沈阳家用式光伏发电项目方案

家用式太阳能光伏发电项目

施工技术方案

目录

1．项目需求： ................................................................................................................................... 3 2．工程计算： ................................................................................................................................... 7 3．方案设计： ................................................................................................................................. 10 4．设备概算： ................................................................................................................................. 12 5．安装调试 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。 6．经济分析 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。

1．项目需求：

我国的太阳能资源比较丰富，但也比较集中，国网提出的一特四大的能源发展战略也要求在发展集中式的大规模光伏电站，同时也要求大力发展分布式发电。由于在现在的技术条件下太阳能电池板的发电效率还不高，如果要想大规模利用太阳能的话，就必须将太阳能电池板大面积的呈矩形排列在空旷且日照充足的地方，这样要建造太阳能发电站的条件就变得相当苛刻。相比较而言家庭太阳能发电系统适合作为分布式发电发展。单个家庭用电负荷一般较小。只要一个家庭有不大的场地如阳台或屋顶就可以安装太阳能发电系统，而且一个小型的太阳能发电系统发出的电能也足够一个家庭使用并有富余，如果国家法律通过的绿电并网补贴电价合适，家用太阳能发电是可以赢利的。

国配电网的户用容量配置标准如下：

序号 1 2 3 4 每户面积 小于80m2 80～120m2 120～150m2 大于150m2 容量配置标准 4KW 6KW 8KW 按60W/m2计算 同时对一般小区家庭的用电情况数据调查如下：

按照家庭月收入情况（万元）分为A、B、C、D、E类，其中： ➢ A类（0.3以下） ➢ B类（0.3～0.5） ➢ C类（0.5～0.7） ➢ D类（0.7～1.0） ➢ E类（1.0以上）

市九龙坡区黄桷坪黄桷花园小区居民用电情况调查表 家庭 1 2 3 4 5 6 7 8 9 月用电量 1月 2月 3月 277.0 279.1 281.1 283.2 287.4 2.5 291.5 293.6 295.7 312.0 314.2 316.3 318.5 320.7 322.8 354.7 357.1 359.4 361.8 362.3 月用电月平均费（元） 用电（0.52（度） 元/度） 285.4 287.5 2.6 291.7 296.1 298.2 300.4 302.5 304.6 321.5 323.7 325.9 328.2 330.4 332.6 365.4 367.9 370.3 372.8 373.3 收入情况 A A A B B B B B C C C C D D D D E E E E 家庭主要电器 251.8 327.4 253.7 329.8 255.5 332.2 257.4 334.6 261.3 339.7 263.2 342.1 265.0 344.6 266.9 347.0 268.8 349.4 148.4 照明、电视、风扇、电饭锅 149.5 照明、电视、风扇、电饭锅 150.6 照明、电视、风扇、电饭锅 151.7 照明、电视、风扇、电饭锅 154.0 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱 155.1 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱 156.2 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱 157.3 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱 158.4 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱 167.2 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱、洗衣机 168.3 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱、洗衣机 169.5 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱、洗衣机 170.6 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱、洗衣机 171.8 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱、洗衣机 173.0 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱、洗衣机 190.0 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱、洗衣机、电脑 191.3 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱、洗衣机、电脑 192.6 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱、洗衣机、电脑 193.8 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱、洗衣机、电脑 194.1 照明、电视、风扇、电饭锅、空调、冰箱、洗衣机、电脑 10 283.6 368.7 11 285.6 371.3 12 287.6 373.9 13 2.5 376.4 14 291.5 379.0 15 293.5 381.5 16 322.5 419.2 17 324.6 422.0 18 326.8 424.8 19 328.9 427.6 20 329.4 428.2 根据调查数据可以看出，所调查家庭的月平均用电为323.4度,家庭的月平均电费为168.2元。按照我国现在居民的平均收入水平，可以将调查数据乘以系数0.7从而得出我国家庭的平均用电水平为：226.4度/月，平均电费为：117.74元/月。

以当地气象条件计算，其峰值日照有效时间约为1551h。

经纬度为（123.38,41.80）考虑到冬季发电量最少时应满足负载需求，拟将安装角度定为45度，全年发电量对比情况如下图：

月平均单日发电量的最小值为1684.42kWh。系统效率记为0.74，电池充放电效率记为0.8，则月平均单日发电量中可利用电量最小值为1000kWh。

序号 发电 功率W 1 50 2 50 3 100 4 150 5 200 6 300 7 500 8 600 9 800 10 1000 11 1500 额定 负载W 50 50 100 150 200 300 500 600 800 1000 1500 峰值 负载W 75 75 150 225 300 450 750 800 1200 1500 2250 输出 电压V DC12 AC220 AC220 AC220 AC220 AC220 AC220 AC220 AC220 AC220 AC220 输出 洗衣厨房 照明 电视 电脑 冰箱 空调 电流A 机 电器 DC4.1 AC0.2 AC0.5 AC0.7 AC0.9 AC1.4 AC2.3 AC2.7 AC3.6 AC4.5 AC6.8 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ○ ○ ○ ● ● ● ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ○ ○ ○ ○ ● ● ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ○ ○ ● ● ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ○ ○ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 12 2000 2000 3000 AC220 AC9.1 ● ● 13 3000 3000 4500 AC220 AC13.6 ● ● 14 4000 4000 6000 AC220 AC18.2 ● ● 15 5000 5000 7500 AC220 AC22.7 ● ● 16 7500 7500 11250 AC220 AC34.1 ● ● 17 10000 10000 15000 AC220 AC45.5 ● ● 注：●为可持续使用；○为可交替使用；▲为不可以使用 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ○ ● ● ● ● ● ○ ○ ● ● ● ● ○ ○ ○ ● ● ●

考虑到冬季阴雨天周期较长，如过多考虑阴雨天，将大幅增加蓄电池容量和投资，而项目现场的市电接入比较方便，因此阴雨天数按1天计算，以实现实验设备的良好运行及投资额度的良好平衡。为延长蓄电池寿命，蓄电池放电深度控制为80%，充放电功率记为0.8，则需12V蓄电池130208Ah，建议为132000Ah。

假设提供每天满负荷工作8小时，则系统可负载的功率为125-184 kW，需视季节及气象情况而定。

系统建议配置充电桩型号为220V/32A，10台，总功率为70.4kW，其余负载用于喷淋系统，为54.6kW。

移动电源是将柴油发电机组设计在拖挂车上，便于移动和安装，适用于现场附近不易连接农网供电线路的项目。

移动变电站是将小型配电站设计在拖挂车上，方便移动和安装，适用于工期较紧的工程，大大加快施工现场地形复杂情况下配电所的建设周期。

水利工程中常见现场施工用电多采用建设小型配电所并从最近的农网供电点取电，配电方案如下图：

由于水利厅东水西调指挥部新项目使用TBM隧道掘进机功率较大，为了提高长距离隧道的掘进机供电质量，TBM宜采用20kV供电线路。因此需要供电方案增加10kV升压到20kV的配电方案。同时工程使用的其他设备和照明还需要400V配电，如搅拌机，空压机，电焊机和输送泵等。

由于现场施工情况复杂，为防止洞有瓦斯发生爆炸或涌水破坏洞电源，现场施工供电方案应配置双路电源和备用电源，备用电源是为了防止停电或变压器检修时不影响工程进度，宜采用柴油发电机，油箱备用时间8小时，更长时间则需设置油库。

为了加强工程施工用电可靠性和控制工程进度，现需要对野外工程施工临时用电设计方案进行优化，合理配置部分移动电源和移动电站设备，为水利厅建设工程的质量提供更好的设备保障。

2．工程计算：

新型移动式电源和变电站是为了解决用户在户外工程临时用电方案而专门开发设计的成套设备，能够根据用户的具体需求定制容量以及开关回

路。可以为用户带来的好处有：

1. 节省占地面积和土建费用； 2. 节省调试时间和安装费用； 3. 节省设计时间和费用；

4. 产品可以在多个工程上重复使用，节期投资费用；

特变电工变公司基于成熟的发输变电技术，优化设计后的TMS智能型移动电站产品还具有以下优点：

1. 支持远程维护及控制操作； 2. 支持智能电站统一数据模型和接口；

根据施工现场附近的农网供电线路情况以及现场的配电站建设情况不同，为保证工程时间进度的加快和可控，同时控制供电设备投资成本，移动式备用电源以及移动式变电站设备配置方案可以设计为两种： 1) 常规配电所加移动电源方案：

本方案在施工现场需建设配电所，正常供电时由附近的农网66kV供电线路供电，故障或检修情况下可以用两台柴油发电机组分别向原配电所的10kV和400V重要负荷母线供电，电源切换由切换箱自动完成切换同时支持手动切换；该方案能够共用配电所的配电盘，移动电源配置简单，对于现场已建成变电所的工程需投入的设备成本较低。

需采购的设备有：

 一台10kV容量5000kW移动电源车（不含车头）；  一台400V容量400kW移动电源车（不含车头）； 2) 移动变电站加移动电源方案：

对于某些项目的施工现场地形不适合快速建设配电所的情况下，或是工程较小为了节省固定设备投资，移动式变电站可以快速就位并实现供电，再配以备用电源完全可以保证供电的可靠性。

本方案正常供电时仍由附近的农网66kV供电线路供电，故障或检修情

况下可以用两台柴油发电机组分别向移动变电站的10kV和400V重要负荷母线供电；该方案提供的供电设备在项目结束后可以完整的搬移供其他项目使用，一次性投资较高，但长期重复使用情况下综合成本较低。

需采购的设备有：

 一台66kV容量5000kW移动变电站（含车头），4回10kV出线，4回400V出线；

 一台10kV容量5000kW移动电源车（不含车头）；  一台400V容量400kW移动电源车（不含车头）；

3．方案设计：

家用式太阳能光伏发电系统由太阳能电池板、控制器、蓄电池、逆变器、稳压保护装置和ATS等组成，系统框图如下：

保护装置 逆变器 灯具

配电箱 ATS 电脑 电视插座

太阳能电池板 控制器 蓄电池 市电 家用式太阳能光伏发电系统

随着技术的发展和成熟，为了更好的为野外工程施工提供快捷可靠的电源，很多兄弟单位的工程已经开始使用移动电源和移动电站相关产品：考虑到水利厅的工程项目较多，各种施工现场复杂，本次供电设备升级改

造建议采用第二种方案。这样对于已有配电所或是必须建设固定配电所的工程，移动电源还可以使用，对于临时性供电的现场，完全可以发挥第二种方案的优势，一次投资长期使用，而且移动式变电站的技术已经成熟，可以做到远程监测，免维护，设备使用率高。具体的设备和元件配置如下： 1) 5000kW移动电源

由于可以采用柴油发电机组并列组合，5000kW的机组实现可以有不同配置，成本比较如下：

序号 1 2 3 4 5 6 柴油发电机组 配置 5000kW，400V 1800kW，400V 1000kW，400V 5000kW，10kV 1800kW，10kV 1000kW，10kV 数量 单价（万） 价格（万） 1 3 5 1 3 5 1045 292 149 990 279 160 1045 875 743 990 838 798 5000kW，400V 5000kW，10kV 为了便于现场接入10kV母线，推荐方案五，“3台1800kW机组并列，出口电压10kV”。为了便于运输，采用拖车设计，按照机组尺寸定制拖车。

2) 400kW移动电源

400kW的机组成本比较如下：

序号 1 2 柴油发电机组 400kW，400V 400kW，10kV 配置 400kW，400V 400kW，10kV 数量 单价（万） 价格（万） 1 1 42 46 42 46 推荐方案一：“ 1台400kW机组，出口电压400V”。由于400kW容量

较小，可以设计成标准集装箱式，通过车载便于运输。

3) 5000kW移动式变电站  1回66kV进线开关；

 1台5000kW容量66kV/10kV变压器；

 1套箱式配电站，4回10kV出线，4回400V出线；

4．设备概算：

根据初步设计，相关设备成套概算如下：

5000kW移动式电源 序设备名称 号 1 柴油发电机组机 2 控制系统 3 高压开关柜 4 高压开关柜 5 直流屏 6 日用油箱 7 燃油加热器 8 拖车及箱体 9 辅件 型号及规格 TMS-1800H 并机控制器 KYN28-12(进线柜) KYN28-12(出线柜) DC110V 8小时，3000L 16.3kW 高4200mm，载重20T 具体见发货清单 合 计 单数单价总价位 量 （万） （万） 台 3 279 838 套 3 7 21 套 3 8 24 套 1 8 8 套 1 3 3 套 3 1 3 套 3 1 3 套 3 20 60 套 1 0 0 960

400kW移动式电源 序设备名称 号 1 柴油发电机组 2 低压开关柜 3 拖车及箱体 4 辅件 型号及规格 TMS-400G GGD出线柜 载重10T，含箱体 具体见发货清单 合 计 单数单价总价位 量 （万） （万） 台 1 42 42 套 1 5 5 套 1 7 7 套 1 0 0 54 5000kW移动式变电站 设备名称 高压配电 主变压器 10kV配电柜 降压变 400V配电盘 保护控制系统 拖车及箱体 电缆及辅件 序号 1 2 3 6 7 8 9 10

单数单价总价型号及规格 位 量 （万） （万） 66kV进线HGIS组合开关，100A 套 1 60 60 66/10kV，5000kVA 台 1 65 65 KYN28-12 套 5 8 40 10kV/400V，1000kVA 台 1 13 13 GGD 套 4 6 24 直流，保护控制，消防，计量 套 1 28 28 就地后有支柱支撑，含车头箱体 套 1 42 42 中间电缆，导线 套 1 10 10 合 计 282

型号及规格 5000kW/10kV，不含车头 400kW/400V，不含车头 5000kW/10kV,400V，含车头 20吨 设计，安装，现场服务 合 计 单数单价总价位 量 （万） （万） 套 1 960 960 套 1 54 54 套 1 282 282 台 1 24 24 4% 53 1373 整体方案

设备名称 移动电源 移动电源 移动变电站 油罐 服务 序号 1 2 3 4 5

本方案的产品设计依据参考并符合行业标准：  GB2819-95移动电站通用技术条件；

 Q/JB018047-93多机并联自动化柴油发电站技术条件；  Q/JB018056-98远程监控自动化柴油发电机组技术条件； 1) 1800kW机组主要参数

机组型号 主用功率 1800kW发电机组主要参数 TMS-1800H 1636kW 备用功率 额定电压 输出电流 额定频率 启动方式 调压方式 燃油消耗率 机油消耗率 机组外形尺寸 重量 机组结构 使用环境条件 海拔高度 环境温度 相对湿度 生产标准 柴油机型号 输出功率 柴油机转速 柴油机型式 冷却系统 调速系统 启动方式 过滤系统 缸径及行程 发电机型号 励磁方式 额定电压 额定频率 输出电流 相数和接线 绝缘等级 防护等级 稳态电压调整率 稳态频率调整率 稳态电压波动率 稳态频率波动率 瞬态电压调整率 瞬态频率调整率 电压稳定时间 频率稳定时间 1800kW 10.5KV 123.7A 50Hz 24V直流电启动 AVR ≤191g/kw.h（100%负载） ≤4g/kw.h（100%负载） 6200*2300*2550mm 15000kg 机组采用一体式结构，底座选用高强度钢材料制作，冷却风扇及电池充电机全部设有保护罩。 ≤1000m -15℃～40℃ ≤90% GB/T2820、GB/T12786-1991 柴油机主要参数 QSK60-G4 (美国康明斯英国生产) 1915KW 1500 rpm V型16缸、增压水冷 满足环温40℃水箱散热器，皮带驱动冷却风扇 电子调速 24V直流电启动 干式空滤、燃油过滤、机油过滤、冷却液过滤 159*190mm 发电机主要参数 EG560-1800(T/105000) (英格) 无刷自励 10.5KV 50HZ 123.7A 三相四线，Y- 形 H级 IP22 ≤+1% ≤+1% ≤+0.5% ≤+0.5% -15%～+20% -15%～+20% ≤5S ≤6S 2) 400kW机组主要参数

400kW发电机组主要参数 机组型号 主用功率 备用功率 额定电压 最大输出电流 额定频率 启动方式 调压方式 燃油消耗率 机油消耗率 机组外形尺寸 重量 机组结构 使用环境条件 海拔高度 环境温度 相对湿度 生产标准 ≤1000m -15℃～40℃ ≤90% GB/T2820、GB/T12786-1991 柴油机主要参数 柴油机型号 输出功率 柴油机转速 柴油机型式 冷却系统 调速系统 启动方式 过滤系统 缸径及行程 KTA19-G3A（康明斯） 495KW 1500 rpm 直列6缸、四冲程、增压水冷 满足环温40℃水箱散热器，皮带驱动冷却风扇 电子调速 24V直流电启动 干式空滤、燃油过滤、机油过滤、冷却液过滤 159*159mm 发电机主要参数 TMS-400G 400KW 450KW 400/230V 721A 50Hz 24V直流电启动 AVR ≤195g/kw.h ≤4g/kw.h（100%负载） 3500*1300*1970mm 3050kg 机组采用一体式结构，底座选用高强度钢材料制作，冷却风扇及电池充电机全部设有保护罩。 发电机型号 励磁方式 额定电压 额定频率 最大输出电流 相数和接线 绝缘等级 防护等级 稳态电压调整率 稳态频率调整率 稳态电压波动率 稳态频率波动率 瞬态电压调整率 瞬态频率调整率 电压稳定时间 频率稳定时间 HJI-400（斯坦福） 无刷自励 400/230V 50HZ 721A 三相四线，Y- 形 H级 IP22 ≤+1% ≤+1% ≤+0.5% ≤+0.5% -15%～+20% -15%～+20% ≤1S ≤3S 3) 控制系统特性  主要技术指标

本系统采用准同期并机方式，在并机运行的各发电机组相序相同的情况下，待并发电机组同步并车装置在自动投入工作后自动调整待并机组频率，电压自动跟踪运行机组的输出电压、频率及相位角，待各发电机组的三个备件均相等或在一定下的误差时，同步并车装置自动发出并车信号，将待并机组并车投网并联运行。

并机误差（并机运行瞬间） 电压：＜±0.5% 频率：＜±0.2Hz 相位角：＜±20度

大于上述指标，同步并车装置自动闭锁。保证并车的安全性和可靠性。 设有手动准同期并车功能和自动准同期并车功能，实现两台或两台以上发电机组进行同步并列发电，自动并机时间＜60秒。

手动准同期并车设有同步S表、同步指示灯、手动准同期并车保护装置，当并车相位角＞20度时并车系统自动闭锁。

各发电机组能对输出电压及频率自动准确调整。手动准确调整并锁定。 电压调整围＞±8% 频率调整围＞±5%

当系统设定在并机运行方式时，系统可根据负载的轻重自动进行并机运行供电或自动解列退出并机。

负荷小于单机容量的80%，延进自动解列。

负荷大于单机容量的85%，撤出机延时自动启动、并车。  控制系统

自动并机屏是整个控制系统的核心。

装设控制多台机组自动并机及自动负荷分配的装置多台，自动并机装置集自动并机控制及自动负荷分配于一体，自动并机控制器为全数字式控制器GPC。全数字式控制器集成度高，集自动调频、调压、自动负荷分配、过流、过欠压、逆功保护等于一身，全数字设定系统参数如机组电压互感器变比、电流互感器变比、额定电压、额定电流、额定功率、额定频率，母排电压互感器变比、母排电压及并机参数，有功及无功分配精度高，有功及无功分配差度不超过±3%。

PLC为可编程控制器，控制机组起动、停机、并机、机组保护等，主要是根据机组工作方式来指挥机组的并机投入与撤出；与并车仪组成机组

的自动工作系统网。

显示功能：三相电压、三相电流、频率、有功功率、无功功率、视在功率水温（水冷）、油温（水冷）、油压、直流电压、机组累计运行时间、油位、转速

保护功能：低油压、高水温、电机故障、超速、过流、短路、逆功等。 报警功能：油压低预警、水温高预警。

用上述系统可实现机组自动启动，自动投入，自动并机，自动调频调载，自动备用冗余控制，自动撤出，自动停机，自动保护等控制功能。

 可靠性

对于整个控制系统，自动并机及自动负荷分配极为关键，由于我们选

用的自动并机仪为全数字式控制器，非传统分列元件组成的单元，由于是可调直流电压输出，所以并机速度快，有功及无功分配精度高，大大提高并联的可靠性。全数字式控制器适用于低温零下-30度及高温60度环境。

自动并机仪集起/停机组、自动并机及自动负荷分配、保护于一身。 为了增加可靠性，另增设了手动同步表同步功能，在自动同步故障的情况下，利用手动调速、调压（也是直流电压输出调节）旋扭，非手动电位器或电动电位器改变阻值调节，在同步表同步脉冲发出的情况下并机，避免人为因数的误操作产生的事故。

在机组本体上设“停止（检修）”，在检修时将机组本体上的方式开关拨到“停止检修”，避免意外事故的产生。