趙琦

摘要：協(xié)合光伏電站150KWp屋頂分布式光伏發(fā)電項目利用陜西榆神協(xié)合光伏電站內(nèi)升壓站綜合樓等建筑屋頂以及升壓站空余地域建設(shè)的車棚屋面安置光伏組件。解決電站內(nèi)生活生產(chǎn)用能需求，調(diào)節(jié)優(yōu)化電站內(nèi)的用能結(jié)構(gòu)，提高廠內(nèi)供電可靠性。同時，該項目現(xiàn)已建成并經(jīng)一年的實際運行分析，項目的技術(shù)方案、社會效益及經(jīng)濟(jì)效益得到初步驗證，具有商業(yè)化推廣潛能。

關(guān)鍵詞：屋頂分布式光伏發(fā)電項目 設(shè)計技術(shù) 經(jīng)濟(jì)收益

1.總體說明

協(xié)合光伏電站150KWp屋頂分布式光伏發(fā)電項目位于陜西省榆林市榆神工業(yè)區(qū)清水工業(yè)園以北，陜西榆神協(xié)合光伏電站辦公區(qū)、升壓站工程內(nèi)。主要利用廠內(nèi)升壓站綜合樓、SVG閥室、SVG配電室以及升壓站空余地域建設(shè)的車棚屋面安置光伏組件。能夠解決陜西榆神協(xié)合光伏電站升壓站內(nèi)生活生產(chǎn)用能需求，調(diào)節(jié)優(yōu)化電站內(nèi)的用能結(jié)構(gòu)，提高廠內(nèi)供電可靠性。

1.1項目資源狀況

榆林市是中國日照高值區(qū)之一，在陜西省日照時間最長，年平均日照時數(shù) 2593.5？2914.4小時，東北部最高，南部最低。一年之中5？8月日照較多，12？翌年2月份較少，年滿負(fù)荷利用小時數(shù)1228小時，屬于太陽能資源豐富區(qū)，具有較好普及利用太陽能資源條件，非常適宜太陽能資源的利用建設(shè)。

1.2配電運行情況

陜西榆神協(xié)合光伏電站廠用電采用雙電源供電，主供電源引自園區(qū)10kV公用電網(wǎng)，備用電源引自廠內(nèi)35kV接地變二次側(cè)，配置一套雙電源自動切換裝置。站用電電壓等級采用 380/220V，三相四線制，單母線接線。

1.3用電負(fù)荷情況

根據(jù)陜西榆神協(xié)合光伏電站資料，升壓站內(nèi)月耗電量為2萬kWh，電價采用0.49元/kWh的統(tǒng)一電價，負(fù)荷為本工程控制室生產(chǎn)用電、逆變器室用電，消防用電、應(yīng)急照明屬于二級負(fù)荷，其余均為三級負(fù)荷。

2.設(shè)計原則

2.1考慮供電經(jīng)濟(jì)性及電網(wǎng)接入條件，該項目的運行方式采用并網(wǎng)方式；

2.2系統(tǒng)設(shè)計及運維采用無人值守的方式運行，降低整個系統(tǒng)的維護(hù)工作量；

2.3電力優(yōu)先供給廠內(nèi)用電，發(fā)電余量反送電網(wǎng)；

3.項目技術(shù)方案設(shè)計

本項目在陜西榆神協(xié)合光伏電站廠區(qū)內(nèi)建造分布式光伏電站，預(yù)計安裝504塊單個容量為305Wp的多晶硅光伏組件，總裝機(jī)容量為153.72kWp。地面按最佳傾角安裝，彩鋼板屋頂組件采用沿屋面傾角平鋪安裝，混凝土屋面和車棚屋面采用10°傾角安裝。

由組件安裝區(qū)域及現(xiàn)有資料，初步設(shè)計各區(qū)域組件安裝容量、逆變器配置情況和并網(wǎng)方式如下：

3.1 光伏組件選型

本項目為與原光伏發(fā)電項目匹配，便于統(tǒng)一維護(hù)與管理，選用與陜西榆神協(xié)合光伏電站相同類型組件，即305Wp的多晶硅光伏組件。

3.2 并網(wǎng)逆變器選型

并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心轉(zhuǎn)換設(shè)備，它連接直流側(cè)和交流側(cè)，對于光伏系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和可靠性具有舉足輕重的地位，需具有完善的保護(hù)功能、優(yōu)質(zhì)的電能輸出性能。逆變器選擇應(yīng)綜合考慮目前已商業(yè)化的各種型號、安裝容量、電纜損耗等因素。本項目選用華為組串式逆變器，共選用1臺SUN2000- 36KTL組串式逆變器和2臺SUN2000- 60KTL- M0組串式逆變器。地面部分配置一臺SUN2000- 60KTL- M0組串式逆變器，綜合樓、SVG閥室和車棚配置一臺SUN2000- 60KTL- M0組串式逆變器，配電室配置一臺SUN2000- 36KTL組串式逆變器。

3.3電纜型號

根據(jù)選型條件，本項目所選用電纜的型號規(guī)格如下：

3.3.1從光伏陣列串輸出至組串式逆變器電纜選用PV 1- F 2×4mm2；

3.3.2組串逆變器輸出至并網(wǎng)柜電纜選用ZC- YJV22- 0.6/1- 3*35mm2；

3.3.3并網(wǎng)柜輸出電纜選用ZC- YJV22- 0.6/1- 3*95mm2+50mm2。

3.4 組件支架設(shè)計

3.4.1支架選型

支架采用Q235B冷軋鋼板或者鋁型材，材質(zhì)的選用和支架設(shè)計應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017的規(guī)定。

3.4.2傾角設(shè)計

本項目為了最大化利用屋頂面積，地面固定式支架安裝組件傾角為36°。彩鋼屋面組件采取沿屋面角度平鋪的安裝方式?；炷廖菝婧蛙嚺镂菝娴慕M件綜合考慮輻射量和裝機(jī)量，采取固定式支架安裝，安裝傾角為10°。

3.5光伏并網(wǎng)方式

電站組件采用305Wp多晶硅光伏組件。根據(jù)站地面積和現(xiàn)場實際情況及業(yè)主的需要選用組串式逆變器。

太陽能電池組件經(jīng)太陽光照射后，形成低壓直流電流，電池組串聯(lián)后經(jīng)電纜送至光伏逆變器，經(jīng)逆變?yōu)榻涣麟娏骱螅?jīng)并網(wǎng)柜并網(wǎng)接入，接入系統(tǒng)根據(jù)國網(wǎng)榆林公司經(jīng)研所出具《協(xié)合光伏電站150kWp分布式光伏發(fā)電項目接入系統(tǒng)方案》，具體接入方案為：協(xié)合光伏電站150kWp分布式光伏發(fā)電經(jīng)并網(wǎng)逆變器匯流后，采用1回380V低壓電纜線路將分布式光伏接入用戶配電室母線，需新建截面為95mm2的電纜線路約80m，生產(chǎn)的電能主要用于滿足站內(nèi)日常用電，多余電能送入電網(wǎng)，不足時從電網(wǎng)取電。光伏接入系統(tǒng)接線方案示意圖如圖所示。

4項目實施進(jìn)度

本項目已于2017年內(nèi)建設(shè)完成。

第一階段：2017年10月完成分布式光伏的技術(shù)方案、圖紙設(shè)計，取得項目備案、接入批復(fù)。

第二階段：2017年11月～12月完成分布式光伏項目的建設(shè)工作。

5發(fā)電量與效益分析

5.1 理論發(fā)電量

本項目多晶硅光伏組件總裝機(jī)容量為153.72kWp，安裝方式分為三種以下情況：

（1）地面固定式支架安裝組件傾角為最佳傾角36°；

（2）彩鋼屋面組件采取沿屋面角度平鋪的安裝方式；

（3）混凝土屋面和車棚屋面的組件綜合考慮輻射量和裝機(jī)量，采取固定式支架安裝，安裝傾角為10°。

經(jīng)計算，得出本項目光伏陣列25年理論發(fā)電量為453.97萬kW·h，運行期多年平均發(fā)電量為18.16萬kW·h。根據(jù)項目實際發(fā)電量統(tǒng)計，2019年4月1日—2020年4月1日，年度發(fā)電量為18.7萬。

5.2經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)國家發(fā)展改革委《關(guān)于調(diào)整光伏發(fā)電陸上風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價的通知》和國家發(fā)展改革委《關(guān)于降低燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價和一般工商業(yè)用電價格的通知》，該項目按照前20年按自用電價0.91元/kW·h（含稅含0.42元/kW？h補(bǔ)貼）計算，后5年0.49元/kW·h（含稅）。

根據(jù)陜政發(fā)（2014）37號文件按裝機(jī)容量1W補(bǔ)貼1元可獲得裝機(jī)補(bǔ)貼15.372萬元（陜西省補(bǔ)貼含稅）。

5.2.1固定資產(chǎn)投資

根據(jù)工程投資概算，工程初始投資75萬元，投資補(bǔ)貼15萬元，實際投資60萬元。

5.2.2加權(quán)電價

現(xiàn)電站生產(chǎn)管理自用電采用0.49元/kWh的同一電價，屋頂光伏采用自發(fā)自用，余電上網(wǎng)模式，分布式光伏項目補(bǔ)貼為0.42元/kWh，光伏發(fā)電自用電部分電價為0.49+0.42， 即0.91元/kWh，余電上網(wǎng)部分電價為0.3545 （標(biāo)桿電價）+0.42，即0.7745元/kWh。

分布式光伏平均年發(fā)電量約為18.82萬kWh。根據(jù)立項資料電站生產(chǎn)管理自用電約27.5萬kWh/年，如采用自發(fā)電源后每年度可節(jié)省下網(wǎng)電費達(dá)17.12萬，投資回收期約3.5年。

5.2.3社會效益分析

從社會效益來看，協(xié)合光伏電站150KWp屋頂分布式光伏發(fā)電項目的建設(shè)在改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及節(jié)能減排方面起著重要的作用，特別是能夠利用當(dāng)?shù)氐淖匀粷崈裟茉礊槠髽I(yè)的生產(chǎn)運行提供有力的幫助和支持，促進(jìn)企業(yè)的節(jié)資增收。因此，該項目有較好的社會經(jīng)濟(jì)效益及良好的收益前景。

6總結(jié)

6.1本項目是針對陜西榆神協(xié)合電站廠用電設(shè)計的分布式光伏系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計，依據(jù)現(xiàn)行國家政策、電網(wǎng)公司要求以及國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。經(jīng)一年的實際運行，該項目的技術(shù)方案、社會效益及經(jīng)濟(jì)效益得到初步驗證。

6.2本項目方案設(shè)計合理，系統(tǒng)控制技術(shù)先進(jìn)，為新能源應(yīng)用提供了較好的示范意義，節(jié)能減排效果明顯。從設(shè)備性能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運行方式、經(jīng)濟(jì)效益及節(jié)能減排等各方面綜合分析，該項目切實可行。

6.3根據(jù)投產(chǎn)后實際發(fā)電量情況，本項目投資收益良好，為其他類似企業(yè)開源節(jié)流、降低運營成本提供了借鑒，具有商業(yè)化推廣潛能。

參考文獻(xiàn)：

1.《協(xié)合光伏電站150kWp分布式光伏發(fā)電項目接入系統(tǒng)方案》

作者：國網(wǎng)榆林供電公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所