m2，相当于171～200kgce燃烧所发出的热量。主要包括山东、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、江苏北部和安徽北部等地。四类地区：全年日照时数为1400～2200h，年辐射量在4190～5020MJ/m2。相当于142～171kgce燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以，属于太阳能资源可利用地区。五类地区：全年日照时数约1000～1400h，年辐射量在3350～4190MJ/m2。相当于114～142kgce燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳能资源最少的地区。一、二、三类地区，年日照时数大于2000h，年辐射总量高于5860MJ/m2，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2/3以上，具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。2.2新疆地区太阳能资源新疆太阳能资源主要分布在天山南麓、天山北麓、东疆东部、北疆中部、北疆北部五大区域。由于新疆具有西高东低、南高北低的地理特性，水平表面年总辐照度的区域分布大致是由东南向西北不均匀递减。新疆水平表面太阳辐射总量为5000～6500MJ/，年总辐射量比同纬度地区高10%～15%，比长江中下游高15%～25%.新疆的直射辐射年总量变化规律为北疆、东疆地区高于南疆，这是由于南疆尘暴较多，大气透明度低的缘故。直射辐射峰值点一般分布在哈密一带。新疆的直射辐射年总量在2400～4400。2.3、哈密地区太阳能资源-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）哈密地处亚欧大陆腹地，属典型的温带大陆性气候，干燥少雨，晴天多，年平均降水量不足40毫米，光照丰富，年、日温差大。春季多风、冷暖多变，夏季酷热、蒸发强，秋季晴朗、降温迅速，冬季寒冷、低空气层稳定。极端最高气温43℃，极端最低气温-32℃，无霜期平均182天。这里空气干燥，大气透明度好，云量遮蔽少，光能资源丰富，为全国光能资源优越地区之一，日照充足，年平均太阳总辐射量为6273.71兆焦/平方米,全年日照时数为3300至3500小时，为全国日照时数最多的地区之一。　哈密市东南部、星星峡等区域全年日照时数达3500小时，比俗称“日光城”的拉萨还多350小时。根据我国太阳能资源区划标准，该区属“较丰富带”，比较适合建设大型光伏电站。哈密基本气候情况（据1971-2011年资料统计）哈密地区1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平均温度（℃）-10.4-4.14.613.520.224.626.524.718.29.40.0-8.0平均最高温度（℃）-3.13.712.321.528.032.234.233.227.618.77.5-1.5极端最高温度（℃）7.814.225.934.038.839.643.242.637.531.720.210.0平均最低温度（℃）-15.9-10.6-2.75.511.916.518.616.810.52.6-5.3-12.7极端最低温度（℃）-27.7-25.8-15.2-11.7-1.57.09.45.40.8-9.4-21.6-28.6平均降水量（毫米）1.31.51.22.03.96.67.35.33.33.32.01.3降水天数（日）1.71.11.01.52.03.64.43.42.01.41.01.81.41.62.22.52.21.91.71.61.41.41.41.3-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）平均风速（米/秒）表2.3.1本光伏电站代表年各标准月太阳辐射数据统计表月份标准月辐射量/（）标准月日照时数/h1262.12210.42344.79219.93523.23267.94646.22288.35777.28338.86765.18329.67760.14333.48692.60323.39571.62296.910431.49270.611280.27216.512218.77189.5表2.3.2从气象部门获得的太阳能总辐射量是水平面上的，实际光伏电池组件在安装时通常会有一定的倾角以尽可能多的捕捉太阳能。通过以上数据分析，水平面平均年辐照量为1742.70（6273.71），属于太阳能资源比较丰富地区，比较适合建设大型光伏电站。2.4、项目任务及规模太阳能光伏发电站的建设有利于促进当地电网的电源结构调整，优化资源的合理配置，可以对地区局部气候环境的改善起到一定的促进作用，同时还可以与周边旅游景点结合起来，成为新的旅游景点。开发利用可再生能源是国家能源发展战略的重要组成部分。哈密市年平均日照时间在3285.1小时左右，开发利用太阳能资源具有较好的条件和前景，符合国家产业政策。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）根据当地的光能资源以及初步开发规划，本项目建设规模为50MW，初步推荐安装50套单机容量为1MW太阳能光伏方阵（电池组件及并网逆变器）。总投资约为5.675亿元，占地面积1800亩，年发电量7300万千瓦时。3、光伏发电系统总体方案设计及发电量计算3.1、光伏发电系统构成根据当地电力分布的情况，本工程选择为不可调度式并网光伏发电系统。太阳光通过太阳能电池组件转换成直流电，经过三相逆变器（DC-AC）转换成三相交流电，再通过升压变压器转换成符合公共电网要求的交流电，直接接入公共电网。本工程光伏发电系统主要由太阳能电池（光伏组件）、逆变器及升压系统三大部分组成。本项目50MWp光伏并网发电系统根据分成若干个1MWp光伏并网发电单元。每个1MWp发电单元由1MWp光伏方阵、2台500kW光伏并网逆变器、1台1000kVA升压变压器以及相应的配电监控单元等相关设备组成，除光伏方阵外，其他设备均安装在一个就地配电室内。每个就地配电室1MWp太阳能产生的直流电经光伏并网逆变器逆变成交流电后就地升压成35kV，通过高压电缆送到主控室35kV母线，经升压站主变压器升压后接入并网点。3.2、光伏组件选型3.2.1光伏组件种类的确定商用的太阳能电池主要有以下几种类型：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉电池、铜铟镓硒电池等。上述各类型电池主要性能参数。具体参数如下表:电池原料转换效率制造能耗成本资源可靠性公害技术壁垒单晶硅13-20%高高中高小中多晶硅10-18%中中中中小高非晶硅8-12%低低丰富中低小高表3.2.1-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）而目前国内已经实现工业化生产的且工艺比较成熟的太阳能电池有：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池。（1)单晶硅太阳能电池单晶硅太阳能电池是最早发展起来的，技术也最为成熟，主要用单晶硅片来制造。单晶硅材料的晶体完整，光学、电学和力学性能均匀一致，纯度较高，载流子迁移率高，串联电阻小，与其它太阳能电池相比，性能稳定，光电转换效率高，其商业化的电池效率为16%～18%。单晶硅太阳能电池曾长期占领最大的市场份额，只是在1998年后才退居多晶硅电池之后，位于第二位，但其现在仍在大规模应用和工业生产中占据主导地位。今后，单晶太阳能电池将继续向超薄、高效发展。受到材料价格及相应复杂的电池工艺影响，单晶硅成本居高不下，与此同时在加工过程中还伴随着高耗能、高污染的不利影响。（2)多晶硅太阳能电池随着铸造多晶硅技术的发展和成本优势，多晶硅太阳能电池逐渐抢占了市场份额。从多晶硅电池表面很容易辨认，多晶硅片是由大量不同大小、不同取向的晶粒构成，在这些结晶区域（晶粒）里的光电转换机制完全等同于单晶硅电池。由于硅片由多个不同大小、不同取向的晶粒组成，而在晶粒界面（晶界）光电转换容易受到干扰，因而多晶硅电池的转换效率相对单晶硅略低，其商业化的电池效率为14%～17%。同时多晶硅的光学、电学和力学性能的一致性也不如单晶硅。随着技术的发展，多晶硅电池的转换效率也逐渐提高，尤其做成组件后，和单晶硅组件的效率已相差无几。（3)非晶硅薄膜太阳能电池自1976年第一个非晶硅薄膜太阳能电池被研制出，1980年非晶硅太阳能电池实现商品化，直到今天，非晶硅太阳能电池以其工艺简单，成本低廉，便于大规模生产的优势，取得了长足的进展，被称为第二代太阳能电池。非晶硅薄膜太阳能电池具有弱光性好，受温度影响小等优点，但非晶硅太阳能电池转换效率相对较低，商业化的电池效率也只有6%左右，而且非晶硅薄膜太阳能电池在长时间的光照下会出现衰减现象（S-W效应），组件的稳定性和可靠性相对晶体硅组件较差。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）图3.2.1各种太阳能电池市场份额（资料来源《2007年中国光伏发展报告》）年中国光伏发展报告》图中显示了各类光伏组件的市场占有份额，市场占有率情况反映了产品的成熟度和其性能的稳定性，可见单晶硅和多晶硅太阳能电池仍占据光伏发电市场的主流，而同等的稳定性和发电量情况下，多晶硅组件价格更有优势。综上所述，各种太阳能组件都有其优势和弊端，但随着技术的发展及同类产品的竞争，单晶硅、多晶硅组件的价格也在逐渐降低，目前光伏发电还是晶体硅组件占主导地位，所以本项目采用CSI阿特斯生产多晶硅电池组件CS6P-245P。该组件系列产品既经济又可靠，保质期可达20-25年。可以被广泛应用于各种环保工程领域，从大型长期太阳能项目到中小型独立及并网系统太阳能电站。它已经获得IEC61215第二版的证书，TUV二级安全认证和北美UL1703安全认证，同时也是严格按照CE，ISO9001及ISO16949等质量认证体系加工生产。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）太阳能光伏组件CS6P-245P光伏电池组件的特点如下：（1）60片高效的多晶电池片组成。（2）优质牢固的铝合金边框可以抵御强风、冰冻及变形。（3）新颖特殊的边框设计进一步加强了玻璃与边框的密封。（4）铝合金边框的长短边都备有安装孔，满足各种安装方式的要求。（5）高透光率的低铁玻璃增强了抗冲击力（6）优质的EVA材料和背板材料通过综合比较，光伏电站中拟选用多晶硅光伏组件。3.2.2电池组件型号的确定目前国内生产的各种太阳能电池组件的种类、参数十分齐全，对GW级的光伏电站，组件用量大、占地面积广，所以应优先选用单位面积容量比较大的电池组件。经调查，目前技术较成熟的大容量电池组件规格中，初选的电池组容量在180Wp,210Wp,245Wp之间选择，其技术参数见下表。电池组件型号规格CSP6P-180pCSP6P-210pCSP6P-245p标准测试条件下峰值功率(Wp)180210245最佳工作电流（A）7.67.558.17-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）最佳工作电压（V）2528.230.0短路电流（A）8.48.078.74开路电压（V）35.7634.7437.1最大系统电压（V）100010001000组件效率14.12%14.83%14.9%填充因子0.740.740.75短路电流温度系数0.045%/K0.06%/K0.065%/K开路电压温度系数-0.34%%/K-0.37%/K-0.34%/K峰值功率温度系数-0.47%/K-0.45%/K-0.43%/K输出功率公差组件尺寸（mm）148299235165099050193898240重量（kg）16.819.820表3.2.2.1初选电池组件组成的50MWp光伏电站组件数量比较参数方案一方案二方案三组件型号CSP6P-180PCSP6P-210PCSP6P-245P串联数量（块）2221201MWp子方针并联数量（路）2542282061MWp子方针组件数量（块）55884788412050MWp方针组件数量（块）279400239400206000电站实际安装容量（MWp）50.29250.27450.47表3.2.2.2通过表表3.2.2.1和表表3.2.2.2具体参数的对比分析，可知：（1）245Wp组件的最佳工作电流、最佳工作电压、短路电流、开路电压的综合指标较高。（2）采用245Wp组件组成1MWp光伏电站所使用的组件数量最少，组件数量少意味着组件间连接点少，故障几率减少，接触电阻小，线缆用量少，系统整体损耗也会降低。(3)-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）拟选用GSP60-P-245多晶硅电池组件，在工程实施时，应就电池板的抗风沙能力对供货厂商提出具体要求。CSP6P-245P电池组件各项性能指标如下:太阳电池组件技术参数组件测试条件：辐射度1000，组件温度25℃，AM=1.5太阳电池组件型号CSP6P-245P组件效率14.9%指标单位峰值功率245Wp开路电压（Voc）37.1V短路电流（Isc）8.74A工作电压（Vmppt）30.0V工作电流（Imppt）8.17A尺寸1638x982x40mm重量20kg峰值功率温度系数-0.43%/℃开路电压温度系数-0.34%/℃短路电流温度系数+0.065%/℃表3.2.2.3电池组件具体参数3.3、光伏阵列运行方式的设计3.3.1、阵列安装方式选择对于光伏组件，不同的安装角度接受的太阳光辐射量是不同的，发出的电量也就不同。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）安装支架不但要起到支撑和固定光伏组件的作用，还要使光伏组件最大限度的利用太阳光发电。安装方式主要有：固定式、单轴跟踪和双轴跟踪等。（1)固定式光伏组件的安装，考虑其经济性和安全性，目前技术最为成熟、成本相对最低、应用最广泛的方式为固定式安装。由于太阳在北半球正午时分相对于地面的倾角在春分和秋分时等于当地的纬度，在冬至等于当地纬度减去太阳赤纬角，夏至时等于当地纬度加上太阳赤纬角。如果条件允许，可以采取全年两次调节倾角的方式，也就是说在春分-夏至-秋分采用较小的倾角，在秋分—冬至—春分采用较大的倾角。图3.3.1.1固定式安装（2)单轴跟踪单轴自动跟踪器用于承载传统平板光伏组件，可将日均发电量提高20～35%。如果单轴的转轴与地面所成角度为0度，则为水平单轴跟踪；如果单轴的转轴与地面成一定倾角，光伏组件的方位角不为0，则称为极轴单轴跟踪。对于北纬30～40度的地区，采用水平单轴跟踪可提高发电量约20%，采用极轴单轴跟踪可提高发电量约35%。但与水平单轴跟踪相比，极轴单轴跟踪的支架成本较高，抗风性相对较差，一般单轴跟踪系统多采用水平单轴跟踪的方式。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）图3.3.1.2水平单轴跟踪图3.3.1.3极轴单轴跟踪（3)双轴跟踪双轴跟踪是方位角和倾角两个方向都可以运动的跟踪方式，双轴跟踪系统可以最大限度的提高太阳能电池对太阳光的利用率。双轴跟踪系统在不同的地方、不同的天气条件下，提高太阳能电池发电量的程度也是不同的：在非常多云而且很多雾气的地方，采用双轴跟踪可提高发电量20～25%；在比较晴朗的地方，采用双轴跟踪系统，可提高发电量35%～45%。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）图3.3.1.4双轴跟踪对于跟踪式系统，其倾斜面上能最大程度的接收的太阳总辐射量，从而增加了发电量，但考虑：（1)跟踪系统自动化程度高，但目前技术尚不成熟，尤其是在沙尘天气时，其传动部件会发生沙尘颗粒侵入，增加了故障率，加大运营维护成本，使用寿命非常短，不及固定支架寿命的1/4；（2)跟踪系统装置复杂，国内成熟的且有应用验证的产品很少，并且其初始成本较固定式安装高很多，发电量的提高比例低于成本的增加比例，性价比较差。（3）不同安装方式的经济比较如下：项目固定式斜单轴跟踪方式双轴跟踪方式发电量（%）100127.25131占地面积（万）2.24.64.9支架造价0.7元/Wp3.1元/Wp4.4元/Wp支架费用（万元）70310440估算电缆费用（万元）65135145直接投资增加的百分比（%）028.241运行维护工作量小有旋转机构，工作量较大有旋转机构，工作量更大-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）板面清洗布置集中，清洗方便布置分散，需逐个清洗，清洗量较大布置分散，需逐个清洗，清洗量较大表3.3.1据以上三点因素综合分析，因此本工程光伏组件方阵推荐采用：固定式安装。3.3.2、光伏阵列最佳倾角的计算光伏阵列的安装倾角对光伏发电系统的效率影响较大，对于固定式安装的光伏阵列最佳倾角即光伏系统全年发电量最大时的倾角。方阵安装倾角的最佳选择取决于诸多因素，如地理位置、全年太阳辐射分布、直接辐射与散射辐射比例、负载供电要求和特定的场地条件等。并网光伏发电系统方阵的最佳安装倾角可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。通过软件计算，当倾角等于42°，全年所接收到的太阳辐射能最大，约为1990kWh/m2。倾角在35～45°间时，全年太阳辐射量差别不大。太阳能电池组件安装倾角暂定为42°朝正南方向。具体参数如下表所示：地区/h最佳倾角光伏/直流负载PV/LDC/（/W·h）光伏/交流负载PV/LDC/（/W·h）哈密4.8242°5.520.2590.302表3.3.23.3.3、光伏阵列间距设计-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）光伏阵列必须考虑前、后排的遮挡阴影问题，如图3.3.3所示。计算确定光伏阵列间距的一般原则:冬至日当天早晨9:00至下午3:00的时间段内，光伏阵列不应被该档。计算公式如式3.3.3:图3.3.3光伏阵列前、后排的遮挡阴影计算示意图（3.3.3）式中：D为光伏阵列间距m；L为光伏阵列斜面长度m；为光伏阵列倾角deg；为当地纬度deg；为太阳方位角deg；为太阳赤纬角deg；为太阳时角deg。其中L=3912mm，，，，计算的D=6.42m，考虑实际安装方便，光伏阵列间距确定为6.5m。光伏阵列排列方式：20件光伏组件为一串，两串并列固定在一组支架上。3.4支架系统的设计3.4.1场地基本资料（1）工程地质与水文地质场址地貌属山前冲洪积平原地面高程1016.0～1038.0m，场址东北高，西南地，地形坡度小于1°。根据勘探资料，场址区地层以第四系松散堆积物为主，主要由全新统冲洪积角砾层和上更新统冲洪积角砾层。场址区地下水多为孔隙型潜水，一般水位埋深大于20m，地下水径流方向基本由北向南，蒸发量大，含盐量大。（2）不良地质现象-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）场址地质平坦，基本无滑坡、泥石流等不良地质现象。但场址区宽浅冲沟发育，应考虑季节性流水对基础的影响。场址区存在季节性冻土，其标准冻深线深度为地面以下1.65m。（3）场址地震效应场址区50a超越概率10%地震动峰值加速度为0.10g，设计地震分组为第二组，地震动反应谱特征周期为0.40s，相对应的地震基本烈度为VII度，场址区属构造基本稳定区。（4）地基土腐蚀性场地地基土为硫酸盐渍土、亚硫酸盐渍土，属中盐渍土。地基土体中硫酸盐对混凝土结构具中等腐蚀性，氯离子对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性，应采取必要的防腐措施。结构设计时，本工程重要性等级为二级，地基等级为二级（中等复杂地基），场地基本地震烈度为VII度，场地等级为二级场地（中等复杂场地），场地环境类别为III类。支架系统主要设计参数如下表：参数取值50年一遇10min平均最大风速31m/s多年极大风速23.5m/s，主导风向NE基本雪压0.20KN/抗震设防烈度VII度冻土深度1.65m电池组件重量19.4kg固定支架倾角42°表3.4.13.4.2负载组合由于电池组件自重很小，支架设计时风荷载起控制作用，因此最不利荷载组合中不考虑地震荷载。荷载考虑下列两种组合：（1）自重荷载+正风荷载+雪荷载；（2）自重荷载+逆风荷载电池组件阵列支架设计在各种荷载组合下，支架应满足规范对强度刚度稳定等各项指标要求。设计时采用50年一遇10min平均最大风速作为设计依据，确保支架系统安全稳定。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）电池组件阵列支架结构布置如下：本工程采用245Wp多晶硅电池组件，每个组串单元由40块多晶硅电池组件组成，横向20列，竖向两行。电池组件固定支架结合电池组件排列方式布置，支架倾斜角度42°，采用纵向檀条，横向支架布置方案，一个结构单元内有四个支架，支架由立柱、横梁及斜撑（或拉梁）组成，支架系统的材料采用薄壁型钢。在支架的横梁上，按照电池组建的安装宽度布置檀条，用于直接承受电池组件的重量。檀条固定于支架横梁上。组件2条长边各有两个点与檀条连接，一块电池组件共有4个点与檀条固定。综上所述，电池组件与檀条的连接采用螺栓连接，配加双面垫圈。3.4.3支架基础设计（1）基础的选型电池组件支架基础可选用独立基础、条形基础或桩基础等形式，制作方式有预定和现浇2种。若采用独立基础，基础埋置较深，开挖量及回填量较大；钢筋混凝土桩基础混凝土和钢筋用量少，开挖量小，并且对原有植被破坏小，施工快捷，既能满足稳定的要求又经济实用，为目前光伏电站支架基础的首选形式。本工程场地为卵砾石层，如采用预制桩会造成入桩困难。综上所述，本工程支架基础采用混凝土钻孔灌注桩。（2）基础设计电池组件支架基础上作用的荷载主要是风荷载所引起的支架对基础的作用力，因此基础设计时应保证风荷载作用下基础的稳定，桩基础不出拔起、断裂等破坏现象。基础稳定验算包含承载力抗拔、抗剪验算，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合作为基础设计依据。经计算桩基础埋深不小于1.50m，桩直径0.25m，长度1.8m，高出地面0.3m。1MWp多晶硅固定支架基础主材用量：C25混凝土约200，钢筋用量约11.5吨。由于上部结构传来的荷载相对较小，经计算固定支架钻孔灌注桩基础的绝对沉降量小于5mm，而沉降差小于2.5mm。（3）连接设计支架杆件间的连接采用螺栓连接。螺栓连接对结构变形有较强的适应能力，施工安装速度快、便捷，所以本工程采用螺栓连接。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）支架与基础的连接也采用螺栓连接，螺栓连接又分为预埋螺栓连接和后瞄固螺栓。后瞄固螺栓施工方便一般需从专业生产厂家采购。故本工程推荐后瞄固螺栓连接。3.5、逆变器的选择光伏并网逆变器是光伏电站的核心设备之一，其基本功能是将光伏电池组件输出的直流电转换为交流电。逆变器的技术指标（1)可靠性和可恢复性：逆变器应具有一定的抗干扰能力、环境适应能力、瞬时过载能力及各种保护功能，如：故障情况下，逆变器必须自动从主网解列。（2)逆变器输出效率：大功率逆变器在满载时，效率必须在90%或95%以上。中小功率的逆变器在满载时，效率必须在85%或90%以上。在50W/的日照强度下，即可向电网供电，即使在逆变器额定功率10%的情况下，也要保证90%(大功率逆变器)以上的转换效率。（3)逆变器输出波形：为使光伏阵列所产生的直流电源逆变后向公共电网并网供电，就必须使逆变器的输出电压波形、幅值及相位与公共电网一致，实现无扰动平滑电网供电。输出电流波形良好，波形畸变以及频率波动低于门槛值。（4)逆变器输入直流电压的范围：要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳能光伏电池的端电压随负载和日照强度的变化范围比较大。就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内正常工作，并保证交流输出电压稳定。输出电流同步跟随系统电压。不同类型逆变器的特性对比如下表：逆变器类型集中式逆变器组串式逆变器微型（组件）逆变器逆变器容量10KW-1MW600W-10KW1KW以下组件接入形式方阵组件串组件MPPT功能方阵的最大功率点组串的最大功率点组件最大功率点遮挡影响影响最大影响较小影响最低直流电缆大量使用少量使用基本不使用投资成本低廉适中昂贵-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）适用光伏系统日照均匀的地面大型光伏电站或大型BAPV各类型地面光伏电站或BAPV/BIPV1KW以下的光伏系统产品成熟度成熟成熟研发和试验阶段安装使用专业安装和维护，更换困难安装简便，更换方便安装简便，更换方便表3.5.1我国光伏发电等可再生能源发电技术研究起步比较晚，对于核心器件并网逆变器的研究相对国外某些产品有一定的差距，但近几年国内也有多家生产并网逆变器的厂家也生产出了大功率，较为先进的并网逆变器。目前国内逆变器市场，比较成熟的逆变器产品单台容量已可做到1000kVA。本项目系统总容量为50MWp，从工程运行及维护考虑:(1)若选用单台容量小的逆变设备，则设备台数较多，会增加后期建设的维护工作量，在投资系统的条件下，应尽量选用容量较大的逆变设备，在一定程度上也能降低投资，并提高系统的可靠性；(2)但单台逆变器容量过大，则会导致一台逆变器故障时，发电量损失过大，因此本工程拟选用容量为500kW的逆变器。此外，集中型逆变器需满足如下性能：（1）采用MPPT技术，跟踪电压范围要宽、最大直流电压要高；（2）提供人机界面及监控系统；（3）具有极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、交流过流及直流过流保护、直流母线过电压保护、电网断电、电网过欠压、电网过欠频、光伏阵列及逆变器本身的接地检测及保护功率(对地电阻监测和报警功能)等，并相应给出各保护功能动作的条件和工况(即时保护动作、保护时间、自成恢复时间等)。（4）交直流均具有防浪涌保护功能；（5）完全满足《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定(试行)》的要求，具有低电压穿越功能，可调有功功率，交流电流谐波不超过允许值。下面是各个厂家500KW逆变器的主要技术的对比：厂家型号MPPV（V）-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）额定功率（KW）最大效率（%）温度范围（℃）价格（万元）阳光能源SG500KTL500450～82098.7-25～5540.00SG500MX500500～82098.7-30～5540.00SG500K3500450～82097.3（含变压器）-25～5540.00艾默生SSL0500L500300～85098.3-30～50科诺伟业SNGI900-500HEA500450～88098.4-20～50绿能电气PVMC500500400～85097.5-20～40表3.5.2由表3.5.2可以看出，国内的厂家在MPPT工作电压范围内要比国外厂家的要小，效率所有厂家基本相同，阳光能源厂家的逆变器工作的温度范围要比其他厂家的大，价格方面阳光能源的价格比较适中，选择阳光能源的SG500KTL为所用逆变器。本课题要求设计50MW的太阳能发电站，所需要100台SG500KTL逆变器。表3.5.3为SG500KTL的详细参数。直流侧参数最大直流电压880Vdc最大功率电压跟踪范围450～820Vdc最大直流功率550kWp最大输入电流1200A最大输入路数16交流侧参数额定输出功率500kW额定电网电压270Vac允许电网电压210～310Vac额定电网频率50Hz/60Hz允许电网频率47～51.5Hz/57～61.5Hz总电流波形畸变率<3%(额定功率)功率因素≥0.99（额定功率）-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）系统最大效率98.7%（含变压器）欧洲效率98.5%（含变压器）防护等级IP20（室内）夜间自耗电<100W允许环境温度-25℃～55℃使用环境湿度0～95%，无冷凝冷却方式风冷允许最高海拔6000米显示与通讯显示触摸屏标准通讯方式RS485可选通讯方式以太网/GPRS机械参数宽x高x深/重量2800x2180x850mm/1800kg表3.5.3外形如图所示：图3.5逆变器外形图-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）3.6、光伏阵列设计及布置方案3.6.1、太阳能电池组件的串、并联设计（1)太阳能电池组件串联的数量由逆变器的最高输入电压和最低工作电压、以及太阳能电池组件允许的最大系统电压所确定。太阳能电池组串的并联数量由逆变器的额定容量确定。（2)本项目所选500kW逆变器的最高允许输入电压为880V，输入电压MPPT工作范围为450～820V。245Wp多晶硅太阳能电池组件的开路电压Voc为37.1V，最佳工作点电压Vmp为30.0v，开路电压温度系数为－0.34%/℃。（3)电池组件串联数量计算计算公式：INT(Vdcmin/Vmp)≤N≤INT(Vdcmax/Voc)式中：Vdcmax——逆变器输入直流侧最大电压；Vdcmin——逆变器输入直流侧最小电压；Voc——电池组件开路电压；Vmp——电池组件最佳工作电压；N——电池组件串联数。带入数据：INT(450/30.0)≤N≤INT(820/37.1)经计算：得出串联多晶硅太阳能电池数量N为：15≤N≤22。（4)太阳能电池组件输出可能的最低电压条件①太阳辐射强度最小，这种情况一般发生在日出、日落阴天、大气透明度低时。②组件工作温度最高。（5)太阳能电池组件输出可能的最高电压条件①太阳辐射强度最大；②组件工作温度最低，这种情况一般发生在冬季中午至下午时段。综上所述，根据逆变器最佳输入电压以及电池板工作环境等因素进行修正后，最终确定太阳能电池组件的串联组数为N=20（串）。每一路组件串联的额定功率容量=245Wp×20=4900Wp。对应于所选500kW逆变器的额定功率计算，需要并联的路数N=500/4.90=102.04路，取103路，1MWp需206路，4120块组件。本工程项目50MWp光伏并网发电系统，需要245Wp的多晶硅光伏组件206000块，20块为一个串联支路，16-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）组太阳能电池串联支路汇入一个汇流箱，总共大约需汇流箱700组。3.6.2、单元光伏阵列排布设计将一个或几个光伏组件串联支路固定在一个支架单元上称为光伏阵列单元。一个阵列单元中光伏组件的排列方式有多种，主要的排列方式分为如下两种，分别为:(1)先将20块组件分成1排20列，每块横向放置，再4排20列组件横向叠加放置(方案一)。(2)先将20块组件分成1排20列，每块纵向放置，再将2排20列组件纵向叠加放置(方案二)。但是为了接线简单方便，电缆用量少，施工复杂程度低，综合比较后，确定光伏组件的最佳安装方式为方案二，2排20列纵向放置。图3.6.2单支架方阵面组件排列3.6.3、方阵布置设计太阳能电站光伏阵列单元由太阳能电池板、阵列单元支架组成。阵列单元按平板固定倾角式方案进行经济技术比较分析。以优化阵列单元间布置间距，降低大风影响，减少占地面积，提高发电量为布置原则。本项目每2个500KWp光伏发电单元系统组成1个1MWp光伏发电分系统，以此形成一个1MWp光伏发电分系统方阵，设一间逆变升压配电室。为了减少至逆变器直流电缆数量、尽量少占土地及布置的规整性。即每1MWp方阵有206个组串，每列布置14个支架，每行布置8个支架。同时为了最大限度节约直流电缆和减少线损，应将两台逆变器放在每1MWp分系统的正中央位置。同时应考虑逆变器今后的检修通道。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）3.6.3.11MWp太阳能方阵布置示意图3.6.3.21MW多晶硅光伏系统原理图-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）3.7、年上网电量估算3.7.1、并网光伏发电系统的总效率进行发电量的估算首先要算出并网光伏发电系统的总效率，并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、逆变器的效率、交流并网效率三部分组成。（1）光伏阵列效率：光伏阵列在1000W/m2太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括：组件匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度的影响以及直流线路损失等。一般在85%～90%。综合各项以上各因素，取=88.6%（2）逆变器的转换效率：逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比。包括逆变器转换的损失、最大功率点跟踪（MPPT）精度损失等。一般在94%～96%。对于大型并网逆变器，取=95％。（3）交流并网效率：即从逆变器输出至高压电网的传输效率，其中最主要的是升压变压器的效率和交流电气连接的线路损耗。一般情况下取=94～96%，本次测算采用95%。系统的总效率等于上述各部分效率的乘积，即：η=η1×η2×η3=88.6%×95%×95%=80%3.7.2、光伏电站发电量的测算通过技术与经济综合比较，电池组件选用245Wp多晶硅电池组件，电站安装206000块电池板，光伏电站总容量为50.47MWp。安装方式为全固定式支架安装，支架倾角42°，方位角0°。逆变器选用500kW逆变器，共计100台。50MWp由50个独立的1MWp系统组成，每20个电池板一串，每16串接入1个汇流箱，每7个汇流箱接入一组500kW逆变器。根据太阳辐射量、系统组件总功率、系统总效率等数据，太阳电池组件采用42°固定倾角，估算50MWp并网光伏发电系统的年总发电量和各月的发电量。计算软件采用联合国环境规划署（UNEP）和加拿大自然资源部联合编写的可再生能源技术规划设计软件RETScreen。RETScreen与许多政府机构和多边组织共同合作，由来自工业界、政府部门和学术界的大型专家网络提供技术支持，进行开发工作。经计算50MWp并网光伏发电系统的第一年发电量为7944.75万kWh/年。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）考虑到晶体硅光伏组件在光照及常规大气环境中使用会有衰减，按系统25年输出每年衰减0.8%计算，至25年末，衰减率为20％。在光伏系统寿命期内各年发电量如下表所示。25年各年发电量测算表（单位：万kWh/年）年份发电量（万kWh）年份发电量（万kWh）17944.75147157.0227881.19157099.7637818.14167042.9647755.60176986.6257693.55186930.7367632.01196875.2877570.95206820.2887510.38216765.7297450.30226711.59107390.70236657.90117331.57246604.63127272.92256551.80137214.74合计180671.0950MWp并网光伏发电系统的25年总发电量为180671.09万kWh。年均发电量约为7226.84万kWh/年。4、电气部分4.1、电气一次4.1.1、电气设备选型及布置（1）升压变的容量和型号的选择：1）发电单元与升压变接线方式发电单元与升压变的接线，主要指的是逆变器与变压器的接线，是光伏电站与电网衔接的第一步，也是最关键的一环。目前，光伏逆变技术已臻成熟，市场上大型逆变器单机最常用机型为500KW型，由此而知，大型光伏电站中500KW为最小发电单元，其与升压变的连接方式有如下三种形式：1.500KW发电单元与1台500KVA双绕组升压变组成发电机-双绕组变压器单元接线：2.两个500KW发电单元与一台1000KVA双绕组升压变组成发电机-双绕组变压器扩大单元接线。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）2.两个500KW发电单元与一台1000KVA双分裂三绕组升压变组成发电机-双分裂变压器扩大单元接线2）1兆瓦电气接线方案比较序号逆变器数低压配电装置变压器高压配电装置配电房方案12台500KW2套2台500KVA2套2套逆变器房2套变压器房方案22台500KW2套1台1000KVA1套1套逆变器房1套变压器房方案32台500KW2套1台1000KVA1套1套逆变器房1套变压器房表4.1.2.1方案1接线简单、结构清晰、可靠性高，每台升压变故障仅影响与其相连的500KW光伏组件的出力，但这种接线方式资源浪费比较大，每台逆变器需要单独配套一套升压、配电单元，成本较高，适用于场地较分散，光伏组件分片布置，多点并网的情况，采用小单元就地升压的方式，减小线路损耗，不适合大型集中式光伏系统。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）方案2与方案3，都比较适合大型集中式光伏电站，每兆瓦在电缆及附件、开关柜、设备安装等方面投资成本基本一致，相同容量的双分裂变压器比双绕组变压器的价格稍高，但是双分裂变压器实现了两台逆变器之间的电气隔离，不但减小了相互之间的电磁干扰及环流影响，而且两台逆变器的交流输出分别经变压器滤波，输出电流谐波小，提高了输出的电能质量。问题：为何采用双分裂绕组综上所述，方案1适合场地分散，多点并网的方式，方案3的经济性和电气安全性，比方案2更适合大型集中式应用案例。综上所述，本工程光伏发电系统安装容量为50MWp，每个1MW发电单元逆变器后最大交流输出功率约为800kW，升压变容量按1000kVA考虑。故每个配电室旁边设置一台1000kVA、35kV箱式升压变压器，共50台箱式升压变压器，型号为三相自冷双绕组有载调压变压器；（2）低压进线柜选用MNS型低压抽出式开关柜。额定开断电流为50kA①1MW单元低压总开关柜额定电流计算：800/（1.732×0.3）=1540（A）（800kW为远景实际输出最大交流功率）②低压进线柜额定电流计算：800/3/（1.732×0.3)=513A低压进线柜额定电流选择600A。（3）35kV开关柜选择：35kV开关柜额定电流按630A选择。为了减少电缆线路的长度及站内线路的汇集，保证电气设备的安全运行。采用35kV开关柜。柜内采用真空负荷开关及熔断器，并配有避雷器。真空负荷开关具有接通、隔离和接地功能。与熔断器联合使用，即可提供额定负荷电流，又可断开短路电流，并具备开合空载变压器的性能，能有效的保护变压器。避雷器选用组合式过电压保护器，可有效限制大气过电压及各种真空断路器引起的操作过电压，对相间和相对地的过电压均能起到可靠的限制作用。该过电压保护器不但能保护截流过电压、多次重燃过电压及三相同时开断过电压，而且能保护雷电过电压。（4）35kV电缆-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）电缆选择既要满足额定电流要求,还要满足热稳定要求。根据设计要求，光伏电站内每台变压器35kV侧环网柜之间的联络电缆及与变压器之间的连接电缆采用20YJV22-26/35kV-3×50mm2。站内电缆汇集后，采用YJV22-26/35kV-3×70mm2电缆送入变电站内。35kV集电线路为直埋电缆。光伏电站共10回35kV集电线路，并联后接入110kV升压站内35kV综合配电室的35kV母线，每回35kV集电线路串联5台箱式升压变压器。场内集电线路及箱变接入110kV升压站内35kV综合配电室的集电线路均为直埋电缆沟，沿场内道路敷设，共计16km，开挖宽度为0.8m，开挖深度为1.2m。(5)低压电缆选择：太阳电池并网逆变器至升压变压器通过电缆连接，本系统采用2并1方式，即2个500kW，出口电压为600V的太阳电池方阵逆变器，并入一台升压变压器。每个方阵额定电流达到约380A，电缆选择3*(2*YJV/1kV-1x400)，每个子系统需要4回路电缆。（6）升压站位于光伏发电区东侧，呈矩形布置，主要建设1座二层综合楼（由主控制室、继电保护室、办公室、资料室、值班室、宿舍等组成），1座1层35kV综合配电室、联合库房、水泵房等组成。升压站内装设2台50MVA的主变压器4.1.2、电气主接线（1）集电线路电压等级比选光伏电站场区内集电线路可以是架空线路或电力电缆2种方案。考虑到场区面积不大以及光伏场区内内不宜有遮挡太阳光的构建筑物的特点，光伏场区至升压站的集电线路一般采用电缆线路。光伏电站逆变器出口电压为270/315V，若直接接入场区的升压站，则电缆的截面过大，无法满足现场的安装要求，而且电能损耗太大。为了便于现场安装，减少电能损耗，须就地将电压升高到10KV或35KV才能接入升压站。技术比较10KV方案35KV方案压降、线损由于电缆线路长，电压等级低，压降及线损大-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）相同截面的导线，35KV线路的电压损失只有10KV线路的1/10左右，功率损耗只有10KV线路的1/12左右。因此虽然实际设计中35KV集电线路导线截面比10KV选择较小，但线路损耗及压降仍比10KV线路要小。设备选型由于电压低，相同容量电流大了很多，所有50个发电单元电流汇集后电流近3000A，开关柜母线及断路器要按4000A考虑，增加了设备的选择和制造的困难。电压等级高，电流小，利于设备选型。经济比较箱变1000KVA0.27/10KV50*20万/台=1000万元1000KVA0.27/35KV50*25万/台=1250万元电缆电力电缆YJV22-3*185电力电缆YJV22-3*95综合考虑光伏电站装机规模及当地电网电压等级，本项目并网电压选用110kV。同时在项目场地内建设110kV升压站，变电所按无载升压变压器设计，电压等级为35/1155%/110kV。根据本项目规划容量及附近电网规划情况，本项目接入系统方案考虑如下：在光伏电站内建设110kV升压站，光伏电站以一回110kV线路接入110kV站，线路长度约1×25km。上述接入系统方案仅是本阶段工作的初步设想，光伏电站最终接入系统方案需在光伏电站接入系统设计中详细论证。本项目推荐采用分块发电、集中并网方案，将50MWp光伏系统分成50个1MWp的并网发电单元，每个并网发电单元分别经1台35kV就地变压器升压后接入升压站35kV母线，再通过升压站主变器升压至110kV，最终并入景峡区110kV电网实现并网发电。同时光伏电站内设2台站用变压器为全站提供站用电源，一台由站外10KV配电网引接，另一台站用变由站内母线供电，作为备用电源。项目采用光伏发电设备及升压站集中控制方式，在综合楼设集中控制室实现对光伏设备及电气设备的遥测、遥控、遥信。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）太阳电池组件通过电缆串联达到额定电压，回路连接至汇流箱，汇流箱内实现多回路并联达到额定功率后接至逆变器，逆变器容量按500kW配置，每500KW的光伏方阵接入一台500KW逆变器。逆变器三相输出270V，按单母线接线，每2台逆变器共用1台双分裂升压变压器，变压器容量为1000kVA，35/0.27kV，变压器就地升压为35kV，接入升压站汇流母线，经升压站主变压器再次升至110kV后，由高压电缆将功率送入附近变电站并网点。电站主接线图如下图所示：图4.1.2.1电气主接线图本项目每个太阳能光伏方阵配置一台容量匹配的箱式变压器，箱式变压器布置在每个方阵附近。直接安装在地面基础上。采用直埋电缆与太阳能电池板和直埋线路联接。（2）站用电-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）光伏电站升压站用电负荷较少，且用电负荷一般约有50%～70%的容量不经常运转，只有少数负荷是经常运行的。因同时率及负荷率均较低，故最大负荷年利用小时数也较低。光伏电站不同运行方式对站用电负荷影响影响很小。用电设备均为380/220V低压设备，用电设备比较简单。因而站用电设计也可相应简化。每个项目场地内设两台站用变压器为全站提供站用电源，一台站用电由站内35kV母线供电，另一台由站外10kV配电网引入，作为备用电源。正常供电时由35kV母线提供，事故或者停运时，由站外电网供电。站用电接线可采用单母线接线或单母线分段接线。单母线分段方式，正常运行为两段母线分列运行，两台站变各带一段，当其中任意一段失去电源时，分段开关自动投入，保证全站正常供电。单母线接线方式，占用变压器一主一备，一台接在外接电源上作为主供电源，另一台接在站内35kV母线上作为备用电源。外接主供电源失电后通过双电源切换装置将站内备用电源投入使用，保证站用电负荷正常供电。电气接线图如下：图4.1.2.2站用电接线图4.1.3、一次电气设备布置本太阳能光伏发电项目总装机容量约为50MWp，将整个光伏发电系统分成若干个1MWp的子系统，同时每个1MW子系统设一个就地配电室。就地配电室由汇流柜、逆变器、交直流开关柜等组成。根据本工程的建设规模，就地配电室分别布置于太阳能电池方阵中。光伏阵列产生的直流电能，先经过逆变器逆变成交流电，然后再经过单元变压器升压后，通过35kV-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）电缆汇集至110kV升压站内的35kV配电间。各个单元变压器均放置于就地配电室附近。110kV升压站内再设一座综合楼，设有35kV配电间、蓄电池室、电容器室、二次设备室、控制室、接待室等。35kV配电间内布置35kV开关柜，所用变、380V所用电配电装置、直流屏。二次设备室内布置系统保护柜、故障录波器柜、系统远动及通信装置。4.1.4、照明和检修本所照明分为正常照明和事故照明，正常照明电源取自所用电交流电源，事故照明电源取自事故照明切换箱，正常时由交流电源供电，交流电源消失时自动切换至直流蓄电池经逆变器供电。综合楼内，在主控室采用栅格灯作为正常照明，其他房间采用节能灯。为了避免路灯对太阳能组件产生遮挡的影响，屋外主干道路沿线使用草坪灯照明。在主控室、配电室及主要通道处设置事故照明，事故照明也采用荧光灯或节能灯，由事故照明切换箱供电。4.1.5、过电压保护及接地所有电气设备的绝缘均按照国家标准选择确定，并按海拔高度进行修正。考虑到太阳能电池板安装高度较低，且项目所在地为少雷区，本次太阳能电池方阵内不安装避雷针和避雷线等防直击雷装置，只在主控制室屋顶安装避雷带对控制室和综合楼进行防直击雷保护。站内设一个总的接地装置，以水平接地体为主，垂直接地体为辅，形成复合接地网，将电池支架及太阳能板外边金属框与站内地下接地网可靠相连，接地电阻以满足电池厂家要求为准，且不应大于4欧。4.1.6、电缆敷设及电缆防火本期工程设电缆沟，局部采用电缆埋管。本期工程选用阻燃铜芯电缆，微机保护所用电缆选用屏蔽电缆，其余电缆以铠装电缆为主，电缆布线时从上到下排列顺序为从高压到低压，从强电到弱电，由主到次，由远到近。通讯线采用屏蔽双绞线。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）高、低压配电室电缆采用电缆沟敷设，控制室电缆采用电缆沟、活动地板下、穿管和直埋的敷设方式；太阳能电池板至汇流箱电缆主要采用太阳能板下敷设电缆槽盒的方式；汇流箱至箱变间的电缆采用电缆槽盒和电缆沟相结合的敷设方式；箱式变电站至35kV配电装置的电缆主要采用电缆沟的方式敷设。低压动力和控制电缆拟采用ZRC级阻燃电缆，消防等重要电缆采用耐火型电缆。控制室电子设备间设活动地板，35kV配电室、所用电室及箱式变电站设电缆沟，其余均采用电缆穿管或直埋敷设。电缆构筑物中电缆引至电气柜、盘或控制屏、台的开孔部位，电缆贯穿墙、楼板的孔洞处，均应实施阻火封堵。电缆沟道分支处、进配电室、控制室入口处均应实施阻火封堵。4.2、电气二次4.2.1、电场监控系统本工程监控系统采用基于MODBUS协议的RS485总线系统，整个监控系统分成站控层和现场控制层。RS485的总线虽然存在效率相对较低（单主多从），传输距离较短，单总线可挂的节点少等缺点,但其成本较低，在国内应用时间长，应用经验丰富。考虑到本工程容量较小，监控点少，故选用RS485总线系统。通过设在现场控制层的测控单元进行实时数据的采集和处理。实时信息将包括：模拟量（交流电流和电压）、开关量、脉冲量及其它来自每一个电压等级的CT、PT、断路器和保护设备及直流、逆变器、调度范围内的通信设备运行状况信号等。微机监控系统根据CT、PT的采集信号，计算电气回路的电流、电压、有功、无功和功率因数等，显示在LCD上。开关量包括报警信号和状态信号。对于状态信号，微机监控系统能及时将其反映在LCD上。对于报警信号，则能及时发出声光报警并有画面显示。电度量为需方电度表的RS485串口接于监控系统，用于电能累计，所有采集的输入信号应该保证安全、可靠和准确。报警信号应该分成两类：第一类为事故信号（紧急报警）即由非手动操作引起的断路器跳闸信号。第二类为预告信号，即报警接点的状态改变、模拟量的越限和计算机本身，包括测控单元不正常状态的出现。控制对象为各电压等级断路器、逆变器等。控制方式包括：现场就地控制：电场控制室内集中监控PC操作。站控层配置一台用于集中监控的后台主机，并做为操作员站,配打印机和LCD。4.2.2、计量及同期-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）利用出线断路器侧PT、CT进行计量，设置智能电度表，以适应白天供电，夜间用电的发电方式。逆变器本体内部具有同期功能，可自动投入/退出逆变器。4.2.3、元件保护主变压器保护采用综合保护测控装置，安装在高压开关柜上。逆变器本体配置内部保护装置。4.2.4、直流系统项目设置一套220V/100Ah直流系统，布置在控制室。蓄电池采用阀控铅酸蓄电池。用于开关柜操作电源、监控系统电源、事故照明等。5、施工组织设计5.1、施工条件5.1.1、施工用水本工程施工用水由建筑施工用水、施工机械用水、生活用水等组成。施工和生活供水采取打井方式，在升压站址区域打一口井，永临结合，施工结束后作为升压站水源，井深约80～90米，并安装净水装置，满足生活用水供给。水源附近施工用水可直接用管道输送。5.1.2、施工电源和建材施工电源从就近10kV电源点接入，设变压器降压后供混凝土搅拌站、钢筋（钢结构）加工等生产、生活房屋建筑的用电。本工程所需的主要材料为砂石料、水泥、钢材、木材、油料等，可在附近地区购进。主要建筑材料来源充足，可通过公路运至施工现场。5.2、施工总布置1)-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）根据光伏电站工程建设投资大、工期紧、建设地点集中等特点，结合工程具体情况，本着充分利用、方便施工的原则进行场地布置。既要形成施工需要的生产能力，又要力求节约用地。2)施工总平面布置按以下基本原则进行：施工场、临建设施布置应当紧凑合理，符合工艺流程，方便施工，保证运输方便，尽量减少二次搬运，充分考虑各阶段的施工过程，做到前后照应，左右兼顾，以达到合理用地、节约用地的目的。（1）路通为先，首先开通光伏电站通向外界的主干路，然后按工程建设的次序，修建本电站的厂内道路。（2）施工机械布置合理，施工用电充分考虑其负荷能力，合理确定其服务范围，做到既满足生产需要，又不产生机械的浪费。（3）总平面布置尽可能做到永久、临时相结合，节约投资，降低造价。（4）分区划片，以点带面，由近及远的原则：将整个光伏电站划分为生产综合区、光伏发电区；将光伏发电区再分成两批进行安装、调试、投运。这样即可以提高施工效率，也可以保障光伏电站分批提前投入商业运行。5.3、主要工程项目的施工方案5.3.1箱变基础工程施工基础施工程序为：基础的放线定位及标高测量→机械挖土→清底钎探→验槽处理→混凝土垫层→架设钢筋混凝土基础模板→绑扎钢筋、预埋底法兰段→钢筋及预埋件的隐蔽验收→浇灌基础钢筋混凝土→基础回填机械配合人工分层夯填。1、基础开挖基础开挖过程中，首先采用小型反铲挖掘机，配合132kW推土机进行表层土的清理，人工修整基坑边坡；1m3反铲挖掘机配合2m3装载机开挖，沿坑槽周边堆放，部分土石方装10t自卸汽车运输用于整理场地，人工修整开挖边坡。开挖完工后，应清理干净，进行基槽验收，根据不同地质情况分别采取措施进行处理。2、基础混凝土浇筑清理基坑，蛙夯机夯实后，先浇筑100mm厚C15混凝土垫层，待混凝土凝固后，再进行钢筋绑扎，然后立模浇筑钢筋混凝土。在混凝土施工过程中，降雨时不宜浇筑混凝土，并尽量避免冬季施工，若需在冬季施工，应考虑使用热水拌和、掺用混凝土防冻剂和对混凝土进行保温等措施。混凝土浇筑后须进行表面洒水保湿养护14天。待基础混凝土强度达到75%以上方可安装太阳能光伏电池组件方阵支撑结构。在太阳能光伏电池组件方阵基础混凝土浇筑过程中，应一次浇筑完成，对可能存在的施工缝应采取相应的处理措施。3、基础土方回填-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）土方回填应在混凝土浇筑后进行。回填时应分层回填，电动打夯机分层进行夯实，并预留沉降量。剩余土石方就近平整场地。5.3.2太阳能光伏电池组件方阵的安装1、太阳能光伏电池组件方阵支撑结构安装基础的检查太阳能光伏电池组件方阵安装应在厂家专门技术人员的指导下进行。严格按厂家安装图纸进行安装。安装前应清除基础上的尘土及浇筑混凝土的剩余物，尤其是预埋螺栓及各连接部位，不允许有任何锈蚀存在。太阳能光伏电池组件方阵支撑结构最高安装高度为3.5米。太阳能光伏电池组件方阵支撑结构中单件最长为6米。根据太阳能光伏电池组件方阵支撑结构中单件最大吊重、安装高度以及现场的安装条件等，太阳能光伏电池组件方阵支撑吊装设备选用：吊重为30t汽车吊，即可满足本工程的起吊要求。2、太阳能光伏电池组件方阵支撑结构安装的施工准备安装工作由吊车作业，吊装现场应保证起重机吊装时有足够的吊装工作空间，在每一个太阳能光伏电池组件方阵旁边应有存放零配件或小型吊车的足够临时场地。3、太阳能光伏电池组件方阵支撑结构的安装太阳能光伏电池组件方阵支撑结构安装应在厂家专门技术人员的指导下进行。严格按厂家安装图纸进行安装。保证安装后横平竖直，使太阳能光伏电池组件方阵的倾斜角满足设计要求。达到最佳发电量。4、太阳能光伏电池组件太阳能光伏电池组件方阵安装应在厂家专门技术人员的指导下进行。严格按厂家安装图纸进行安装。太阳能光伏电池组件在安装时要轻拿轻放，严禁碰撞、敲击、划痕，以免破坏封装玻璃，影响性能，缩短寿命。太阳能光伏电池组件的内部接线在出厂时已盘整好，在安装过程中不允许拆动,会有触电危险。太阳能光伏电池组件的安装确保在整个安装过程中的施工安全及施工质量。遇有大风、暴雨、冰雹、大雪等情况，应停止太阳能光伏电池组件的安装确保在整个安装过程中的施工安全及施工质量。5、汇流箱安装汇流箱安装在太阳能光伏电池组件方阵支撑结构上。在太阳能光伏电池组件方阵支撑结构安装完毕后进行。汇流箱的防护等级为IP65.在安装时严禁碰撞、敲击、划痕，以免破坏防护，降低防护等级。汇流箱的安装，需2名装配人员配合进行。并清理安装现场。6、太阳能光伏电池组件的连线-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）单个太阳能光伏电池组件方阵的太阳能光伏电池组件全部安装完毕，且汇流箱安装完毕。方可进行太阳能光伏电池组件的连线工作。太阳能光伏电池组件的连线工作必须在厂家专门技术人员的指导下进行。严格按厂家接线图纸进行接线。错误的接线会导至短路、过压，损坏太阳能光伏电池组件。7、35kV变压器的安装（1）安装前的准备变压器开箱验收，检查产品是否有损伤、变形和断裂。按装箱清单检查附件和专用工具是否齐全，在确认无误后，方可按厂家技术要求进行安装。（2）变压器的安装变压器采用汽车吊吊装就位。施工吊装要考虑到安全距离及安全风速。吊装就位后要即时调整加固，确保施工安全及安装质量。在安装完毕后，按国家有关试验规程进行交接试验。8、架空线及电缆安装从每一套光伏发电系统到升压站的输电线路均为电缆线路，电缆沟道土建施工结束后，即可分区安装输电线路。所有动力电缆、控制电缆和光缆安装，应按设计要求和相关规范施工。分段施工，分段验收。每段线路要求在本段箱变安装前完成，确保机组的试运行。5.3.3升压站施工本工程升压变电站的主要建(构)筑物综合控制楼、进线架构、主变压器基础及避雷针等。5.3.3.1电气设备基础施工升压站的设备基础施工。施工顺序大致为：施工准备→场地平整、碾压→基坑开挖→混凝土基础施工→基坑回填→电气设备安装。先清理场地、碾压后进行设备基础施工。按设计图要求，人工开挖设备基础，进行钢筋绑扎和支模。验收合格后，可进行设备基础混凝土浇筑。混凝土浇筑后须进行表面洒水保湿养护7天。柱脚与基础连接采用杯口插入式。构架就位后，用缆绳找正固定，然后进行混凝土二次灌浆。待混凝土达到一定强度后，才能拆除临时固定措施及横梁吊装。然后交付安装施工。5.3.3.2升压变电站建筑施工1、升压站建筑基础施工-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）升压站场地清理，采用推土机配合人工清理。然后用10t振动碾，将场地碾平，达到设计要求。升压站内所有建筑物的基础开挖，均采用小型挖掘机配人工开挖清理（包括基础之间的地下电缆沟）。人工清槽后、经验槽合格，方可进行后序施工。基础混凝土浇筑和地下电缆沟墙的砌筑、封盖及土方回填施工。施工时要同时做好各种沟、管及预埋管道的施工及管线敷设安装，重点是主控楼的地下电缆、管沟等隐蔽工程。在混凝土浇筑工程中，应对模板、支架、预埋件及预留孔洞进行观察，如发现有变形、移位时应及时处理，以保证施工质量。混凝土浇筑后须进行表面洒水保湿养护7天。在其强度未达到7天强度前，不得在其上踩踏或拆装模板及支架。所有建筑封顶后再进行装修。2、建筑施工(1)综合楼施工顺序为：施工准备→基础开挖→地基处理→基础混凝土浇筑→墙体砌筑→混凝土柱→梁、楼板浇筑→室内外装修及给排水系统施工→电气设备就位安装调试。(2)35kV配电间施工顺序为：施工准备→基础开挖→地基处理→基础混凝土浇筑→墙体砌筑→混凝土柱→梁、楼板浇筑→室内外装修及给排水系统施工。5.3.3.3升压变电站电气施工电气设备基础施工结束后，进行构架吊装安装。柱脚与基础连接采用杯口插入式。构架就位后，用缆绳找正固定，然后进行混凝土二次灌浆。待混凝土达到一定强度后，才能拆除临时固定措施及横梁吊装。主变压器较重，大型平板车运输至升压站后，采用1台100t履带吊车吊装就位。吊装时索具必须检查合格，钢丝绳必须系在油箱的吊沟上。主变压器的安装程序为：施工准备→基础检查→设备开箱检查→起吊→就位→附件安装→绝缘油处理→真空注油试验→试运行。电气设备的安装必须严格安设计要求、设备安装说明、电气设备安装规程及验收规范进行，及时进行测试、调试，确保电气设备的安装质量和试车一次成功。5.3.3.4施工场地及施工生活区本工程为光伏电站，所需的生产辅助项目少，且主要设备以整体运输安装为主，施工用地较少。施工生产、生活用地均在场地内安排。5.3.3.5地方材料供应情况（1）黄砂：由本地区供应；（2）水泥：由当地水泥厂供应；（3）石料：在本地采购；（4）石灰：由本地供应；（5）砖、空心砖或砌块：由附近砖瓦厂供应。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）5.3.3.6电力供应本期工程施工临时用电负荷按500kVA考虑，考虑从当地变电所接线。本工程为光伏电站，施工安装工程量小，其用水量少。施工通信：施工现场拟配5路外线，施工单位自行安装内部总机。氧气、氩气、乙炔等施工用气可在当地就近购买。5.4、施工综合进度根椐目前的设计、施工的经验及水平、主要设备订货情况，生产综合楼与光伏阵列基础先期开工，同时要求施工机械的安排能同时满足要求。本项目计划建设期12个月。5.4.1、编制原则1．设计进度以开工后“实际工期”排序，实际有效总工期为12个月。（如遇冬季停工期，依次顺延）。2．太阳能光伏电池组件方阵安装用吊车安装，根据其施工方法，并参照已有工程的经验，安装一套太阳能光伏电池组件方阵机组（包括安装设备组装、拆卸、移位等），工期约3～5天。3．太阳能光伏电池组件方阵的安装，应在基础混凝土浇筑完工后1个月后开始实施。4．每个太阳能光伏电池组件方阵的电气设备安装、就地配电间和输电线路的施工在太阳能光伏电池组件方阵安装前完成，以满足太阳能光伏电池组件方阵安装后即可并网发电的要求。5．太阳能光伏电池组件方阵安装完工后，太阳能光伏电池组件方阵及逆变器的调试期约5～10天。6.施工期可根据施工单位实际能力调整加快施工进度。7.施工进度应考虑太阳能光伏电池组件制造厂生产能力因素。5.4.2、分项施工进度安排1、从第1月第1日开始到第1个月底为施工进场前准备工作期，主要完成进场物资准备，场地平整。2、施工供水、供电系统及临时辅助设施建设，是本工程施工的必备前提，从第-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）1月第15日到第2月底完成。场内交通公路的施工为第2月第1日到第4月底，不作为约束条件，可以根据施工进程适当调整。3、本工程太阳能光伏电池组件方阵基础和箱式变基础施工从第2月第15日到第8月底。从第5月第1日到第8月15日进行光伏发电站110kV升压站的土建工程及电气设备安装及调试。4、太阳能光伏电池组件方阵的安装工程从第4月第1日到第10月底，光伏发电系统全部安装结束。箱式变安装由第4月第15日到第10月底，箱式变全部安装结束。5、太阳能光伏电池组件方阵、逆变器及箱变调试于第10月第1日到第11月底全部完工。6、输电电缆、通信及监控光缆第11月第1日到第12月15日底全部安装结束。5.4.3、施工控制进度本工程施工控制进度为：1、第4月第1日起进行太阳能光伏电池组件方阵基础施工到第10月底完工。2、太阳能光伏电池组件方阵的安装及调试工程从第4月第1日到第11月底，太阳能光伏电池组件方阵及逆变器全部安装及调试结束。3、从第5月第1日到第8月15日进行太阳能光伏发电站110kV升压站的土建工程及电气设备安装及调试。4、第12月第底，光伏电站并网发电。6、环境影响评价6.1、评价依据国家环境保护行政法规和法规性文件1、《中华人民共和国环境保护法》（1989.12)2、《中华人民共和国大气污染防治法》（2000.4）3、《中华人民共和国水污染防治法》（2008.2）4、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》（2005.4）5、《中华人民共和国环境噪声污染防治法》（1996.20）6、《中华人民共和国环境影响评价法》（2002.20）7、《国务院关于环境保护若干问题的决定》[国发（1996）31号]8、《建设项目环境保护管理条例》[国发（1998）]-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）9、GHZB1-1999《地面水环境质量标准》的Ⅲ类标准10、山西省环境保护条例11、山西省建设项目环境保护管理办法实施细则6.2、评价标准1、GB3095-1996《环境空气质量标准》的二级标准2、GB3838-2002《地面水环境质量标准》的Ⅲ类标准3、GB3838-2002《地下水环境质量标准》的Ⅲ类标准4、GB5084-1992《农田灌溉水质标准》中的水作物标准5、GB12348-2008《工业企业厂界噪声标准》6、GB15618-1995《土壤环境质量标准》中二级标准7、GBZ1-2002《工业企业设计卫生标准》6.3、环境影响分析及治理措施本工程对环境的影响包括施工期和运行期两方面，主要还是施工期对周围的环境影响较大，但施工期的环境影响将随着工程的结束而消失。6.3.1、工程施工期对环境的影响及防治6.3.3.1、噪声影响及防治本工程施工内容主要包括厂房基础土方开挖和回填、基础承台浇筑、光伏设备运输和安装等，施工期噪声主要为施工机械设备所产生的施工噪声及物料运输产生的交通噪声，如混凝土搅拌车等。根据其它工程对作业场所噪声源强的监测资料，小型混凝土搅拌车的作业噪声一般为91-102dB（A）。根据几何发散衰减的基本公式计算出施工噪声为距声源250m处噪声即降到55dB（A）以下，本工程施工大部分安排在白天，且场址周围环境大多为盐碱地，基本没有居民和工矿企业，在施工工艺选择时，将施工噪音控制在标准范围内；同时在施工过程中严格遵守作业时间，故施工噪声对周围环境不会造成扰民影响。6.3.3.2、扬尘、废气在施工中由于土方的开挖和施工车辆的行驶，可能在作业面及其附近区域产生粉尘和二次扬尘，造成局部区域的空气污染。因此，在施工过程中需保持场地清洁并采取经常洒水等措施，可减轻工程施工对周围环境的影响。施工结束影响即消失。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）6.3.3.3、运输车辆对交通干线附近居民的影响光伏发电工程运输量不大，因此运输车辆对交通干线附近居民的影响较小。6.3.3.4、污染物排放施工期的污染物排放主要包括废水和固体废弃物。工程施工废污水主要来自于土建工程施工、材料和设备的清洗，以及雨水径流。施工废污水的主要成分是含泥沙废水，可在现场开挖简易池，收集泥浆水进行沉淀处理，处理后尾水全部回用于施工场地冲洗、工区洒水或施工机械冲洗等。施工区的生活污水收集后经化粪池沉淀后，定期清掏，对环境影响极小。施工期的固体废物主要有建筑垃圾及生活垃圾，要求及时清运并处置，避免刮风使固体废弃物飞扬，污染附近环境。6.3.2、运行期的环境影响太阳能光伏发电是利用自然太阳能转变为电能，在生产过程中不消耗矿物燃料，不产生大气污染物，因此运行期间对环境的影响主要表现有以下几个方面，通过采取一定的措施后，可将环境影响降低至最小。6.3.2.1、噪声影响太阳能光伏发电运行过程中产生噪声的声源只有变压器，本工程变压器容量小、电压低，运行中产生的噪音较小（小于65dB（A））；同时变压器布置在室内，电站厂界噪声将远低于《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）中的3类标准。6.3.2.2、废水影响本工程建成后基本无生产废水。由于太阳能光伏发电具有较高的自动化运行水平，仅需少量人员值班，生活污水量极少，生活污水经沉淀处理达到新港污水处理厂的接管标准后，排入工业区的污水管网，对环境基本无影响。6.3.2.3、潜在电磁辐射影响专题研究表明当高强度的电磁辐射长期作用于人体时，可使其健康状况受到危害。光伏发电系统本身不会产生电磁辐射，太阳能光伏发电站运行时会可能产生电磁辐射的主要场所是交直流配电房，但其强度较低且本太阳能光伏发电站距离居民区非常远，可以认为太阳能光伏发电站产生的电磁辐射不会对其附近居民身体健康产生危害。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）根据类比的电磁辐射和无线电干扰源强，通过对太阳能光伏电场附近居民的调查，目前已运行的太阳能光伏发电站对当地的无线电、电视等电器设备没有影响，变电站（升压站）和输电线路运行期产生的工频电场、磁场均能满足《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》（HJ/T24-1998）的工频电场4kV/m、工频磁场0.1Mt的推荐标准。6.3.2.4、雷击本工程太阳能光伏发电系统拥有较完善的避雷系统，可避免雷击对设备、人身造成影响。同时为避免雷雨季节造成人身伤害事故，光伏电站建成后将安设警示牌。根据相应设计规程的要求，并网逆变器及变电站内主要电气设备均采取相应的接地方式，以满足防雷保护的要求。6.3.2.5、污染物排放总量分析本工程无废气、废水排放，少量的生活污水经化粪池处理后排入工业区污水管网，经污水处理厂进一步处理后排放。生活垃圾由环卫部门统一处理。因此本项目无需申请污染物排放总量指标。6.3.3、光污染及防治措施电池板内多晶硅片表面涂覆一层防反射涂层，同时封装玻璃表面已经过特殊处理，因此太阳能电池板对阳光的反射以散射为主。其镜面反射性要远低于玻璃幕墙，故不会产生光污染。6.4环境保护措施项目建设期环境保护防治理措施见下表:太阳能光伏发电站建设期环境保护防治措施一览表类别环境保护措施水机械冲洗集中收集检查井格栅井地埋式一体化污水处理设备（接触氧化、沉淀、消毒）生活废水气扬尘物料堆放和运输遮盖毡布、封闭混凝土拌合、道路洒水、避免大面积开挖、加强施工管理，协调施工季节废气施工机械采用技术先进的设备、燃料采用优质燃料、避免超负荷工作、加强对施工机械和施工运输车辆的维护保养声噪声项目附近数km内无住户，施工噪声影响有限，且随施工结束而消失固废建筑垃圾用于生活区建设中的道路建设等生活垃圾统一收集后委托当地清官所统一清运并进行卫生填埋生态土地利用绿化、生态恢复-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）项目运营期环境保护防治理措施见下表:太阳能光伏发电站运营期环境保护防治措施一览表类别环境保护措施水机械冲洗隔油池预处理后与生活污水一起集中收集生活废水集中收集检查井格栅井地埋式一体化污水处理设备（接触氧化、沉淀、消毒）气扬尘物料堆放和运输遮盖毡布封闭混凝土拌合道路洒水避免大面积开挖加强施工管理，协调施工季节废气施工机械采用技术先进的设备燃料采用优质燃料避免超负荷工作加强对施工机械和施工运输车辆的维护保养声噪声项目附近数km内无住户，施工噪声影响有限，且随施工结束而消失固废污水处理污泥自行推肥，用于厂区的绿化和生态恢复生活垃圾委托当地统一收集清运后卫生填埋生态土地利用绿化、生态恢复6.5、节能及减排效益分析太阳能光伏发电是一种清洁能源，与火电相比，可节约大量的煤炭或油气资源，有利于环境保护。同时，太阳能是取之不竭用之不尽的可在生能源，早开发早受益。本项目拟装机50MWp，年均上网电量7226.84万kWh。按照火电煤耗平均350g标煤/kWh，每年可节约标准煤2.5万吨，二氧化碳约10.1万吨。6.6、综合评价-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）拟建50MWp并网光伏发电工程利用清洁的、可再生的太阳能资源，节约了不可再生的煤炭或石油、天然气资源，对于减少大气污染排放，保护环境具有重要地作用，社会效益及环境效益良好。此外，每个太阳能电池板支架基础仅占用较小的面积，不会对当地的生态环境有所影响，电场的建设不会影响当地土地利用规划；电场施工期只要加强管理，采取切实可行的措施，可有效地控制施工期间粉尘、噪声等方面的影响。总之，拟建50MWp并网光伏发电工程的建设对当地环境不会生产不良的影响，而且太阳能电场工程是一个节能降耗的环保项目。因此该项目的建设从环保的角度分析是可行的。-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）参考文献1.王革华.新能源概论[M]，北京：化学工业出版社，2006，1-83. 2.冯垛生.太阳能发电原理与应用[M]，北京：人民邮电出版社，2007，37-92. 3.刘荣主.自然能供电技术[M]，北京：科学出版社，2000，9，53-66. 4.林安中，王斯成.国内外太阳电池和光伏发电的进展与前景[J]，太阳能学报，1999（特刊），68-74. 5.王长贵，王斯成.太阳能光伏发电实用技术[M]，北京：化学工业出版社，2005，8-195. 6.崔容强，赵春江，吴达成.并网型太阳能光伏发电系统[M]，北京：化学工业出版社，2007，26-75. 7.刘宏，吴达成，杨志刚，翟永辉.家用太阳能光伏电源系统[M]，北京：化学工业出版社，2007，15-90. 8.王兆安，黄俊.电力电子技术[M]，北京：机械工业出版社，2005，132-169. 9.陈道炼.DC-AC逆变技术及其应用[M]，北京：机械工业出版社，2003，269-284.  10.张荣.光伏并网逆变器的研究[D]，重庆大学，2006.11.刘凤君.现代逆变技术及应用,电子工业出版社，2006. 12.周志敏、周纪海等.逆变电源实用技术，中国电力出版社，2005 13.黄瑶.基于TMS320F2812的光伏并网发电系统的设计[D],广西大学硕士学位论文，2008. 14.赵为.太阳能光伏并网发电的研究[D]，合肥，合肥工业大学，2003.-51- 兰州交通大学毕业论文（设计）致谢本论文是在安源导师的精心指导下完成的。在论文选题、设计和撰写过程中，得到了安老师的全力支持和耐心指导，虽然安老师工作非常繁忙，，但他仍抽出宝贵的时间给予我学术上的指导和帮助，一言一行，细心耐心，让我的专业知识得以更加的完善。安老师渊博的知识不但拓宽了我的思路，还是我的论文顺利开展和完成的保证。在此，谨向安源老师致以深深的敬意和由衷的感谢！-51-'