XX市XX县XX村光伏扶贫306KW电站实施方案.docx

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XX市XX县XX村光伏扶贫306KW电站实施方案

XX市XX县XX村光伏扶贫

306KW电站工程

实

施

方

案

建设单位：

施工单位：

第一章概述

随着社会的发展，文明的进步，人类对生态环境、衣食住行的要求愈来愈高，而随着中国经济的高速发展，能源诸如石油、煤炭之类需求不断增加，由此产生的有害物质污染也越来越多。

污染已成为社会与经济发展的瓶颈，治理污染已是当务之急。

能源是社会和经济发展或不可缺的重要物质基础，随着社会的进步和经济的发展，人类对于能源的需求不断增加，对能源重要性的认识在不断的提高，能源问题已经成为世界各国共同关心的首要问题。

当煤炭、石油等化石能源频频告急，并且有其引起污染愈发严重之际，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能等新型清洁资源，寻求经济发展的新动力，譬如欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源更高层次的研究。

丰富的太阳辐射能是重要的清洁高效的能源，是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价且人类能够自由平等利用的能源，具有巨大的市场开发价值。

根据国家能源局近日下发的《2016年光伏发电建设实施方案的通知》（以下简称《通知》），2016年全国新增光伏电站建设规模1810万千瓦，其中普通光伏电站项目1260万千瓦，光伏领跑技术基地规模550万千瓦。

根据国家能源局发布的数据显示，今年1~3月，全国新增光伏发电装机容量714万千瓦，其中，光伏电站617万千瓦，分布式光伏97万千瓦。

这意味着，今年一个季度的新增量，就达到2014年全年新增量（1060万千瓦）的近7成，2015年新增量（1513万千瓦）的近一半。

在《中共中央国务院关于打赢脱贫攻坚站的决定》中，“加快推进光伏扶贫工程，支持光伏设施接入电网运行，发展光伏农业”被明确列入《决定》中。

《决定》指出“在不改变用途的情况下，财政专项扶贫资金和其他涉农资金投入设施农业、养殖、光伏、水电、乡村旅游等项目形成的资产，具备条件的可折股量化给贫困村和贫困户，尤其是丧失劳动力的贫困户”。

2015年末，国家能源局、国务院扶贫办下发关于实施光伏扶贫工程工作方案，要求扎实推进新能源建设和光伏产业扶贫工作，加快贫困地区、贫困人口脱贫步伐。

省委、省政府随之下发《关于全力推进精准扶贫精准脱贫的决定》（鄂发〔2015〕19号）。

2016年伊始，国家能源局在《关于加快贫困地区能源开发建设推进脱贫攻坚的实施意见》中表明了全力扶持光伏扶贫的态度。

在2016年“两会”期间，光伏扶贫也获得了极大的关注。

在湖北能源局率先印发《光伏扶贫工程实施方案》之后，陕西、江西、安徽、河北、山西、云南、山东等地纷纷出台了光伏扶贫相关政策。

《光伏扶贫实施方案编制大纲》也在今年5月份出台。

众多政策与利好纷至沓来，光伏扶贫成为了2016光伏界的宠儿。

在中国分布式光伏发展一直难达预期的情况下，光伏扶贫的发展将为分布式光伏电站的发展提供宝贵的融资、建设等经验，为分布式光伏电站的发展架桥铺路。

联系国家与企业对光伏扶贫的情有独钟，光伏扶贫将是未来光伏行业一个重要的发展方向。

源鉴于此，为确保按时完成脱贫任务，必须实行稳定可靠的、符合产业实际的造血式扶贫项目。

XX市抢抓机遇，全力推进光伏扶贫工程，开发建设XX市XX县XX村光伏扶贫306KW电站。

通过深入开展扶贫工作，建设光伏电站可实现当地贫困户精准扶贫和造血式扶贫，具有收益稳定、收益周期长、节能减排效果显著等优点。

一、编制依据

本项目实施方案作为主导施工的依据，编制时对光伏系统整体方案设计、发电量计算、电气设计、土建工程、工程消防设计、施工组织设计、工程管理设计、环境保护与水土保持、劳动安全与工业卫生、节能降耗、工程投资估算等诸多因素尽可能充分考虑，突出科学性及可行性。

本项目实施方案依据如下：

GB/T50794-2012光伏发电站施工规范。

GB/T50795-2012光伏发电工程施工组织设计规范。

GB/T50796-2012光伏发电工程验收规范。

GB/T50797-2012光伏发电站设计规范。

GB50009-2001建筑结构荷载规范。

GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范。

GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范。

GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范。

GB16895（所有部分）建筑物电气装置。

GB/T20047.1-2006光伏（PV）组件安全鉴定第1部分：

结构要求。

GB/T20513-2006光伏系统性能监测测量、数据交换和分析导则。

GB/T18216（所有部分）交流1000V和直流1500V以下低压配电系统电气安全-防护措施的试验、测量或监控设备。

GB/T19939光伏系统并网技术要求。

GB/T20046光伏（PV）系统电网接口特性。

IEC61215：

2005地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型。

IEC62108：

2007聚光光伏（CPV）组件和装配件设计鉴定和定型。

IEC62446：

2009并网光伏发电系统文件、试运行测试和检查的基本要求。

IEC/TR60755:

2008保护装置剩余电流动作的一般要求。

CNCA/CTS0004-2009400V以下低压并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法。

Q/GDW617-2011光伏电站接入电网技术规定。

Q/GDW480-2010分布式电源接入电网技术规定。

Q/GDW618-2011《光伏电站接入电网测试规程》及编制说明。

二、编制原则

1.认真贯彻党和国家对工程建设的各项方针和政策，严格执行建设程序。

2.遵循光伏电站施工工艺及技术规程，坚持科学合理的施工程序和施工顺序。

3.采用流水施工方法和网络计划技术组织有节奏、均衡和连续的施工。

4.科学地安排季节性施工，保证工程的均衡性和连续性。

5.认真执行理论设计与现场实际施工相结合的方针，提高光伏电站的工程进度和工程质量。

6.充分利用现有工程设备，扩大机械化施工范围，提高机械化程度，改善劳动条件，提高劳动生产率。

7.尽量采用国内、外先进施工技术，科学地制定施工方案，提高工程质量，确保安全文明施工及环境保护，缩短施工工期，降低工程成本。

三、工程概况

该光伏扶贫电站项目位于XX市XX县XX村，总装机容量为306KWp,共安装255W光伏组件1200块，采用50KW并网逆变器6台。

本工程包括以下内容：

（1）光伏电站基建、主体结构以及光伏电池组件支架基础的土建、钢结构、预埋件、接地系统（埋入部分）工程的制作、安装。

（2）逆变器遮雨棚的土建、钢结构、遮雨板及接地系统工程。

（3）光伏电池组件支架的安装。

（4）光伏电池组件的安装。

（5）电缆桥架、电缆走线及汇流箱的安装。

（6）逆变器室内部接线。

（7）光伏系统监控工程。

（8）消防工程。

第二章太阳能资源

本项目所在地位于XX市XX县。

XX县隶属于XX省XX市，位于XX地，地处东经XX,北纬XX，分别与XX等县市区接壤。

XX县辖2个乡、2个镇、1个街道，总人口为105175人。

XX县属中亚热带季风气候，四季分明，雨量充足，气候温和，年均气温16.9℃，极端最高气温℃，极端最低气温-9.0℃。

地势东部低，西部高，以山地、丘陵为主，沿江及河谷地带有部分小平原。

最高点为西北部的白云山，海拔1089米，最低点为XX村五组地段，海拔43.8米。

丘陵岗地在全县均有分布，大多在海拔500米以下。

XX县年均日照时数1669.2小时，属太阳能三类利用地区。

第三章工程地址

本项目所在地位于XX市XX县XX村。

主要对XX、XX、XX等三村集中建设光伏电站，用于达到当地精准扶贫、稳定增收的目的。

XX村是由原村和村合并而成，距城区30公里，位于XX县中部半高山地段。

平均海拔400米左右，地域总面积15.7平方公里，全村划分6个村民小组，451户，1451人，劳动力820个，其中精准识别贫困户130户，224人。

该村是以打工收入为主的经济模式。

2015年农村经济总收入全口径统计1344万元，人均纯收入9276元。

XX村地处XX县西北部，距城区50公里。

2003年，由原三个自然村合并而成，版图面积20.1平方公里，平均海拔600米左右，耕地面积2506亩。

辖内10个村民小组，556户，1348人，劳动力705人。

其中精准识别贫困户90户，184人。

主要经济收入来源为外出务工和农业种植。

2015年农民人均纯收入8705元。

XX村位于XX县政府北面，距县政府13公里。

所辖6个村民小组，408户，1187人，劳动力592人。

其中精准识别贫困户58户，104人。

全村耕地面积1475亩。

2015年人均纯收入8736元。

第四章工程任务与规模

光伏扶贫是国家、XX省、XX市大力扶持并推广的项目，其主要原因在于光伏电站收益稳定。

扶贫是硬指标，各地均下达了扶贫军令状，要求限期完成扶贫任务。

为创新模式，XX市XX县XX村、XX村、XX村德国三村引进光伏扶贫电站项目，共同出资240万元，投建306KW电站，共安装255W光伏组件1200块，采用50KW并网逆变器6台，项目总占地面积3000平方米左右。

本项目作为光伏扶贫试点，不仅响应了国家精准扶贫和造血式扶贫的精神，同时光伏发电作为绿色新能源也契合土城乡镇生态旅游的理念。

建设光伏电站作为一个稳定可靠的、符合产业实际的造血式扶贫项目，不仅能使贫困村、贫困户获得长期稳定的收益，也将为土城乡镇旅游生态产业提供新的助力。

第五章光伏系统总体方案设计及发电量计算

一、光伏系统简介

1、光伏系统特点

光伏发电是指采用光伏组件，通过光生伏打效应，将太阳能直接转换为电能的发电系统。

它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。

分布式光伏发电具有以下特点：

第一、是输出功率相对较小。

一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量在数千瓦以内。

与集中式电站不同，光伏电站的大小对发电效率的影响很小，因此对其经济性的影响也很小，小型光伏系统的投资收益率并不会比大型的低。

第二、是污染小，环保效益突出。

分布式光伏发电项目在发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染。

第三、是能够在一定程度上缓解局地的用电紧张状况。

但是，分布式光伏发电的能量密度相对较低，每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100瓦，再加上适合安装光伏组件的项目场地有限，不能从根本上解决用电紧张问题。

第四、是可以发电用电并存。

大型地面电站发电是升压接入输电网，仅作为发电电站而运行；而分布式光伏发电是接入配电网，发电用电并存，且要求尽可能地就地消纳。

2、光伏发电系统组成

分布式光伏发电系统根据系统容量大小划分可分为大型系统与小型系统之分，其中小型系统主要是指容量在KW级别的发电系统，其主要是由太阳能光伏方阵、逆变部分、接地防雷部分、计量装置、保护设备等主要部分组成。

其系统工作原理如下：

光伏发电系统在白天太阳照射的情况下，将光伏组件产生的直流电先经由光伏专用线缆送入光伏并网逆变器，将不稳定的直流电转换为稳定的交流电，再经由配电保护设备送入用户侧低压配电网。

二、设计原则

1、合理性

由于分布式光伏发电系统也是属于光伏电站的一种，所以其设计、施工均需满足国标《GB50797-2012光伏发电站设计规范》的要求，将根据其对项目站址选址、太阳能发电系统、电气部分、接入系统进行合理性设计。

2、安全性

设计的光伏系统需安全可靠，防止意外情况造成的人身意外伤害与公共财产的损失。

光伏系统的安装施工纳入建筑设备安装施工组织设计，并制定相应的安装施工方案和特许安全措施；

3、美观性

对光伏方阵与地面上的土建房屋等进行统一设计，美观大方，实现整体协调。

4、高效性

优化设计方案，尽可能的提高光伏系统的整体发电效率，减少不必要是能耗损失。

达到充分利用太阳能、提供最大发电量的目的。

5、经济性

作为光伏项目，在满足光伏系统外观效果和各项性能指标的前提下，最大限度的优化设计方案，合理选用各种材料，把不必要的浪费消除在设计阶段，降低工程造价，为业主节约投资。

三、光伏系统设计

1、系统装机容量设计

本方案采用255Wp光伏组件组成，建设于XX市XX县XX村采石场，设计装机容量306KWP。

项目具体情况如下：

XX市XX县XX村采石场分布式光伏电站装机容量306KW，共计1200块光伏组件构成。

采用6台50KW逆变器，每台50KW逆变器分20块光伏组件串联，分10路并联，所有逆变器出线汇入一台交流汇流箱，最终通过一台0.4KV交流并网柜与400KVA变压器低压侧进行连接，即可送电进入市电网。

2、项目所处地理位置

XX县隶属于XX省XX市，位于城区南岸，地处东经XX,北纬XX，分别与XX等县市区接壤。

XX县地势东部低，西部高，以山地、丘陵为主。

地势东部低，西部高，以山地、丘陵为主，沿江及河谷地带有部分小平原，丘陵岗地在全区均有分布，主要集中在XX街办，大多在海拔500米以下。

XX县属中亚热带季风气候，四季分明，雨量充足，气候温和，年均气温16.9℃，极端最高气温℃，极端最低气温-9.0℃。

区内年均日照时数1669.2小时，每天平均日照4.57小时。

图：

项目所在地卫星区位图

3、项目地气象数据（美国NASA气象局提供）

4、光伏系统整体设计

4.1、光伏组件选型

本项目选用XX新能源股份有限公司生产的JCS255P多晶硅太阳电池组件产品，额定功率255Wp。

其主要性能参数如下表所示：

表1.选用的光伏组件产品参数

电池类型

多晶硅太阳电池组件

组件最大功率（Wp）

255

组件工作电压（V）

30.8

组件工作电流（A）

8.28

组件开路电压（V）

38

组件短路电流（A）

8.92

最大功率温度系数Tk（Pm）

﹣0.45%/K

开路电压温度系数Tk（Voc）

﹣0.35%/K

短路电流温度系数Tk（Isc）

﹢0.060%/K

组件尺寸大小（mm）

1640×992×35

组件效率（含边框）

15.7%

重量（Kg）

18

4.2、光伏并网逆变器选型

根据本项目选址为地面分布式，电网入户电压为AC380V，故选用三相光伏逆变器。

其主要性能参数如下表所示：

逆变器

技术参数

型号

SG50KTL

最大直流输入功率

54.3KW

最大直流输入电压

1000VDC

输入电压范围MPPT

550V-850V

MPPT路数

3路/3并

单路输入电流

33A

额定交流输出功率

48KW

额定输出电压

540V

电网频率

50HZ

交流连接类型

三相

MTTP效率

99.5%

欧洲加权效率

97.6%

4.3、站址的选择

对于分布式光伏发电系统而言，其站址一般选在屋顶或空旷地面之上，故在此暂不考虑大范围上的自然条件（太阳辐射量、地理位置、交通条件、水源）和接入电网条件（接入点的距离、接入点的间隔等）。

环境影响更能直接影响到分布式光伏发电系统的选址，其关键要素如下：

A.有无遮光的障碍物（包括远期与近期的遮挡）

B.盐害、公害的有无

C.冬季的积雪、结冰、雷击等灾害

（附图：

地面分布式光伏电站安装效果图）

结论：

本项目安装于XX市XX县XX村采石场，冬至日（每年的12月22日或12月23日）9:

00-15:

00无阴影遮挡。

4.4、光伏最佳方阵倾斜角与方位

为了保证本项目收益最大化，并且也为了组件安装简便与效果美观，通过专业光伏模拟软件分析得出，此地的最佳太阳能倾斜角度为24度，及朝正南向倾斜24度安装。

这样可保证系统发电量在全年周期中的最大化。

另考虑到光伏支架强度、系统成本、屋顶面积利用率等因素。

在保证系统发电量降低不明显的情况下尽可能降低光伏方阵倾斜角度，以减少受风面做到增加支架强度，减少支架成本、提高有限场地面积的利用率。

经分析得出，本项目倾斜角约为15度左右（正南面倾斜角度）。

4.5、光伏方阵前后最佳间距设计

为了追求太阳能发电系统全年的最佳发电量并尽可能的提高有效面积利用率，在此要求在冬至日（每年的12月22日或12月23日）当天9:

00至15:

00，光伏方阵列不会互相遮挡，此时的前后间距即为最佳间距。

经专业PV软件模拟可知，光伏方阵倾斜角度15度，组件阵列（两排一组）与阵列间最低点间距保持在4.5M左右，冬至日当天9:

00至15:

00，光伏方阵列基本不会互相遮挡。

4.6、光伏方阵串并联设计

分布式光伏发电系统中太阳能电池组件电路相互串联组成串联支路。

串联接线用于提升集电系统直流电压至逆变器电压输入范围，应保证太阳能电池组件在各种太阳辐射照度和各种环境温度工况下都不超出逆变器电压输入范围。

考虑到适用于晶体硅电池的逆变器最大直流电压（最大阵列开路电压）为1000V，选用的逆变器最大功率电压跟踪范围为300-950V。

对于本项目单个业主所选用的255W多晶硅太阳电池组件，每个太阳电池组件额定工作电压为30.8V，开路电压为38V，串联支路太阳电池数量最多为25块。

在环境温度为25±2℃、太阳辐射照度为1000W/m2的额定工况下，25个太阳电池组件串联的串联支路额定工作电压为770V，开路电压950V，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-10℃时，太阳能电池组件串的最大功率点工作电压为25×30.8×（0.35%×35+1）=864.33V，满足950V最高满载MPPT点的输入电压要求；在极端最高环境温度为42℃时，太阳能电池组件的工作电压为25×30.8×（-0.35%×17+1）=724.19V，满足300V最低MPPT点的输入电压要求。

考虑系统电压线损为2%，可以看出上述方案完全满足使用要求。

经上述校核，确定最大串联支路太阳电池数量为25，现场实际串连支路太阳能电池板数量为20，满足要求。

光伏太阳电池各串连支路的电路输出端，经并联组成并联回路。

并联接线用于把各输出电压相等的串连支路功率汇集起来，以集中送至一个逆变器输入端。

根据太阳电池自身的特性，太阳电池在不同温度条件下，工作电压相差较大，工作电流基本不变。

因此并联回路接线时，考虑相同工作温度条件的太阳电池并联至一个回路。

4.7、光伏供电系统发电量统计。

光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、光伏逆变器效率、线路效率等组成。

光伏发电系统发电量计算公式如下：

发电量：

式中：

P—方阵总功率；

R—倾斜方阵面上的太阳总辐射量；

ηs—光伏系统发电效率。

Ro-标准日照辐射强度，即1KW/m2。

计算设定：

光伏阵列为固定式安装,实际倾角年辐射量为1289kWh/m2/年，选用的组件为晶体硅光伏组件，总功率306KWp。

ηs=K1*K2*K3*K4*K5*K6

K1-光电电池运行性能修正系数

K2-灰尘引起光电板透明度的性能修正系数

K3-光电电池升温导致功率下降修正系数

K4-导电损耗修正系数

K5-逆变器效率

K6-山区雾气消减修正系数

系统效率计算：

参数

K1

K2

K3

K4

K5

K6

ηs=K1*K2*K3*K4*K5*K6

数值

0.96

0.94

0.95

0.98

0.977

0.94

77.15%

初始年（投运第一年）发电量计算：

Q=P×R×ηs/R0=306KWp×1287kWh/m2/D×77.15%/1KW/m2=30.43万KWH

考虑到光伏组件功率的衰减，未来25年发电量预计：

XX市XX县XX村光伏扶贫306KW电站发电量统计

年份

系统容量

（KW）

系统效率

较上一年衰减后

年倾斜面峰值时数

（h）

年发电量

1

306

0.7715

0.975

1287

296238

2

306

0.7715

0.968

1287

294111

3

306

0.7715

0.961

1287

291984

4

306

0.7715

0.954

1287

289857

5

306

0.7715

0.947

1287

287730

6

306

0.7715

0.94

1287

285604

7

306

0.7715

0.933

1287

283477

8

306

0.7715

0.926

1287

281350

9

306

0.7715

0.919

1287

279223

10

306

0.7715

0.912

1287

277096

11

306

0.7715

0.905

1287

274969

12

306

0.7715

0.898

1287

272843

13

306

0.7715

0.891

1287

270716

14

306

0.7715

0.884

1287

268589

15

306

0.7715

0.877

1287

266462

16

306

0.7715

0.87

1287

264335

17

306

0.7715

0.863

1287

262208

18

306

0.7715

0.856

1287

260082

19

306

0.7715

0.849

1287

257955

20

306

0.7715

0.842

1287

255828

21

306

0.7715

0.835

1287

253701

22

306

0.7715

0.828

1287

251574

23

306

0.7715

0.821

1287

249447

24

306

0.7715

0.814

1287

247321

25

306

0.7715

0.807

1287

245194

25年平均发电量计算：

27.1万KWH

20年平均发电量计算：

27.6万KWH

25年累计发电量：

676.8万KWH

20年累计发电量：

552.1万KWH

第六章电气设计

一、电气系统设计

根据光伏组件选型、光伏并网逆变器选型、光伏方阵串并联设计等，结合业主低压接入情况，对本案光伏发电进行电气系统设计，如下图所示：

系统电气一次图

二、防雷接地设计

太阳能光伏并网发电系统的基本组成为：

太阳电池方阵、光伏汇流箱、箱变和逆变器等。

太阳电池方阵的支架采用金属材料并占用较大空间且一般放置在开阔地，在雷暴发生时，尤其容易受到雷击而毁坏，并且太阳电池组件和逆变器比较昂贵，为避免因雷击和浪涌而造成经济损失，有效的防雷和电涌保护是必不可少的。

太阳能光伏并网电站防雷的主要措施有：

外部防雷装置主要是避雷针、避雷带和避雷网等，通过这些装置可以减小雷电流流入建筑物内部产生的空间电磁场，以保护建筑物和构筑物的安全。

太阳能光伏发电设备和建筑的接地系统通过镀锌钢相互连接，在焊接处也要进行防腐防锈处理，这样既可以减小总接地电阻又可以通过相互网状交织连接的接地系统可形成一个等电位面，显著减小雷电作用在各地线之间所产生的过电压。

水平接地极铺设在至少0.