案例 | 村级光伏扶贫电站典型设计方案!

易达光电2018-04-24 09:24:26

2017年7月,国家能源局、国务院扶贫办公布的《关于“十三五”光伏扶贫计划编制有关事项的通知》提出,以村级光伏扶贫电站为主要建设模式,村级电站应在建档立卡贫困村建设,单个村级电站容量控制在300千瓦左右(具备就近接入条件的可放大至500千瓦)。

目前光伏扶贫模式有集中式电站、户用电站、村级光伏扶贫电站、光伏农业电站四大类。集中式电站一般在2MW到20MW之间,需要指标,占地比较大,投资也比较大,一般用于镇一级集中扶贫,如何投资,管理和分配是一个大问题,电村电网容量较少,有很多地方不适合建大型电站;户用电站一般是3-5kW,安装在贫困户家里,不需要占用地面,容量也不大,但是贫困户的房屋一般比较破旧,安装不方便,也难以保证25年的寿命;光伏农业电站不占用农地,可以一边发电,一边种植农作物,但对土地要求较高,初始投入大,对电站管理也比较高。村级电站建设对于电网接入的要求稍低,经过“十二五”改造之后,农村电网目前可接入光伏电站容量大大增加,基础配套设施能够满足需求。同时,在“十三五”农村电网改造和建设过程中,国家电网也明确承诺,对发展光伏扶贫的贫困村,对电网的改造给予优先支持,电站建好后需及时实现电站并网。


目前,我国12万8000个贫困村有一半适合建村级电站,村级电站将成为“十三五”时期光伏扶贫的主要模式。村级电站的建设规模普遍比较小,更容易协调落实建设用地;此外,村级电站扶贫模式解决了贫困村无集体经济收入的问题。据了解,在全国各地推进精准扶贫的过程中,村级集体经济收入很难得到有效解决。2014年建档立卡识别出12.8万贫困村,其中90%没有集体经济收入,而村级电站的收益除分给贫困户外,其余由村集体获得,如果村集体有了经济收入,就可以有效解决“空壳村”的问题。

1、选择合适的光伏组件


光伏组件有多晶硅,单晶硅,薄膜三种技术路线,各种技术都有优点和缺点。在同等条件下,光伏系统的效率只和组件的标称功率有关,和组件的效率没有直接关系。2017年组件出现了很多新技术,如PREC、多主栅、无主栅、N型组件、双面发电组件,要根据实际情况选择,技术组件技术成熟,国内一线和二线品牌的组件生产厂家质量都比较可靠,要选择从可靠的渠道去购买,在选择时,尽量从设备安装条件、组件每瓦价格、厂家供货量、装机容量、系统造价几个因素综合考虑。

2、选择合适的电气技术方案


逆变器作为光伏系统的桥梁,成本占比低但对系统成本和发电量影响大。按照安装环境的不同,设计两种逆变器方案。平地无遮挡,光照条件好的地区,建议选择单路MPPT,单级结构的逆变器,可以提高系统可靠性,降低系统成本;地形复杂山丘电站,存在朝向不一致和局部遮挡的现象,且不同的山丘遮挡特性不一样,带来组件失配问题,不得不选择多路MPPT,那么每路MPPT 2个组串输入的逆变器会是较好的选择,无熔丝易损件、故障定位准确度高,维护更简单。



逆变器是光伏系统最容易出故障的设备之一,设计和安装时要注意,有经验的EPC安装商,逆变器故障率要比没有经验的安装商低30%以上,所以经验很重要。逆变器运输和安装时,要轻拿轻放,避免里面的接头松动。温度对逆变器主要部件寿命影响较大,逆变器要避免阳光直晒,安装在通风散热的地方;组件和逆变器匹配要注意,逆变器不要长时间工作在满载状态。



3、合理设计并选择合适的支架


光伏支架是光伏电站系统中为了摆放、安装、固定光伏电池板而设计的特殊的支架。设计不充分的支架遇到强风时,容易发生支架倾覆、组件散落损毁。


好的支架钢结构厚度符合标准要求,热镀锌材料或者优质铝合金材料,基本厚度等于或大于2.2mm,抗腐蚀性和抗风性能强,也能保证25年的使用寿命。而便宜的支架可能连2mm厚度都没有,抗腐蚀性和抗风性能差,且光伏系统常年在外风吹日晒,支架腐蚀造成光伏组件坠落,将得不偿失;即使组件没掉,但腐蚀的支架会造成组件倾角发生变化,减少系统发电量,从而导致收益受损。

4、选择质量可靠地线缆


光伏线缆需有耐气候、耐高温、耐摩擦等特性,并且具有超长的使用寿命。

光伏线缆因其特殊性能成本很高,若选择普通线缆来替代,这种线缆用在光伏系统中保护层两三年就腐蚀了,导致线缆内部铜丝暴露,很容易造成漏电,甚至引发火灾。

5、选择质量可靠地配电箱


好的配电箱比质量不好的可能贵到500块钱一台。但两者有什么差别呢?

好的配电箱能保证产品符合电网要求,而质量不好的配电箱,可能没有检有压合闸和欠失压脱扣功能或者质量差失灵,这会造成反送电——即电网停电的情况下,万一逆变器质量也不好,光伏系统仍然带电工作,就有可能造成光伏系统的电反送给电网,万一此时电网上有工作人员在检修,则可能造成触电事故,严重的造成人员伤亡。


其次是电器质量差,失火、损毁现象多,安全风险大。


并网计量配电箱内必须有市电和光伏发电隔离开关(闸刀开关)、(自复式)过欠压保护器、浪涌保护器(避雷器)、漏电保护开关(负荷开关)、接地装置。

6、80kW村级光伏扶贫电站方案


方案1,系统采用72片340Wp光伏组,20串12并共240块组成,总功率 81.6KWp。采用1台80KW光伏逆变器,接入380V线,送入光伏并网接入配电箱,再接入10kV柱上变压器380V母线端。


方案2,系统采用60片280Wp光伏组件,24串12并共288块组成,总功率 80.64KWp。采用1台80KW光伏逆变器,接入380V线,送入光伏并网接入配电箱,再接入10kV柱上变压器380V母线端。

逆变器最大直流电压(最大阵列开路电压)为1100V,最大功率电压跟踪范围为200~1000V,MPPT路数为6路/2并。每个太阳电池组件额定工作电压为38V,开路电压为47V,在环境温度为25±2℃、太阳辐射照度为1000W/m2的额定工况下,20个太阳电池串联支路额定工作电压为760V,开路电压940V,均在逆变器允许输入范围内,可确保正常工作。在工况变化时考虑在平均极端环境温度为-25℃时,太阳能电池组件串的最大开路电压为20×38×(0.3%×50+1)=1081V,满足1100V最高电压要求。


系统配置


7、常用村级光伏扶贫系统配置



8、常用村级光伏扶贫电站系统方案


(1)60kW电气方案

(2)70kW电气方案

(3)80kW电气方案1

(4)80kW电气方案2

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