某厂房屋顶分布式光伏发电项目实施方案

***屋顶分布式光伏发电示范项目实施示范项目名称：******10MW屋顶分布式光伏发电示范项目项目业主单位：******投资有限公司实施起止年限：**年**月至**年**月申报时间：**年**月申报地区：江苏省**市**区目录一、项目汇总表 I二、项目概况 12.1项目概述 12.2地理位置 12.2.1项目属地 12.2.2项目地理位置 22.3资源情况 22.3.1基本气候环境 22.3.2灾害性天气 32.3.3常州1991年以来出现的天气气候极端事件 32.3.4太阳辐射资源 52.4装机容量 62.5总投资 71）工程总投资 72）项目总投资 82.6预计发电量（自发自用电量） 92.6.1发电量计算方法 91）方阵表面全年获得的年平均太阳能辐射总量 102）系统装机容量 103）综合效率系数 102.6.2项目25年自发自用发电量 121）组件衰减 122）项目25年发电量 122.7电网接入方案 13三、项目主要实施方案 133.1可利用建筑面积情况 133.2示范区域内用电负荷情况 153.3电网接入情况 163.3.1示范区电力系统概况 161）江苏电网概况 162）常州电网概况 173.3.2接入系统方式 191）系统接入方案 202）系统接入后对原先电网影响分析 223.4发电计量系统配置方案。 243.4.1数据监控系统配置方案 241）数据监控系统架构图 242）监控内容 253）数据综合管理和处理 264）数据上报方案 273.4.2发电计量系统配置方案 281）计量方案 292）计量仪表 29四、实施周期及进度 31五、技术经济分析 325.1技术可行性分析 325.1.1光伏方阵及结构 321）太阳能组件 322)方阵安装倾角及间距 333）方阵安装结构 355.1.2建筑荷载分析 391）钢结构彩钢瓦屋面荷载验算 402）钢筋砼屋面荷载验算 415.1.2系统主要设备 411）逆变器 412）项目规划与逆变器的匹配 433）直流防雷汇流箱 444）直流防雷配电柜 445.1.3系统主电路 455.1.4光伏电场监控系统 465.1.5系统主要设备材料清单 475.1.6防雷接地系统 485.2财务评价 495.2.1主要经济指标 495.2.2资金筹措 525.2.3成本估算 535.2.4考虑财政补贴后发电成本对比分析 545.3项目施工组织设计 555.3.1施工组织构想 555.3.2施工环境影响分析 571）施工期的环境影响及防治措施 572）噪声 573）扬尘和废气影响 574）施工期废、污水排放的影响 585）运行期的环境影响 586）对生态景观影响 587）对社会经济的影响 585.3.3施工消防措施 581）机电消防设计原则 592）消防总体设计方案 593）工程施工场地规划 605.3.4劳动安全与工业卫生 611）可能产生的职业危害以及造成危害的因素 612）施工期劳动安全和工业卫生措施 613）运行期劳动安全与工业卫生措施 614）光伏电场安全与卫生机构及专项设施配置 625）光伏电场安全生产监督制度 626）消防、防止电气误操作、防高空坠落等 637）工业卫生与劳动保护管理规定 648）事故调查处理与事故统计制度 649）其它劳动安全、工业卫生管理制度 645.4项目实施意义 65六、保障措施 676.1项目投资公司介绍 676.2**市**区政府项目管理监督 676.3项目资金落实情况 676.4项目组织监管方案 676.5项目能源管理服务合同及方案 68附件1企业营业执照 69附件2常州新北区项目文件 70附件3项目资金证明文件 71附件4项目合同能源管理服务合同 73附件5项目屋顶使用协议 78附件6电力局电网接入意见 79附件7荷载计算书 80附件8光伏电站成本费用表 82一、项目汇总表金太阳示范项目汇总表 项目类型 项目编号 项目名称 项目业主 项目业主联系人及联系方式 项目业主总资产（万元） 项目装机规模（kW） 项目所在地区市县（区） 项目建设地址 项目投资（万元） 总投资 自筹 贷款 集中应用示范项目 1 20000 10000 13774.4 6774.4 0 1.1 2 分散建设的用户侧发电项目 1 智能电网和微电网示范项目 1 独立光伏发电项目 1 金太阳示范项目汇总表（续） 项目类型 项目编号 项目所依托建筑用电价格（元/千瓦时） 项目所在地区资源条件 项目年发电量（千瓦时） 项目所依托建筑年用电量（千瓦时） 项目实施起止时间（年/月-年/月） 项目业主联系方式 太阳辐照量（MJ/m2·a） 年日照小时 联系人 联系电话 集中应用示范项目 1 峰价：1.445平价：0.882 4966.5 2019 10501457 约2.3亿 2012/2-2012/11 1.1 1.2 2 分散建设的用户侧发电项目 1 … 智能电网和微电网示范项目 1 独立光伏发电项目 1 二、项目概况2.1项目概述·项目名称：***·项目建设管理模式：项目采用合同能源管理方式建设·建设规模：建设10MWp容量的并网型太阳能光伏发电系统，包括太阳能光伏发电系统及相应的配套并网设施。·建设地点及建设容量：常州新北区***厂房机械有限公司厂区22个厂房顶共115252㎡建设10MWp光伏电站。·建设单位：***2.2地理位置2.2.1项目属地项目建设地常州，常州处于美丽富饶的长江金三角地区，与上海、南京两大都市等距相望，与苏州、无锡联袂成片，构成了苏锡常都市圈。处于北纬31°09′-32°04′、东经119°08′-120°12′；现辖金坛、溧阳2个县级市和武进、新北、天宁、钟楼、戚墅堰5个行政区。常州有着十分优越的区位条件和便捷的水陆空交通条件，市区北临长江，南濒太湖，沪宁铁路、沪宁高速公路、312国道、京杭大运河穿境而过。全市水网纵横交织，连江通海。常州港作为国家一类开放口岸，年货物吞吐量超过百万吨。民航常州站有通达北京、广州、大连、厦门、深圳、海口、西安等国内20多个大中城市的航线。常州是“中国城市综合实力50强”和“中国城市投资环境40优”城市之一，并被确定为国家第一批可持续发展和全国环模试点城市。经过全市上下的不懈努力，常州市被命名为国家卫生城市，并通过环保模范城市国家级验收。金坛、溧阳同时被命名为国家卫生城市。生态环境进一步改善，荣获“中国人居环境范例奖”。2.2.2项目地理位置项目地处常州新北区***厂房机械有限公司厂区。常州新北区位于常州市城北，北濒长江，南至沪宁铁路。现辖6个乡镇，3个街道，总面积约439.16平方公里，常住人口约48万人。规划布局上分成三大区域：一是高新技术产业开发区，位于沪宁铁路和沪宁高速公路之间，面积约32平方公里，由高新科技园区、新区工业园、商贸生活区、行政中心区、旅游休闲区等园区组成，是正在建设中的现代化新城区。二是港口工业区，濒临长江黄金水道，面积约37平方公里。该区重点发展重化工和原材料工业。三是综合经济区，位于高新技术产业开发区和港口工业区之间，面积约47平方公里，近期重点发展乡镇工业和现代农业，也是未来新北区城市建设的预留用地。常州新北区区位优越，交通便捷。东靠上海，西邻南京，与苏州、无锡、镇江连袂成片。京沪铁路、沪宁高速公路、312国道、101省道、常澄路等形成四通八达的对外交通网。距远洋运输港口张家港和常州民航机场分别仅48公里和26公里。京杭大运河傍区而过，澡港河贯穿全区，位于新北区的长江常州港已开通国际远洋运输航线。2.3资源情况2.3.1基本气候环境常州地处北亚热北带向北温南带过渡的气候区域，季风影响显著，属湿润季风气候。气候特征是：四季分明；雨热同步；光照充足；气象灾害常有发生。四季分明：历年年平均气温为15.6℃，全市春、秋短，冬、夏长，其中冬季时间最长，夏季次之，春季再次之，秋季最短。气候季节差异十分明显，冬季寒冷，夏季炎热，春、秋温和。雨热同步：由于季风影响显著，降水与气温相应同步升降。冬季气温低时降水量少；春季气温回升，降水逐渐增多；夏季气温最高，梅雨、暴雨、台风降水等生成的降水量也最多；秋季气温下降，降水量也显著减少。历年年平均降水量为1086.0毫米。光照充足，全年日照总时数为2019小时，与我国同纬度的其他市日照记录比较，要充足得多。2.3.2灾害性天气气象灾害常有发生：全市一年四季均可出现气象灾害。有些是随季节变化出现，如暴雨多出现在春末至秋初；有些是同一季节可同时出现几种灾害，如台风与暴雨；寒潮与霜冻等。我市盛夏多伏旱；春、秋季多涝渍连阴雨；夏、秋多台风等。2.3.3常州1991年以来出现的天气气候极端事件与全球天气气候极端事件频繁出现同步，常州1991年以来也出现了许多天气气候的极端事件。1991年无论是年降水量还是春季降水量、夏季降水量和梅雨量都破了有记录以来的同期极多值，6月、7月还各出现了一次连续三天暴雨的记录，该年12月份又出现了零下11.2℃的最低气温，这是有记录以来12月份最低气温的极低值记录，这一年的异常情况人们至今尚记忆犹新。1993年4月降水量仅16.0毫米，是历史同期的极少值。1994年令人难以忘怀的是盛夏炎热高温，≥35℃的高温日数达35天，成了有记录以来的高温日数最多年。这年还出现3项历年同期新的极值记录，即2月最低气温零下0.7℃，为同期极高，5月平均气温23.1℃，为同期极高，7月降水量17.7毫米，为同期极少。1995年的秋季出现了四项极端事件，即秋季降水量、9月降水量、11月降水量均为常年同期极少值，9月最高气温38.2℃，为常年同期极高值。1997年春季平均气温16.5℃，是历年同期的极高值。1998年是长江流域大水之年，我们常州汛期降水量虽为正常，但1月降水量出现了历史同期极多值，年平均气温、4月平均气温、秋季和10、11月的平均气温、12月最低气温也都成了历史同期的极高值。1999年给人们印象最深的是多雨冷夏，夏季雨日、6月降水量都创了新高，夏季和7月平均气温之低、高温日数之少都成了历史上新的极值记录，但这一年冬季平均气温却创了历史同期的极高值记录。2001年春季降水量和3月降水量之少，均破了历史上同期的极值记录，但到8月又出现了相反的情况，该月降水量成了历年同期的极多值记录，特别是受8号台风“桃芝”的影响，7月31日8时到8月1日8时24小时降水量破了历史上一日最大降水量的记录。而2002年以来，时间尚不到三个月，但已有三项气温实况破了历年同期的极高值记录，这就是1月平均气温、1月最低气温和2月平均气温。注：以上数据来自江苏省气象局常州气候概况。本项目实施方案在设计过程中已经考虑到各极端气候对电站设计的影响。2.3.4太阳辐射资源太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。我国属太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时，根据中国气象局风能太阳能评估中心推荐的国内太阳能资源地区分类办法，共分5类，其中：一类地区全年日照时数为3200～3300小时，年辐射量在6700～8370MJ/m2。相当于225～285kg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。二类地区全年日照时数为3000～3200小时，辐射量在5860～6700MJ/m2，相当于200～225kg标准煤燃烧所发出的热量。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2200～3000小时，辐射量在5020～5860MJ/m2，相当于170～200kg标准煤燃烧所发出的热量。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1400～2200小时，辐射量在4190～5020MJ/m2。相当于140～170kg标准煤燃烧所发出的热量。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。五类地区全年日照时数约1000～1400小时，辐射量在3350～4190MJ/m2。相当于115～140kg标准煤燃烧所发出的热量。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，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。常州市气象基本情况如表2-1所示。表2-1常州气象基本情况 月份 气温（°C） 相对湿度（%） 日均水平辐射度（kWh/m2/d） 风速（m/s） 热度日（°C-d） 冷度日（°C-d） 1 3.9 76.50 2.69 4.2 433 1 2 5.4 75.30 3.14 4.2 353 6 3 9.1 75.50 3.33 3.9 277 30 4 14.7 76.20 4.25 3.7 114 142 5 19.2 78.70 4.78 3.3 20 287 6 22.9 83.40 4.58 3.4 0 393 7 26.1 86.20 5.05 3.5 0 513 8 25.6 86.50 4.71 3.4 0 494 9 22.1 82.60 3.99 3.5 0 368 10 17 77.90 3.4 3.5 49 220 11 11.6 76.70 2.81 3.8 189 76 12 6 76.50 2.68 4 363 9 年均 15.3 79.30 3.78 3.7 1798 25392.4装机容量项目初步设计总的安装太阳能组件数量为40000块，总容量为10MWp。项目各厂房设计装机容量见表2-2。表2-2项目各厂房设计装机容量表 厂区名称 厂房数 厂房名称 设计安装组件数量 装机容量（W） ****有限公司 1 二分厂 4000 1,000,000 2 技术质量大楼（新） 360 90,000 3 办公楼（两部分） 460 115,000 4 中小件分厂 4000 1,000,000 5 大件分厂 4000 1,000,000 6 厂房1 4500 1,125,000 7 厂房2 2800 700,000 8 厂房3 1500 375,000 9 连铸加工车间 1600 400,000 10 大型装配厂房 2800 700,000 11 轴承座加工中心机械加工特区 1500 375,000 12 连珠设备装配车间 3000 750,000 13 空压机房 420 105,000 14 制造事业部铸钢车间 900 225,000 15 中小件分厂堆焊和辊装配 1300 325,000 16 制造事业部 180 45,000 17 制管工具事业部机加工车间 1400 350,000 18 制管工具事业部铸铁车间 2000 500,000 19 热处理厂1 1200 300,000 20 热处理厂2 1000 250,000 21 厂房4 600 150,000 22 机电仓库 480 120,000 总计 40000 100000002.5总投资1）工程总投资本工程为6kV并网型太阳能光伏发电，拟选用晶体硅太阳能组件，组件总的安装容量为10MWp。组件布置方式为与屋顶紧密集合，产生建筑节能的效果。太阳能光伏发电系统由光伏组件、屋顶支架及基础、直流汇流箱、直流汇流柜、并网逆变器、交流汇流柜、升压并网系统、监控系统组成。项目工程投资概算表如表2-3表2-3工程建设投资概算表 项目 工程或费用名称 设备购置费 安装工程费 建筑工程费 其他费用 合计 (万元) (万元) (万元) (万元) (万元) 一 太阳能光伏发电系统设备及安装工程 7531.7 365.6 　 　 7897.3 1.1 高效多晶硅太阳能光伏组件10MWp) 6800.0 267.3 　 　 7067.3 1.2 光伏组件安装支架 731.7 98.3 　 　 830.0 二 电气设备及安装工程 2569.1 1028.2 　 　 3597.3 2.1 发电场电气设备及安装工程 1142.4 759.3 　 　 1901.8 2.2 升压站电气设备及安装工程 849.8 86.5 　 　 936.3 2.3 通信和控制设备及安装工程 300.0 66.0 　 　 366.0 2.4 其他设备及安装工程 276.9 116.4 　 　 393.3 三 建筑工程 　 　 1455.4 　 1455.4 3.1 发电设备基础工程 　 　 1084.4 　 1084.4 3.2 变配电工程 　 　 101.4 　 101.4 3.3 辅助工程 　 　 25.1 　 25.1 3.4 其他 　 　 244.6 　 244.6 四 其他费用 　 　 　 824.4 824.4 4.1 建设管理费 　 　 　 546.3 546.3 4.2 勘察设计费 　 　 　 263.4 263.4 4.3 其他 　 　 　 14.6 14.6 一至四部分合计 10100.8 1393.8 1455.4 824.4 13774.4 太阳能发电场工程总投资 　 　 　 　 13774.4 单位千瓦投资(元/kWp) 　 　 　 　 13.82）项目总投资财务评价主要依据国家计委颁发的《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》。财务评价采用建设期1年，生产期25年（不含建设期）进行计算。项目固定资产的余值按总投资4%计。主要经济指标表见表2-4。表2-4项目25年主要经济指标表 项目 单位 数量 主要经济指标 装机容量 W 10000000 25年年平均发电量 kW·h 10501457 工程总投资 万元 13774.4 项目25年总投资 万元 17901 项目单位容量投资 元／W 17.9 单位电能投资 元／kW·h 0.682 经营期平均单位发电成本 元／kW·h 0.682(补贴前) 元／kW·h 0.415(补贴后)2.6预计发电量（自发自用电量）2.6.1发电量计算方法根据太阳辐射资源分析所确定的光伏电场多年平均年辐射总量，结合初步选择的太阳能电池的类型和布置方案，进行光伏电场年发电量估算。根据光伏电场场址周围的地形图，经对光伏电场周围环境、地面遮光障碍物情况进行考察，建立的本工程太阳能光伏发电场上网电量的计算模型，并确定最终的上网电量。本上网电量的估算值的取值计量点为并网接入点。光伏发电站年平均上网电量Ep计算如下：kW·h其中：HA——倾斜面日平均太阳能辐射量 Paz——光伏系统安装容量，容量为峰值功率，kWp；K——综合效率系数，受多种因素影响。包括：光伏组件安装倾角、方位角、太阳能发电系统年利用率、电池组件转换效率、周围障碍物遮光、逆变损失以及光伏电场线损、升压损失等。1）方阵表面全年获得的年平均太阳能辐射总量应用专业软件（RETScreen）计算可以得到水平面及建筑不同朝向上的光伏阵列太阳能辐射量。具体数据见表2-5：表2-5常州市不同朝向面各月的太阳辐射量（kWh/m2） 月份 水平面日平均太阳辐射 25°倾角日平均太阳辐射 一月 2.81 3.80 二月 3.35 4.03 三月 3.61 3.93 四月 4.50 4.56 五月 5.04 4.83 六月 4.75 4.46 七月 4.83 4.58 八月 4.61 4.56 九月 4.02 4.26 十月 3.36 3.90 十一月 2.96 3.90 十二月 2.72 3.84 年平均数 3.88 4.222）系统装机容量项目中不同安装倾角及安装容量如表2-6所示：表2-6项目不同倾角安装容量 水平安装容量单位：kW 25°倾角安装容量单位：kW 9175 8253）综合效率系数系统整体效率K的计算公式为：K=η1×η2×η3×η4●光伏阵列效率η1光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括：①组件匹配损失。组件串联因为电流不一致产生的效率降低，根据电池板出厂的标称偏差值，约有0.2%的损失；②太阳辐射损失。包括组件表面尘埃遮挡及不可利用的低、弱太阳辐射损失，根据相关文献，采用相对保守的数值，取值4%；③直流线路损失。经估算得直流部分的线缆平均损耗约为1.1%；④温度效率ηtempη1=99.8%×98%×98.9%=96.7%光伏电池组件的功率随温度的上升，功率呈下降的趋势。本项目所用TSM—250PC05A的峰值功率系数为-0.41%/℃，NOCT（标准运行条件下的电池温度）为46℃。电池板工作温度可以由以下计算公式：其中：NOCT=46°C，Kt晴朗指数0.71，Tc为电池板温度，Ta为环境温度。，为多晶硅的温度功率衰减因子，电池板为-0.41%/℃。考虑各月根据辐照量计算加权平均值，得到ηtemp加权平均值为92.7%。由上述各项损失合计得：η1=96.7%×92.7%=89.6%●逆变器的转换效率η2该效率为逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比，依据选用的阳光电源逆变器的技术参数，欧洲效率取96.2%（含隔离变压器）。●交流传输效率η3各厂房点逆变器输出至交流汇流配电柜传输线损，最大传输距离约200米，单点最大装机容量为500kW，经估算得交流部分的线缆平均损耗约为2.6%，。●升压效率η4通过项目变压器效率约为：98%则光伏系统总效率为：η=η1×η2×η3×η4==89.6%×96.2%×97.4%×98%=82.27%2.6.2项目25年自发自用发电量1）组件衰减多晶硅太阳能电池组件，符合GB/T9535（IEC61215）标准，其光电转换率为15.3%，使用寿命不低于25年。组件10年内输出功率至少为额定功率的90%，25年内输出功率至少为额定功率的80%。表2-5天合组件25年功率衰减数据 年份 1st 2nd 3rd 4th 5th 6th 7th 8th 9th 10th 功率保证率 97.50% 96.80% 96.10% 95.40% 94.70% 94.00% 93.30% 92.60% 91.90% 91.20% 年份 11th 12th 13th 14th 15th 16th 17th 18th 19th 20th 功率保证率 90.50% 89.80% 89.10% 88.40% 87.70% 87.00% 86.30% 85.60% 84.90% 84.20% 年份 21st 22nd 23rd 24th 25th 功率保证率 83.50% 82.80% 82.10% 81.40% 80.70% 2）项目25年发电量由于本项目装机容量远小于企业自身耗电量，产生电力全部为自发自用。25年预测发电量见表2-6：表2-6项目25年发电量数据（单位：kWh） 第1年 第2年 第3年 第4年 第5年 11588616 11400851 11318704 11236557 11154410 第6年 第7年 第8年 第9年 第10年 11072263 10990115 10907968 10825821 10743674 第11年 第12年 第13年 第14年 第15年 10661527 10579380 10497233 10415085 10332938 第16年 第17年 第18年 第19年 第20年 10250791 10168644 10086497 10004350 9922202 第21年 第22年 第23年 第24年 第25年 9840055 9757908 9675761 9593614 9511467 25年总发电量 平均值 262536425 105014572.7电网接入方案本项目位于****机械有限公司厂区，区域各屋顶集中装机容量为10MWp，最大发电功率为10MWp，根据国家电网公司《光伏电站接入电网技术规定》（Q/GDW617-2011）和江苏省电力公司《光伏电站接入系统导则》等相关光伏电站接入电网网技术规定，该项目已经属于中大型光伏并网电站，应接入10kV～35kV电压等级电网。根据工程建设规模、供电可靠性要求以及其所发电力电量主要供当地电网消纳平衡等综合因素分析，对该项目考虑采用逆变器输出汇集到一点，经一次升压到6kV后，拟定用专线方式接入厂区6kV母线，各就近屋顶分区域接入厂区6kV母线，接入容量以2500kVA为一个单位，本项目共需4台0.4kV/6kV2500kVA变压器。最终接入系统方案以接入系统审查意见为准。三、项目主要实施方案3.1可利用建筑面积情况***机械有限公司厂区总平面图如图3-1所示，园区可利用厂房22栋，各厂房屋顶建筑类型如表3-1所示。图3-2、3-3为园区平屋顶和彩钢瓦两种典型屋顶取样照。图3-1******有限公司厂区平面图表3-1***机械有限公司厂区可利用屋顶及面积 厂区名称 厂房数 厂房名称 屋顶面积 建筑类型 安装点 ****有限公司 1 二分厂 13320 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 2 技术质量大楼（新） 7218 多层建筑，属既有建筑 平屋顶 3 办公楼（两部分） 1232 多层建筑，属既有建筑 平屋顶 4 中小件分厂 11340 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 5 大件分厂 13320 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 6 厂1 11520 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 7 厂2 5040 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 8 厂3 2880 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 9 连铸加工车间 2880 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 10 大型装配厂房 6480 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 11 轴承座加工中心机械加工特区 5040 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 12 连珠设备装配车间 8640 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 13 空压机房 428 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 14 制造事业部铸钢车间 2836 多层建筑，属既有建筑 平屋顶 15 中小件分厂堆焊和辊装配 3456 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 16 制造事业部 1734 多层建筑，属既有建筑 平屋顶 17 制管工具事业部机加工车间 4284 多层建筑，属既有建筑 平屋顶 18 制管工具事业部铸铁车间 1836 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 19 热处理厂1 3786 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 20 热处理厂2 1530 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 21 厂4 3366 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 22 机电仓库 3086 单层建筑，属既有建筑 彩钢瓦顶 总计 115252 　 　图3-2平屋顶图3-3彩钢瓦顶3.2示范区域内用电负荷情况根据园区提供的最近一年园区各用电单位各时段平均负荷数据，统计整理后如表，其全年用电负荷分布曲线图如图3-5。从图可以看出整个园区用电负荷较平稳属于典型重工业高耗能情况，8：00-20:00都处于用电高峰期，而此时间段正是电网用电的高峰时段。如果光伏电站建立，将缓解该区域的用电负荷状况，缓解电网高峰用电压力。表3-2***厂区分时段用电负荷统计表 月份 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 一月 23788 24669 24242 24839 24583 24896 25095 24498 24498 24526 25038 24441 23901 二月 15292 15858 15584 15968 15804 16005 16132 15749 15749 15767 16096 15712 15365 三月 19176 19886 19542 20023 19817 20069 20230 19748 19748 19771 20184 19703 19267 四月 23545 24417 23995 24586 24332 24642 24839 24248 24248 24276 24783 24192 23657 五月 23059 23913 23500 24079 23831 24134 24327 23748 23748 23776 24272 23693 23170 六月 25972 26934 26469 27120 26841 27182 27399 26748 26748 26779 27337 26686 26096 七月 26458 27437 26963 27627 27343 27690 27912 27248 27248 27279 27848 27185 26584 八月 26943 27941 27458 28134 27844 28198 28424 27748 27748 27780 28359 27683 27072 九月 22817 23662 23253 23825 23580 23880 24071 23498 23498 23525 24016 23444 22926 十月 21118 21900 21521 22051 21824 22101 22278 21748 21748 21773 22228 21698 21218 十一月 20389 21144 20779 21291 21071 21339 21510 20998 20998 21023 21461 20950 20487 十二月 21603 22403 22016 22558 22326 22610 22790 22248 22248 22274 22739 22197 21706 平均 22513 23347 22944 23508 23266 23562 23750 23186 23186 23213 23697 23132 22621图3-5***厂区全年分时段统计负荷曲线图3.3电网接入情况3.3.1示范区电力系统概况1）江苏电网概况江苏电网是华东电网的重要组成部分，到2006年底，江苏电网总装机容量53040MW（含望亭电厂，不含阳城电厂），其中统调电厂89座，机组285台，装机容量共47600MW。至2006年底，江苏电网拥有：500kV变电所（含开闭所）22座，变压器35台（组），主变压器总容量27250MVA；500kV线路81条，总长度7412km（含省际联络线和阳城送出专线）；220kV变电所（含开闭所）258座，变压器469台，主变压器总容量65700MVA；220kV线路682条，总长度13520km。目前220kV电网仍是江苏省的主要电网，原有的8条与相邻省、市联络的220kV线路已全部断开。由此可见，近年来江苏省电力电量一直呈现出快速增长的趋势。但是，现状江苏电网存在一些不足，主要包括：电力供求不平衡，能源供应协调压力加大，500kV主网潮流分布不均衡，部分地区高峰时段电力供应严重不足，断路容量增长过快。2）常州电网概况常州电网处于苏南电网中部，占据枢纽地位，是江苏电网的重要组成部分。常州电网的供电范围包括常州市区（含原武进市）及所辖金坛、溧阳二市。常州市电网受进电源（见图3-7）主要构成是：常州市范围内华电戚墅堰发电有限公司和镇江谏壁发电有限公司的7条220kV线路、三峡电站到武进的2条500kV线路、扬州江都变的2条500kV线路、宜兴东善桥2条500kV线路等。图3-7常州输送电网概况2006年常州市全社会最高供电负荷为3557MW，全社会用电量为212.68亿kW·h，分别比上年增长14.38%、16.44%。统调用电量（供电量）为196.57亿kW·h，统调最大负荷为3350MW，分别比上年增长16.24%、15.68%。2007年全市全社会最大负荷约3885MW，统调最大负荷约3728MW。到2006年底常州市装机总容量3307.6MW，其中常州电厂1200MW、戚墅堰电厂440MW、戚厂燃机780MW，沙河抽水蓄能100MW、地方及自备小机787.6MW（统调448.6MW，非统调339MW）。市区（含武进）有地方及自备小机721.6MW（统调448.6MW，非统调273MW）。2006年常州电网的最高运行电压为500kV，拥有500kV变电站2座，主变4台，总容量3500MVA，500kV线路直流1条、交流17条，线路总长度约327km。常州电网目前仍以220kV电网为主干电网，有220kV变电站23座，主变41台，总容量6540MVA（另有220kV用户变电站2座，容量330MVA），220kV线路63条，长度约936km（含用户线路）。常州电网的特点如下：①华东、江苏电网北电南送、西电东送的交汇点，500kV系统短路水平较高，电网接线密集；②电网发供不能自我平衡，所缺电力主要从500kV变电站和镇江谏壁电厂受进；③常武220kV电网高度密集，短路电流水平接近50kA，500kV晋陵变电站投运后常武220kV电网武南、武北分片运行，有效控制了短路电流。“十二五”期间，江苏省电力公司与常州市政府将根据常州经济社会和城乡发展规划目标，共同为加快常州电网发展努力。重点推进500千伏溧阳输变电工程的建设和500千伏常州南输变电工程的前期工作；加快推进220千伏常化、新龙、丫河、金坛洮湖、溧阳东郊等一批重点输变电工程，加强常州市北部新城、科教城、新北工业园、武进高新区等重点发展区域电网的规划建设，形成以坚强500千伏电网为核心，220千伏电网灵活可靠、分区运行的目标网架，城乡电网供应能力显著增强。通过“十二五”的建设，新增35千伏及以上变电容量1769万千伏安，线路1528公里。常州电网已基本形成了“网架结构合理、供电安全可靠、运行经济灵活、电能质量合格、降损节能增效、技术可靠先进”的坚强电网。本项目中光伏电站所发电量全部送入江苏省常州电网。3.3.2接入系统方式1）系统接入方案太阳能光伏发电系统由光伏组件、直流监测配电箱、并网逆变器、计量装置及上网配电系统组成。太阳能通过光伏组件转化为直流电力，通过并网逆变器，将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流。项目建设点为新北区***厂房机械有限公司厂区，两个区域各分散用户自身耗电很大，采用中压就近并网，新增输电线路的投资较小，接入系统条件较好，电力输送损耗较小，太阳能光伏发电就近消化。本项目位于常州新北区***厂房机械有限公司厂区，区域各屋顶集中装机容量为10MWp，最大发电功率为10MWp，根据国家电网公司《光伏电站接入电网技术规定》（Q/GDW617-2011）和江苏省电力公司《光伏电站接入系统导则》等相关光伏电站接入电网网技术规定，该项目已经属于中大型光伏并网电站，应接入10kV～35kV电压等级电网。以各区域厂房屋顶装机容量为基准，每个厂房为一个发电子系统，每个发电子系统以太阳能电池组件-直流汇流箱-逆变器发电模块构成，各发电子系统汇流后成一路接入0.4kV光伏专用升压变压器母线侧，以一路6kV电缆接入厂区6kV配电室。光伏组件阵列、直流汇流箱就地布置在屋面，逆变器布置在每个子系统附近的地面上，升压变压器位于厂区变电站附件。图3-8光伏发电主系统电路结构图常州***厂房机械有限公司厂区为110kV总变电所，厂区由110kV永宝线和35kV宝轧线供电，总容量为29000kVA，光伏电站为新建工程，拟定采用专线方式接入动力产业园变电所6kV进线侧，容量10000kVA，光伏电站容量为动力产业园区线路最大输送容量的34.5%，由于***厂房属于高耗能重工企业，企业用电符合始终处于高位（见3.2区域用电负荷统计），因此光伏电站接入可以被厂区完全消耗掉。厂区采用6kV三段母线供电方式，1#主变为110kV/6kV16000kVA供电，2#主变为35kV/6kV5000kVA供电，3#主变为110kV/6kV8000kVA光伏电站采用各就近屋顶分区域接入厂区6kV母线，接入容量以2500kVA为一个单位，则本项目共需4台0.4kV/6kV2500kVA变压器。无功自动补偿成套装置应具备分相补偿，自动过零投切功能，分相补偿容量不小于总补偿容量的40%。容性无功容量可以补偿光伏电站满发时站内汇集系统、主变压器的全部无功和光伏电站送出线路的一半感性无功之和；感性无功容量能够补偿光伏电站送出线路的一半充电无功功率。在总变电所计量柜上新装一主一付两只计量表，构成双向计量。2）系统接入后对原先电网影响分析由于太阳能光伏发电系统的一些特点，发电装置接入电网时对系统电网有一定的不利影响。本项目中发电装置的总装机容量在系统中所占比例较小，并网过程中对系统电网的影响及主要解决方案如以下几个方面：①电压波动太阳能光伏发电的实际输出功率随光照强度的变化而变化，白天光照强度最强时，发电装置输出功率最大，夜晚几乎无光照以后，输出功率基本为零。因此，除设备故障因素以外，发电装置输出功率随日照、天气、季节、温度等自然因素而变化，输出功率极不稳定。我们应考虑最严重情况下，系统最大输出功率时突然切机对系统接入点电压造成的影响。根据相关规定，光伏系统和电网接口处的电压允许偏差应符合GB12325的规定，光伏发电接入系统时，应采取必要措施，使投切时系统电压波动满足国家有关标准，并以+5%～-5%进行校核。本系统总的发电功率占电网供电量的比例较小，因此不会对电网造成影响的可能性不大。②高次谐波太阳能光伏发电系统通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，再通过并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，再经一次升压后并入电网，在将直流电能经逆变转换为交流电能的过程中，会产生高次谐波。本项目中光伏发电系统采用集中并网型逆变器。光伏发电的每台并网型逆变器逆变后谐波总畸变率完全满足国家标准《电能质量-公用电网谐波（GB/T14549-93）》的规定。本系统选择使用的逆变器的总电流波形畸变率，在额定功率时<4%，完全符合要求。③无功平衡一般情况下太阳能光伏发电逆变后的功率因数在0.99以上，基本上为纯有功输出，针对国网新标准的要求，本次工程采用集中并网逆变器，具有一定的提供无功功率的能力，有功功率可在+0.98～-0.98范围内连续可调。④系统自动化运行本系统为智能化系统，全自动运行，并且设计有较为全面的自身和负载保护功能，因此，系统的运行管理较为简单，无需专业人员值班，只需有人值守，定时巡视。逆变器：全智能化，LCD液晶点阵模块显示或触摸屏显示，可在海拔5000米以下使用。系统保护功能：输入接反保护、输入欠压保护、输出过载保护、输出短路保护、过热保护。本项目系统为6kV接入公用电网，同时配置低周低压解列装置，装置安装于光伏并网线路的系统侧同时系统设计具有高可靠性、高效率。系统核心设备的智能化设计、高可靠性、全面的保护功能，实现系统的全自动运行，让系统的运行、管理、维护工作变得非常简单。⑤系统继电保护系统逆变器具有设计有较好的保护功能，包括孤岛效应保护、过载保护等，出现孤岛故障时与系统侧备用电源自动切入装置、自动重合闸相互配合。由于系统不提供短路电流保护，因此仅在系统侧配置自动空气开关相应的保护。⑥线路保护对于***厂房机械有限公司厂区通过T接方式接入6kV园区公用电网，在光伏电站侧和系统电源侧配置电流速断和过流保护。具体接入系统方案以电网公司并网接入方案的评审意见为准。3.4发电计量系统配置方案。3.4.1数据监控系统配置方案数据监控系统是指通过安装数据计量和采集装置，同时对采集到的生产数据进行加工处理，并由专业的软件进行展示和监控、分析，而且采用远程数据传输手段，将数据实时、在线上传给国网电科院数据中心，数据中心是接收示范项目上传的监控数据，并进行汇总、分析和展示等。1）数据监控系统架构图光伏电站数据监控系统由数据采集单元、内网、服务器、操作站等组成。数据采集单元采集逆变器、环境监测仪、多功能仪表和电能质量监测仪的数据。数据通过企业内部划分网段的网络与服务器进行通信，数据保存在服务器中。通过操作站可以对监控数据进行远程监控和分析。图3-9监控系统结构图2）监控内容·环境监测仪上传温度、风速、光照强度，以及监测仪的运行状态，包括设备启动、运行、停止、故障、报警等状态。另外。由组件传感器上传所有光伏组件的组件温度。·汇流箱上传太阳能光伏组件当前的电流，电压，功率，以及汇流箱的当前运行状态，包括工作、异常、维修、耗能数据。·逆变器上传当前逆变器的直流侧电流电压功率，交流侧电流电压功率，总功率以及设备启动、运行、停止、故障、报警、机内温度、时钟等状态。·电能质量检测仪上传频率、电压、电流，总的有功、无功功率、功率因素，电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡度，谐波包括电压、电流的总谐波畸变率、各次谐波含有率、幅值、相位、有功、无功等数据。·多功能仪表盘上传数据包括储能电站数据：生产运行参数（交\直流充放电压电流、交\直流充放功率、频率、充放电电量、充放电功率，充放电时间、存储电量参数）以及设备启动、运行、停止、故障、报警、机内温度、时钟等状态数据。防止误操作系统数据：电气设备的运行参数、保护状态，设备启动、运行、停止、故障、报警、保护动作情况等状态。继电保护数据：断路器、重合闸装置等电气设备的运行参数、继电保护状态，设备启动、运行、停止、故障、报警、继电保护动作情况等状态。3）数据综合管理和处理·将采集到的实时生产数据（发电量，报警，环境数据、故障等）在监控系统中采用多种方式（图形、Dashboard、报表等）来进行展示。·在采集得到的数据基础上对发电量，电能质量、故障信息进行统计，提供日、月、年报表。·对采集到的数据进行加工和处理，进行发电量，电能质量，环境等各种因素综合分析。·结合历史数据，提供发电量、故障多种(贝叶斯、决策树、神经网络)预测模型。·对光伏生产设备进行管理。录入和查询生产设备的数量、运行参数、以及故障、维修情况。·对于生产故障的报警信息，自动以邮件或者短信方式发送到相关管理人员。对系统用户进行权限分配和管理，自上而下的对系统进行管理和操作。4）数据上报方案数据被采集后需要采用远程数据传输手段，将数据实时、在线上传给国网电科院数据中心，数据中心是接收示范项目上传的监控数据，并进行汇总、分析和展示等。①上送数据上送的数据主要包括气象环境监测数据、光伏电站并网点运行数据、光伏逆变器运行数据、汇流箱数据等。·光伏电站气象环境监测数据：太阳总辐射、直接辐射、散射辐射、环境温度、环境湿度、电池板温度、风速、风向、气压。·光伏逆变器运行数据：逆变器直流侧电压、电流、功率，逆变器交流侧电压、电流、功率、功率因数。·并网点运行数据：并网点开关状态、并网点三相交流电压、电流、功率、功率因数、并网点上网电量。·直流汇流箱运行数据：各组串/各端口直流输入电流、直流输出电流、直流母线电压。②数据格式·通信接口和协议数据远程传输使用Modbus/TCP规约，使用RJ-45以太网口·数据格式每个MODBUS报文遵循几个部分组成：·地址域MODBUS/TCP的从站地址恒为1。·功能码域MODBUS报文中功能域长度为一个字节，用以通知从站应当执行何操作。从站响应报文中应当包含主站所请求操作的相同功能域字节。有关功能码参照下表。 功能码 含义 功能 0x03 读取寄存器 获得当前从站内部一个或多个当前寄存器值·数据域MODBUS数据域采用“BIGINDIAN”模式，即是高位字节在前，低位字节在后。如果是浮点数，则规定低字（WORD）在前，高字在后。·信号量表格式数据分为模拟量和状态量两种类型，采用连续的寄存器空间分别存放在不同的MODBUS寄存器地址中。所有的模拟量数据采用统一的数据格式，如浮点数或整型值，整型值给出小数点位数；状态量给出状态代码含义。3.4.2发电计量系统配置方案1）计量方案图3-10监控系统原理图虽然光伏发电为自发自用模式，但是为了项目合同能源管理的需要，计算输送给用户的上网电量需设置计量点，计量点原则上设在产权分界点，即中压出线柜处。计量装置按照I类计量装置要求配置，安装计量上网电量电能表。计量点均安装同型号、同规格、准确度相同的主、副电能表各一套。主、副表均有明确标志。光伏电站所用备用电源用网电量的计量点在备用电源输入到升压变电站的低压配电柜一侧。2）计量仪表中压电能计量表是真正反应整个光伏并网发电系统发电量的计量装置，其准确度和稳定性十分重要。采用性能优良的高精度电能计量表至关重要。主电能表采用静止式多功能电能表，技术性能符合GB/T17883和DL/T614的要求。电能表具备双向有功和四象限无功计量功能、事件记录功能，配有标准通信接口，具备本地通信和通过电能信息采集终端远程通信的功能。电能表通信协议符合DL/T645，采集信息接入电力系统电能信息采集系统。为保证发电数据的安全，在中压计量回路同时装一块机械式计量表，作为IC式电能表的备用或参考。该电表不仅要有优越的测量技术，还要有非常高的抗干扰能力和可靠性。同时，该电表还可以提供灵活的功能：显示电表数据、显示费率、显示损耗（ZV）、状态信息、警报、参数等。此外，显示的内容、功能和参数可通过光电通讯口用维护软件来修改。通过光电通讯口，还可以处理报警信号，读取电表数据和参数。四、实施周期及进度计划由于此工程项目所有主体建筑为既有建筑，光伏项目施工周期相对短。整个项目周期为12个月，分项实施进度如下表4-1：表4-1项目实施进度表 阶段 起止时间 具体内容说明 可行性研究及审查 2011.12～2012.2 编制项目建议书，可行性研究、审批立项 设计阶段 2012.3～2012.4 项目现场勘测、方案设计、施工图设计、设备招标、采购、业主合同签订、并网审批、补助资金申报 建设准备阶段 2012.4～2012.5 施工材料到货、施工现场准备 建设实施阶段 2012.6～2012.11 太阳能光伏发电安装施工流程：基础、支架。安装、组件安装、电缆铺设、设备安装（汇流箱、直流防雷配电柜、逆变器、交流防雷配电柜、光伏升压站、通讯监控） 竣工验收阶段 2012.11～2012.12 调试、竣工验收备案五、技术经济分析5.1技术可行性分析系统设计方案设想将在以下几个方面来阐述：·光伏方阵及结构本次工程光伏组件选型及性能，及组件安装方式的认定各建筑安装结构方案。·系统主要设备包括逆变器、防雷汇流箱、直流配电箱设备选型及配合。·系统主电路系统功率认定和系统主电路构成。·光伏电场监控系统光伏发电场监控系统，监控显示方案构建。·系统主要设备材料清单项目主要设备材料清单列表。·防雷接地系统直接雷防护及感应雷防护，系统接地保护系统。5.1.1光伏方阵及结构1）太阳能组件在市面上出售的各种太阳能电池中晶体硅太阳能电池组件技术成熟，且产品性能稳定，使用寿命长。商用的太阳能电池组件中，单晶硅组件转换效率最高，多晶硅其次，但两者相差不大；晶体硅电池组件故障率极低，运行维护最为简单；使用晶体硅光伏组件安装简单方便，布置紧凑，可节约场地，使用寿命期较长，25年。因此，本工程拟选用常州天合生产的成熟可靠的TSM-250PC05A型多晶组件。电池组件详细技术参数见表5-1：表5-1太阳能电池组件技术参数表 太阳电池种类 　多晶硅电池 太阳电池生产厂家 常州天合光能有限公司 太阳电池组件生产厂家 常州天合光能有限公司 太阳电池组件型号 TSM-250PC05A 指标 单位 数据 峰值功率 Wp 　250(0+3%) 开路电压（Voc） V 　37.8 短路电流（Isc） A 　8.9 工作电压（Vmppt） V 　30.5 工作电流（Imppt） A 8.2 尺寸（薄边框） mm 1650×992×26 安装尺寸 mm 990×941 重量 kg 　14.5 峰值功率温度系数 %/K -0.41 开路电压温度系数 %/K -0.32 短路电流温度系数 %/K 0.0532)方阵安装倾角及间距常州市处于31°09′-32°04′、东经119°08′-120°12′。本项目的光伏组件全部采用固定式安装方式。选择合适的组件安装倾角，将使并网发电系统具有较好的全年发电量。一般情况下，组件的安装倾角选择等于或在纬度附近值，系统全年发电量较好。根据经验和模拟的结果，本项目组件选择了25°安装倾角。合适的光伏方阵间距才能避免发电量的损失，一般情况下，光伏方阵的安装要求，每年冬至日的上午九点到下午三点之间，前排方阵不会遮挡后排方阵的直射阳光。如下图5-1所示：图5-1方阵阴影示意图方阵间距的计算公式为：D=0.707H/tan[rcsin(0.648cosf-0.399sinf)]式中：H为前排方阵高度（或遮挡物）f为当地纬度根据常州的纬度计算获得，间距倍率为1.987（H高度的）。方阵的高度与方阵的布置方案有关。项目将大部分采用单行组件竖向布置的方布置方案。TSM-250PC05A组件的外形尺寸为1650mm*992mm*46mm。单行方阵前后间距为1395mm，如下图所示：图5-2方阵前后间距示意图3）方阵安装结构①平屋顶平屋顶为预应力屋面，有较好的承载能力，经与原建筑设计单位初步复核，可在屋面现浇筑水泥墩，后安装光伏方阵。安装过程中要求单行方阵高度一致（方阵东西方向高度一致）。屋面水泥墩设计主要考虑以下因素：方阵布置为四行方式，考虑安装方阵后给建筑增加了荷载，因此水泥墩自身不能过重，以免给局部连接点增加荷载过多；充分考虑水泥墩的固定连接方案，防止方阵在最大风力下可能出现的滑动、侧翻等；制作过程中水泥墩要直接从屋面板生根，不能在保温层上部生根制作，以使水泥墩有更强固着力；水泥墩底部放入钢筋以防止后期打化学锚栓的过程中出现水泥墩开裂；及时补做防水材料。在方阵周围要求留有足够的维护维修通道。因屋面沿中间的分水线呈3%的两个散水坡，制作水泥墩的过程中，要求相邻的三列水泥墩顶部保持在一个水平面，并重复循环，以降低后续施工难度。屋面靠北最后一排的方阵与前面的方阵有区别，为两行布置方式，因此最后一排方阵具有三排水泥墩。支架采用可调轻钢结构设计，采用稳定三角支撑结构，前后立杆采用化学锚栓与水泥墩锚固。所有支架热浸镀锌防锈防腐处理，强度要求满足GB50009-2001《建筑结构荷载规范》。图5-3平屋顶安装示意图②彩钢瓦顶采用目前较先进的彩钢瓦屋面光伏阵列安装技术直接在彩钢瓦使用夹具安装。这种安装方式示意图如图5-4所示，其相对传统彩钢板屋顶项目安装方式具有如下优势：优点1：无需打穿屋顶结构，100%防漏：优点2：专业的模具设计，让夹具与彩钢板波峰完美结合，最大限度节省材料，相对传统安装方式节约多35%钢材用量优点3：使用钢材量，荷载降低，对工程结构荷载要求低，同时产品经过专业人员力学验算，软件模拟及第三方机构的受力测试，力学性能保证，全铝型材设计，25年质量保证，美观实用优点4：100%环保，可循环使用，安装简单方便快捷，相对传统安装方式施工时间、成本节约一半左右屋面水泥墩设计施工主要考虑以下因素：首先屋面修设木板或竹板施工栈道，避免材料二次搬运直接踩踏在屋面板上，导致屋面板变形，密封胶脱开而漏水；明确原屋面结构檩条的位置，弹墨线标识出具体位置；施工人员在屋面上行走，必须穿绝缘软底鞋，走波谷，每天必须清除屋面板上杂物，防止锈蚀和划伤屋面板。所有需要敷设密封膏的位置不得有遗漏。屋面外板安装完毕后，清除屋面全部杂物、铁屑，如发现屋面板涂层划伤，须用彩板专用修补漆进行修补。拉铆钉及自攻螺钉如发生空钉，应随时用铆钉和密封膏补牢，橡胶垫圈不能损坏。图5-4彩钢瓦屋面安装示意图5.1.2建筑荷载分析1）钢结构彩钢瓦屋面荷载验算厂区彩钢瓦屋面全部为钢结构，根据上述彩钢瓦屋面组件安装方案，组件、支架和夹具的安装增加原有屋面的恒荷载。组件尺寸为1.65m×0.992m，重量为14.5kg，支架和夹具约1.5kg。总增加荷载为16kg/m2，约0.1KN/M2。载荷原设计屋面恒载0.25KN/M2，现增加屋面荷载（恒载）0.1KN/M2，按0.35KN/M2校核钢檩条和钢梁，（活载按0.5KN/M2）满足使用要求，配筋包络和钢结构应力比图如图5-5。校核计算书详见附件7。图5-5配筋包络和钢结构应力比图钢结构应力比图说明：柱左：强度计算应力比右上：平面内稳定应力比（对应长细比）右下：平面外稳定应力比（对应长细比）梁左上：上翼缘受拉时截面最大应力比右上：梁整体稳定应力比（0表示没有计算）左下：下翼缘受拉时截面最大应力比右下：剪应力比2）钢筋砼屋面荷载验算根据上述彩钢瓦屋面组件安装方案，组件、支架、夹具及混凝土的安装增加原有屋面的恒荷载。组件尺寸为1.65m×0.992m，重量为14.5kg，支架和夹具约1.5kg，单个混凝土重约265kg，供四块组件使用。总增加荷载约为50kg/m2，即0.5KN/M2。原设计屋面活载2KN/M2，按上人屋面考虑，先增加屋面荷载（恒载）0.5KN/M2，但屋面活载按0.5KN/M2（不上人）考虑，总荷载减少1.0KN/M2，经校核能满足使用要求。5.1.2系统主要设备1）逆变器一般情况下，单台逆变器容量越大，转换效率越高。大型逆变器具有效率和价格上的优势。但在实际使用中，逆变器的选用并不是容量越大越好，还要考虑安装条件、电网条件以及与光伏方阵匹配等多种因素。具体要求如下：①逆变器的选择必须与光伏方阵的优化匹配结合，才能获得较高的系统效率；②安装条件：选择适合现场条件和要求的逆变器③在上述两条的基础上，尽量选择大容量，高转换效率的逆变器。④技术先进、性能稳定可靠、价格低廉。本项目将配置多种逆变器，该平台将成为一个系统整合多种逆变器技术试验平台，为后续规模化推广同类项目提供设计参考数据，也为同类项目实施积累经验。本系统为多种逆变器试验平台（同一厂家不同规格产品）。并网逆变器是太阳能发电系统中的关键设备。并网逆变器的品质好坏直接影响系统的运行效果；并网逆变器的效率高低，直接影响系统的发电量。根据对该产品的市场调研，以及支持本土和国内光伏技术的发展总指导原则，本工程分别根据项目屋顶装机容量。拟选用合肥阳光电源有限公司的SG100K3～SG500K3并网逆变器，其主要技术参数见表5-2：表5-2合肥阳光逆变器参数概表 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 30～500kWp 最大输入电流 150～1200A 最大输入路数 6 交流侧参数 　 额定输出功率 30～500kW 额定电网电压 400Vac 允许电网电压 310～450Vac 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) 功率因数 ≥0.99（额定功率） 系统 　 最大效率 97.3%（含变压器） 欧洲效率 96.7%（含变压器） 防护等级 IP20（室内） 夜间自耗电 <30W 允许环境温度 -25~+55℃ 冷却方式 风冷 允许相对湿度 0~95%,无冷凝 允许最高海拔 6000米 显示与通讯 　 显示 LCD 标准通讯方式 RS485 可选通讯方式 以太网/GPRS 机械参数 　 外形尺寸（宽x高x深） 1020x1964x770mm 重量 900kg2）项目规划与逆变器的匹配光伏发电系统的设计过程中，在电气上需将系统分为多个独立的发电单元，以便于设计规划、建设施工、后续维护，更利于提高系统性能。发电单元的划分需与光伏方阵现场安装结合考虑，原则上单元划分根据方阵布局，方阵的布局配合电气单元划分。项目中各栋建筑位置和安装面积已经确定，建筑所处位置分散，因此难以选择集中式中大型地面的大型逆变器，选择大型逆变器会因为电缆长度差异大而使效率损失；各区厂房逆变器配置如下表所示：表5-3分区逆变器配置表 厂区名称 厂房数 厂房名称 装机容量（W） 30KW 50KW 100KW 250KW 500KW 配置逆变器容量(KW) 常州***厂房机械有限公司 1 二分厂 1,000,000 　 　 　 　 2 1000 2 技术质量大楼（新） 90,000 1 1 　 　 　 80 3 办公楼（两部分） 115,000 　 　 1 　 　 100 4 中小件分厂 1,000,000 　 　 　 　 2 1000 5 大件分厂 1,000,000 　 　 　 　 2 1000 6 厂1 1,125,000 1 　 1 　 2 1130 7 厂2 700,000 　 　 2 　 1 700 8 厂3 375,000 1 　 1 1 380 9 连铸加工车间 400,000 　 1 1 1 　 400 10 大型装配厂房 700,000 　 　 2 　 1 700 11 轴承座加工中心机械加工特区 375,000 1　 　 1 1 　 380 12 连珠设备装配车间 750,000 　 　 　 1 1 750 13 空压机房 105,000 　 　 1 　 　 100 14 制造事业部铸钢车间 225,000 1 　 2 　 　 230 15 中小件分厂堆焊和辊装配 325,000 　 　 1 1 　 350 16 制造事业部 45,000 　 1 　 　 　 50 17 制管工具事业部机加工车间 350,000 　 　 1 1 　 350 18 制管工具事业部铸铁车间 500,000 　 　 　 　 1 500 19 热处理厂1 300,000 　 1 　 1 　 300 20 热处理厂2 250,000 　 　 　 1 　 250 21 厂4 150,000 　 1 1 　 　 150 22 机电仓库 120,000 　 　 1 　 　 100 项目总计 　 4 5 16 8 12 100003）直流防雷汇流箱并网系统防雷汇流箱应用原理基本一致，常用产品有六进一出、八进一出、十六进一出。本项目根据各屋顶容量选择防雷汇流箱。以减少接入组件数量，减少组件组串连接电缆损耗原则进行选择。防雷汇流箱的主要特点：不锈钢外壳，满足室外安装的使用要求；每路配10A,1000Vdc保险丝；配有光伏专用高压防雷器，正极负极都具备防雷功能；采用正负极分别串联的四极断路器提高直流耐压值。本项目采用的防雷汇流箱直接安装于各方阵支架后部。4）直流防雷配电柜直流防雷配电柜安装在机房逆变器旁。直流配电柜主要是将汇流箱输出的直流电进行二次汇流，再接至并网逆变器。该配电柜含有直流输入断路器、输出断路器、光伏防雷器。方便操作和维护。本项目共采用的直流防雷配电箱，每台直流柜对应输入一台并网逆变器，其主要特点：①规格：10kW～500kW②简化并减少系统布线③操作简单④维护方便⑤提高系统可靠性、安全性⑥选用ABB断路器，魏德米勒防雷器等高品质器件5.1.3系统主电路项目在实际设计过程中，根据已经确定的组件安装方式及建筑楼顶安装面积，经过现场确认安装范围，结合现场实际勘察结果，各建筑的装机功率如表5-3。根据电气布局及场区布局结合的需要，逆变器的配置是根据场区布局的划分，即根据各分区组件安装功率来配置逆变器的数量及总功率。逆变器与组件的组串匹配主要是为了电压匹配，根据逆变器的技术数据，此次使用的逆变器的MPP电压范围普遍在450Vdc～800Vdc之间，最大直流电压为880Vdc以上 ，综合考虑逆变器其它各项特点、天合光能组件特点、环境特点，选定每串组件的串联数量为20块TSM-250PC05A串联连接。根据建筑的安装要求及组串数量要求，将每栋建筑安装的组件数量确定为组串数量的整数倍，以减少组串电缆数量和组串电能损耗。逆变器的配置是根据场区布局分区的匹配的，各分区配置的逆变器功率与分区内方阵功率较好匹配，才能保证稳定运行，并不致造成过剩浪费。5.1.4光伏电场监控系统数据监控系统是指通过安装数据计量和采集装置，同时对采集到的生产数据进行加工处理，并由专业的软件进行展示和监控、分析，而且采用远程数据传输手段，将数据实时、在线上传给国网电科院数据中心，数据中心是接收示范项目上传的监控数据，并进行汇总、分析和展示等。光伏电站数据监控系统由数据采集单元、内网、服务器、操作站等组成。数据采集单元采集逆变器、环境监测仪、多功能仪表和电能质量监测仪的数据。数据通过企业内部划分网段的网络与服务器进行通信，数据保存在服务器中。通过操作站可以对监控数据进行远程监控和分析。图5-6监控系统示意图5.1.5系统主要设备材料清单项目主要设备材料清单列表。表5-4项目配置表 序号 名称 型号及规格 单位 数量 1 太阳能组件 TSM-250PC05A W 10000000 2 太阳能组件安装支架及平屋面方阵基础工程 热浸镀锌钢支架/铝型材彩钢瓦支架 项 1 3 逆变器 根据各屋顶配置容量 项 1 4 直流防雷汇流箱及配电柜 根据各屋顶配置容量 项 1 5 交流配电柜 根据各屋顶配置容量 项 1 6 升压 每个区域1套 项 1 7 监控显示系统 含整个项目监控显示系统及气象站 项 1 8 电缆 各种型号 项 1 9 辅材 金属桥架、连接器、接线端子、线管等 项 15.1.6防雷接地系统对于与建筑结合安装的光伏发电系统，不做单独的接地系统。按照建筑设计要求，每栋建筑都有可靠的联合接地体，接地电阻≤1Ω。光伏系统的接地直接使用建筑联合接地体。雷电分为感应雷和直接雷，按发生的时期分为夏季雷和冬季雷。①直接雷是指直接落到太阳能电池阵列、低压配电线路、电气设备以及在其旁的雷击。直接雷的电流峰值在15－20kA以下的大约占50％，也可观测到200－300kA范围的雷。由于这样的雷击的能量非常大，作为防直接雷的措施有安装避雷针。本项目中，安装在户外的是光伏方阵，但在厂区建筑群中，用于项目安装的建筑并不是最高建筑，遭受直接雷击的风险降低；光伏方阵全部为热镀锌金属支架，组件边框为铝金属边框，安装过程中，整个金属方阵将连接为一个等电位体，并按照建筑防雷要求，将方阵支架与建筑联合接地体焊接连接：具体做法为使用热镀锌扁铁，每隔20米与建筑防雷网焊接连接，并将焊接点做防锈防腐处理，以此达到防直接雷击效果。②感应雷分为有静电感应形成的雷和电磁感应形成的雷。由静电感应形成的雷是因雷云形成，例如电缆感应所产生的正电荷和雷击产生的地表的电荷中和后剩下形成雷电浪涌。由电磁感应形成的雷，是由于落到电缆附近的雷击产生的雷电电流使电缆感应形成雷电浪涌。太阳能光伏发电系统的雷电浪涌入侵途径，除了太阳能电池阵列外，还有配电线路、接地线以及它们的组合；从接地线侵入是由于近旁的雷击使大地电位上升，相对比电源高，从而产生从接地线向电源侧反向电流引起的。因此还需要防止感应雷击损坏的可能。防止感应雷击的方法是在系统输入端（分别为直流端和交流端）安装专业防雷浪涌模块，并将所有设备与建筑联合接地体做可靠接地连接。下图是安装在直流输入端的防雷汇流箱中的魏德米勒防雷浪涌模块。在直流防雷配电柜中安装有同样型号防雷模块。图5-7直流防雷配电柜交流侧的防雷措施来自两个方面，一是安装在升压站系统高压防雷器，二是安装在逆变器内的防雷模块。5.2财务评价5.2.1主要经济指标1）工程投资概算本工程为6kV并网型太阳能光伏发电，拟选用晶体硅太阳能电池，组件总的安装容量为10MWp。组件布置方式为与屋顶紧密集合，能产生建筑节能的效果。太阳能光伏发电系统由光伏组件、屋顶支架及基础、直流汇流箱、直流汇流柜、并网逆变器、交流汇流柜、升压并网系统、监控系统组成。工程投资概算编制依据①工程量：按设计图纸和有关规定计算。②取费依据：水电水利规划设计总院发布文件，风电标委[2007]0001号文“关于发布《风电场工程可行性研究报告设计概算编制办法及计算标准》（2007年版）和《风电场工程概算定额》（2007年版）的通知”。③建筑、安装、送电工程定额依据：《风电场工程概算定额》（2007年版）。④工程设计收费标准：国家计委、建设部计价格[2002]10号文“关于发布《工程勘察设计收费管理规定》的通知”。⑤建筑工程主要材料价格参考常州市建设局“关于发布2011年第三期全市建设工程、Ⅰ类材料市场综合指导价及Ⅱ类、材料价差调整系数的通知”。表5-6工程投资概算表 项目 工程或费用名称 设备购置费 安装工程费 建筑工程费 其他费用 合计 (万元) (万元) (万元) (万元) (万元) 一 太阳能光伏发电系统设备及安装工程 7531.7 365.6 　 　 7897.3 1.1 高效多晶硅太阳能光伏组件10MWp) 6800.0 267.3 　 　 7067.3 1.2 光伏组件安装支架 731.7 98.3 　 　 830.0 二 电气设备及安装工程 2569.1 1028.2 　 　 3597.3 2.1 发电场电气设备及安装工程 1142.4 759.3 　 　 1901.8 2.2 升压站电气设备及安装工程 849.8 86.5 　 　 936.3 2.3 通信和控制设备及安装工程 300.0 66.0 　 　 366.0 2.4 其他设备及安装工程 276.9 116.4 　 　 393.3 三 建筑工程 　 　 1455.4 　 1455.4 3.1 发电设备基础工程 　 　 1084.4 　 1084.4 3.2 变配电工程 　 　 101.4 　 101.4 3.3 辅助工程 　 　 25.1 　 25.1 3.4 其他 　 　 244.6 　 244.6 四 其他费用 　 　 　 824.4 824.4 4.1 建设管理费 　 　 　 546.3 546.3 4.2 勘察设计费 　 　 　 263.4 263.4 4.3 其他 　 　 　 14.6 14.6 一至四部分合计 10100.8 1393.8 1455.4 824.4 13774.4 太阳能发电场工程总投资 　 　 　 　 13774.4 单位千瓦投资(元/kWp) 　 　 　 　 13.82）主要经济指标财务评价主要依据国家计委颁发的《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》，以及国家新近颁发的有关财税规定的要求进行。财务评价采用建设期1年，生产期25年（不含建设期）进行计算。项目固定资产的余值按总投资4%计。主要经济指标表见表5-7。表5-7项目25年主要经济指标表 项目 单位 数量 主要经济指标 装机容量 W 10000000 25年年平均发电量 kW·h 10501457 工程总投资 万元 13774.4 项目25年总投资 万元 17901 项目单位容量投资 元／W 17.9 单位电能投资 元／kW·h 0.682 经营期平均单位发电成本 元／kW·h 0.682(补贴前) 元／kW·h 0.415(补贴后)5.2.2资金筹措本工程总投资为13774.4万元，其中自筹资金6774.4万元（全部为自有资金），根据财建[2012]21号“关于做好2012年金太阳示范工作”的通知，政府补贴7000万元。投资计划与资金筹措见表5-8。表58投资计划与资金筹措表 单位：万元 项目 合计 建设期 1 1 总投资 13774.4 13774.4 1.1 固定资产投资 13774.4 13774.4 2 资金筹措 6774.4 6774.4 2.1 自有资金 6774.4 6774.4 银行贷款 0 0 3 财政补贴 7000 70005.2.3成本估算本项目为国家财政补贴项目，因此在考虑项目建成后正常的运营管理和维护费用，以及提取折旧后，不再计入其他成本，提取的折旧费可用来偿还投资人自筹资金部分。因为目前上网电价为确定，对本项目发电效益，盈利能力和财务敏感性不做分析，而仅仅分析补贴前后的度电成本。发电总成本费用包括折旧费、修理费、职工工资及福利费、劳保统筹、住房公基金、材料费和其它费用。1）折旧费工程折旧费按电站的固定资产价值乘以综合折旧率计取。电站固定资产投资为13774.4万元，综合折旧率取4%。2）修理费保修期为10年，在保修期间修理费率取0.1%，保修期后的每年修理费率取0.2%；3）大修费大修费按每年0.5%提取4）职工工资及福利费、劳保统筹和住房基金本电站定员15人，人均年工资3万元。职工的福利费、劳保统筹和住房基金分别占工资的14%、17%和10%。5）保险费保险费是指固定资产保险和其它保险，保险费率按固定资产价值的0.1%。6）材料费和其它费用材料费定额取为10元/kW。8）利息费用项目贷款0万元，无利息费用。发电总成本费用扣除折旧费即为经营成本，经计算电站正常生产年份每年平均的经营成本为165.07万元。项目成本费用见附件8。5.2.4考虑财政补贴后发电成本对比分析本项目为申请财政补贴项目，根据财建[2012]21号“关于做好2012年金太阳示范工作”的通知，项目可申请财政补贴7元/W，按照本项目装机容量10兆瓦计算，可申请政府补贴总额为7000万元，项目申请批复后就可获得补贴总额的70%，可以基本满足项目建设期的需要，项目通过验收后可获得其余的30%补贴。考虑政府财政补贴后项目业主初期投资大幅度减少，本项目总投资额为17901万元，考虑财政补贴7000万，项目总投资额将减少为10901万元，可大幅降低系统运行后每度电的发电成本。系统25年总发电量预计为26254万KWh，在没有补贴的情况下，25年平均度电成本为0.682元/KWh，在考虑申请财政补贴7000万,平均度电成本为0.415元/KWh。**项目开发公司投资6774.4万元，项目年折旧费550.976万元，年均发电量1050万度，常州工业峰段价格为1.445元，平价段电价0.882元/KWh，如果运营后业主按照合同能源管理方式，每度电补贴1.05元/KWh，预计投资7年可以回收，项目有比较好的经济效益。据此分析，本项目的盈利能力可行。5.3项目施工组织设计5.3.1施工组织构想项目拟采用多晶硅光伏组件，由大功率逆变器将直流电能转化为交流电，经一次升压送入当地的公共电网。光伏发电系统采用分散逆变集中上网方式布置，主要的建（构）筑物有光伏阵列支架、逆变等电气开关和运行控制综合房等；主要的设备有：太阳能光伏组件、逆变器、交流柜等。工程施工涉及：设备基础施工、屋面钢结构改造、设备安装，包括：太阳能光伏组件及支架安装、电气设备安装等；管线施工，包括：交直流电缆敷设等。本工程光伏电站厂址位于常州市，紧邻沪宁、沿江高速，条件便利，道路交通条件良好。本工程设备及材料运输主要以汽车公路运输为主，其中光伏组件采用集装箱卡车运输为主，电气设备采用中型卡车运输。施工总平面规划的原则为：在保证施工顺利进行的前提下，本着节约的精神，布置紧凑，充分利用场地内不布置设备的空地；按照先土建，后安装的原则，各施工单位要密切配合，一旦土建施工完毕，要尽快撤出，为安装进入创造条件；施工单位应在满足施工进度的前提下，统一规划使用施工场地。本工程施工生产场地考虑利用场地内不布置设备的空地，其中施工生产用地主要安排在光伏阵列内布置电气设备房后两侧剩余的空置场地上。为了便于设备安装，实际施工时候应尽量将设备、材料的交货期与施工安装周期相协调，将设备靠近安装位置就近堆放，以减少场内搬运的工作量。主要工程项目包括建筑工程和安装工程。①建筑工程 为保证工程施工质量，本工程混凝土应按当地的建设行业的规定，报请相关的职能部门对混凝土等建筑材料进行检验。②安装工程光伏发电直流系统安装时，按照下列顺序进行施工：光伏组件支架安装→光伏组件安装、直流汇流箱安装、逆变器安装→布线。光伏组件支架由设备分包商在工厂内加工成成品，先在工厂内预组装试样，验收合格后运至现场再进行螺栓组装。交流系统设备主要采用室内布置，设备安装时应由内及外，并遵循先主体设备后辅助设备的原则。由于太阳能光伏发电设备安装场地较为分散，一般不存在交替施工，为加快施工进度，安装可以按区域同步进行，各系统之间相互配合、有条不紊进行。5.3.2施工环境影响分析本工程对环境的影响大部分是由于在施工过程中带来的环境影响，本工程大部分是利用现有屋顶，施工量极少，故对环境影响极小。施工造成的环境影响将随着工程的结束而消失。加强施工管理后，对居民的影响十分有限。1）施工期的环境影响及防治措施光伏发电场征地对土地利用影响较小。2）噪声施工内容主要为光伏发电组件基础浇筑、组件设备运输安装、控制中心修建等。施工噪声主要来自于施工机械以及运输车辆，本工程施工大部分安排在白天，且场址周围道路，没有居民和工矿，因此施工期噪声对外界影响很小，受噪声影响人群主要为施工人员。尽管施工区对周围影响较小，但工程开工后仍应严格执行有关的条例、规定，使施工场地边界处的噪声值达到《建筑施工场界噪声限值》（GB12523-90）中的有关标准。此外，施工运输车辆也将增大相关道路的交通噪声，虽然车辆运输主要利用现有公路，对公路附近居民的影响不大，但仍应对车辆行驶时间、行驶路线进行严格控制和管理，注意避开噪声敏感区域和噪声敏感时段，文明行车。3）扬尘和废气影响由于施工区远离居民区，因此受影响的人群主要为施工人员。为减小施工扬尘和废气对施工人员的影响，必须配合相应的环境保护措施，如定期洒水清扫运输车进出的主干道、建筑材料堆场以及混凝土拌和处应定点定位并采取适当的防尘措施、加强对施工机械和运输车辆的维修保养等，同时提倡文明施工，加强施工管理。4）施工期废、污水排放的影响工程施工废水其主要成分是含泥沙废水，若任意随地漫流，将会污染光伏电场周围环境，应对废水进行收集，在现场开挖简易池子对泥浆水进行沉淀处理，处理后尾水全部予以回用，可用于施工场地冲洗、工区洒水或施工机械冲洗等。5）运行期的环境影响太阳能光伏发电的工艺流程是利用自然光将光能直接转变为电能的过程。在生产过程中不消耗燃料，不产生废水、废气等污物。因此运行期间不会对环境的产生影响。6）对生态景观影响该项目的建设，不仅可为区域提供充足的电力，而且排列整齐的太阳能光伏发电组件与蓝天、白云构成一道美丽的风景，增添新的亮点。7）对社会经济的影响太阳能光伏发电场的建设不但为当地提供了清洁能源，同时能增加当地的财政收入，从多方面推动当地社会经济的发展。5.3.3施工消防措施消防设计贯彻“预防为主，防消结合”方针，针对工程的具体情况，采用先进的防火技术，以保障安全，使用方便、经济合理为宗旨。配电装置及中控楼、逆变压器室及生活楼设置消火栓、手提式灭火器等消防设备，以遏止火灾事故的发生，创造良好的消防环境。同时在工艺设计、材料选用、平面布置中均按照有关消防规定执行。1）机电消防设计原则太阳能光伏发电场发电设备，送、变、配电设备以及一切用电设备和线路，在运行过程中或带电状态下，由于电气短路、负荷、接触不良、静电和雷电易引起火灾。根据太阳能发电自身的特点，机电消防根据不同的对象采取不同的防火技术措施，阻止电气火灾事故的发生。电气系统的消防措施：电气设备布置全部满足电气及防火安全距离。2）消防总体设计方案①太阳能光伏发电场消防总体设计原则要保证安全运行的要求。消防是太阳能光伏发电场管理工作的一项首要任务，一方面要考虑太阳能光伏发电场工程自身的安全；另一方面要考虑太阳能光伏发电场工程对周围环境的安全。在总体设计时，应按危险品火灾危险程度分区分类隔离，做到安全运行。②太阳能光伏发电场消防总体设计满足适用要求，太阳能光伏发电场总体设计要遵循适用的原则。所谓适用就是总体设计要满足各种区域的使用要求。太阳能光伏发电场内部的建筑物、构筑物以及电气设备之间的防火距离要满足防火设计规范。各种区域尽管功能不一样，在使用上都有一个共同的要求：保证太阳能光伏发电场发电组件的正常运行。③太阳能光伏发电场消防总体设计满足经济性的要求。经济性体现在以下几个方面：总体设计应使布局紧凑，既能保证建筑物、构筑物以及电器之间必要的防火间距，又能节省用地，以减少建设投资；总体设计要有利于各种设施、设备效能的充分发挥，保证各种设施设备的有效利用，提高劳动效率和太阳能光伏发电场的经济效益。3）工程施工场地规划施工场地规划中，施工区域远离易燃易爆仓库，规划合理化，总体规划应使布局紧凑，既能保证建筑物、构筑物以及电器之间必要性的防火间距，又能节省用地。①严格执行现场使用明火制度，电焊时要有专人看火，看火人员应携带水桶及石棉布，焊接前，应检查周围的环境，清理周围的易燃物。②对易燃易爆材料、器材要严格管理，重点部位（仓库、油漆库、易燃物间等）按要求设置警告标志，存放在远离现场的专门仓库内。③气压焊用的氧气钢瓶、乙炔钢瓶在作业过程中，必须间隔5m。两瓶与明火作业距离不小于10m。氧气钢瓶、乙炔钢瓶设置在专用的悬挑平台上。④施工现场使用的安全网、密目式安全网、保温材料，必须符合消防安全规定，不得使用易燃、可燃材料。⑤雨季要做好防雷电。⑥机电设备必须专人使用，专人维修，并搭设防雨措施。⑦全部电器必须安装漏电保护装置，禁止用电灯取暖或烘衣服。下班后，由电工切断施工现场的全部电源。5.3.4劳动安全与工业卫生1）可能产生的职业危害以及造成危害的因素本工程施工期主要可能发生安全事故的因素包括：设备运输作业、吊装作业、设备安装和施工时的高空作业、施工时用电作业、变电站电气设备安装以及设备损坏、火灾等。运行期主要可能发生安全事故的环节包括：太阳能光伏发电设备与输变电设备损坏、火灾、爆炸危害；噪声及电磁辐射的危害；电气伤害、坠落和其它方面的危害。2）施工期劳动安全和工业卫生措施针对上述施工期危害因素，采取以下必要措施，以预防施工期危害和预防传染性疾病的发生，保证工程建设的正常开展。①各种机械设备和车辆严禁无证人员操作，并对各种机械设备进行定期检修或更换；②高空作业和起吊作业严禁在大风和雷雨天气进行。起吊作业时，注意绳索等捆绑物是否符合起吊要求，严禁吊车超载作业；③用电作业应做好安全防护措施，必须进行接地保护。严禁一闸多机作业。对电缆进行绝缘检验，在施工用电的电缆周围禁止堆放易燃物品。3）运行期劳动安全与工业卫生措施对运行期中存在的火灾、爆炸、电击、机械损伤、雷击、噪声、振动、电磁辐射等危害因素，要加强安全管理，制定安全生产监督制度。①建立并完善安全生产管理制度，避免人为原因造成事故发生；②严格执行消防防火制度，做好火灾预防工作（参见消防章节）；③根据现行的《建筑防雷设计规范》中的要求进行防止保护装置的设计。根据现行的《电力设备接地设计技术规程》和《电力工程接地设计规范》规定进行全厂安全接地设计。根据《电力设备过电压保护设计技术规程》进行带电设备安全净距的设计，以保证人身及设备安全；④进行光伏发电设备检修时，应严格执行厂商技术要求进行，以避免发生机械损伤和触电事故；⑤为减轻电磁辐射损害，禁止长时间在高压设备区工作，在微机前工作不宜超过8小时。4）光伏电场安全与卫生机构及专项设施配置本光伏电场不需要配备专门的卫生机构，光伏电场职工可以就近到附近的医院看病就诊。光伏电场设置专门的安全生产监督机构（由行政管理兼），定期对光伏电场内生产设施进行安全检查，并对工人进行安全教育。5）光伏电场安全生产监督制度为了监督与安全生产有关的各项规章制度、反事故措施和上级有关安全生产指示的贯彻执行，对违章违规作业进行检查，光伏电场应结合光伏电场的实际情况制定安全生产监察制度。安全生产监察制度应规定安全生产监察的内容、安全监察人员的职权及职业标准、安全监察例行工作、事故调查、事故分析、事故预防、安全监察通知书等内容。6）消防、防止电气误操作、防高空坠落等管理制度消防和防火是变电站安全工作的重点，为保证严格执行消防法规，正确使用变电站的消防设备，加强员工防火意识，防止火灾事故的发生，变电站应制定详细的消防工作制度。消防工作制度规定消防管理的内容、消防管理的职责和权利、消防设备检查、定期消防知识和技能培训等内容，具体消防管理制度如下：①消防管理人员全面负责变电站内和太阳能光伏发电场防火、消防工作；②消防工作人员应对变电站内存在火灾危害因素的场所进行定期检查，对检查过程中发现的问题及时上报和处理；③按照消防设备使用及保养要求，对变电站内消防设备进行定期检查，损坏的设备要及时维修，过期设备从新购置，以保证设备的正常使用；④定期对变电站内工作人员进行消防培训，培训内容包括消防设备的使用、变电站防火常识、紧急情况逃生自救等内容；电气误操作可造成重大的生产事故和人体伤害事故，为保证光伏电场工作人员和设备的安全，变电站应制定防止电气误操作的管理制度，规定电气操作、检修作业的程序及要求、防止误操作管理、防止误操作培训等内容，具体防止电气误操作制度如下：①依据国家有关规定和行业规范的规定，制定电气操作票制度、严格管理电气操作、加强电气操作人员培训；②结合太阳能光伏发电场具体情况对电气设备检修制定检修票制度，以防止检修期间发生触电事故；③制定员工培训制度，定期对员工进行安全教育，组织员工学习电气误操作相关规定。7）工业卫生与劳动保护管理规定为保护运行人员的健康、防止人身事故的发生，光伏电场应按照国家有关法律法规要求，制定工业卫生与劳动保护管理规定。对防暑降温、放射保护、职业病防治、防毒、女职工特殊保护、劳保用品等内容做出规定。8）事故调查处理与事故统计制度本光伏电场工程应按照国务院《特别重大事故调查程序暂行规定》等法规要求，建立调查、事故上报和事故统计制度，以保证事故发生后及时处理。事故纪录采用计算机技术进行记录，以方便统计。妥善利用事故统计资料，从中吸取总结经验教训，避免同类事故再次发生。9）其它劳动安全、工业卫生管理制度按照国家和地方有关法律法规规定，变电站和光伏发电场还应制定机动车辆的安全管理制度，结合光伏电场具体情况可制定安全培训制度，安全奖罚制度，临时工的安全管理规定，安全生产例会等制度。通过以上制度，使安全生产达有制可依，保障光伏电场的正常运行和职工的人身安全与健康。5.4项目实施意义①合同能源管理方式推动光伏商业化运作模式发展采用合同能源管理方式运营金太阳工程中的光伏发电系统,为解决光伏系统用户侧并网和经济、可持续发展的商业化运作模式提供宝贵经验。为我国出台包括用户侧并网光伏发电系统在内的分布式能源管理办法,改变以往的一些电力管理方法,允许大量分布式能源接入用户侧,减少电损、增加供应提供借鉴案例。②给企业提供电力支持光伏发电全部供给企业使用，其综合成本低于市场价格为企业带来一定的经济效益。光伏发电属于清洁能源，可以有助于企业完成国家节能减排任务。太阳能发电电量随着太阳辐射增强而增加，特别是在夏天时，发电能达到高峰值。而夏天正是企业的用电高峰期，而且企业有时会面临拉闸限电的局面。这样光伏发电有助于企业在夏天用电高峰期的市电购电量，减少被拉闸限电的概率。③地区发展需要本项目的建设，其社会效果主要表现在：符合江苏省能源结构调整和可持续发展的需要；有利于推进常州本地光照资源的逐步开发利用，符合我国能源发展战略的需要；满足常州市建设可持续发展型城市的需要，促进当地的能源结构多元化发展；太阳能光伏发电场建设有利于保护生态环境，有利于促进经济与环境保护的协调发展，符合常州市发展目标；可促进常州市的经济发展，符合国家现在扩大内需的整体要求；④节能减排效益光伏系统利用太阳能进行发电。光伏发电过程不消耗任何化石能源，也不排放任何废气，是非常理想的绿色能源。光伏发电系统的应用，可以有效减少常规能源的消耗，并且可以有效减少温室气体及其它有害气体的排放，因此具有非常重要的环保意义。目前我国火力发电每产生一度电能平均消耗390克标煤（能源基础数据汇编，国家计委能源所，1999.1，P16），每燃烧一吨标煤排放二氧化碳约2.6吨，二氧化硫约24公斤，氮氧化物约7公斤（《对我国能源及能源问题的思考》，国家发展和改革委员会能源局，史立山）。如表5-9所示，此项目实施后，每年可以节省大量的煤炭，并可以减少排放大量温室气体。此外，光伏发电还可以减排大量粉尘和烟尘。表5-9光伏系统环境效益 节约标准煤（吨） 减排CO2（吨） 减排SO2（吨） 减排NxOy（吨） 25年 102389.21 266211.93 2457.34 716.72六、保障措施6.1项目投资公司介绍***新能源投资有限公司是一家致力于国内环保和新能源领域的项目投资、建设和运营的投资项目公司。公司注册资金：人民币贰亿元（￥200,000,000）。公司主要业务包括：太阳能光伏电站项目，与厂房、办公楼等建筑相结合光伏建筑一体化电站项目的投资建设。公司注册营业执照见附件1。6.2**市**区政府项目管理监督***厂房屋顶金太阳发电工程为常州首个合同能源管理模式项目，**市**区政府对此项目十分重视和支持，特对此项目提出建设意见。区出示文件见附件2。6.3项目资金落实情况***新能源投资有限公司企业自有资金为人民币壹亿贰仟万元（￥120,000,000），本项目使用额度为人民币陆仟柒佰柒拾肆万肆仟元（￥67,744,000）证明文件见附件3。6.4项目组织监管方案***新能源投资有限公司负责光伏电场工程建设、运行维护、管理等工作。根据生产和经营的需要，结合光伏电场运行特点，遵循精干、统一、高效的原则，对运营机构的设置实施企业管理。结合本光伏电场的具体情况，按少人值班的原则设计。由于目前尚无可遵照执行的光伏电场运行人员编制规程，本光伏电场结构设置和人员编制推荐如下方案：全公司定员标准15人，其中，管理人员5人（包括总经理1人、总工程师1人、会计1人、出纳1人、行政1人）；运行人员7人；社会化人员（包括太阳能电池板清洗工、保安、勤杂工等）10人（折算成标准编制3人）。6.5项目合同能源管理方案本项目积极响应国家节能规划和新能源政策，采用合同能源管理模式运营项目，通过项目实施，达到利用**市**区可利用厂房屋顶进行光伏发电，光伏发电所产生的电能归厂房业主使用，同时达到节能减排效益。***新能源投资有限公司全部投资项目的设计、申报、材料采购、建设费用，项目的所有权（包括设备、设施）和国家补贴资金归***新能源投资有限公司所有。厂房业主每年按照一定的收益支付***新能源投资有限公司一定的项目服务费用。项目与***厂房机械有限公司签订的合同能源管理服务合同见附件4，屋顶使用协议见附件5。附件1企业营业执照附件2常州新北区项目意见文件附件3项目资金证明文件附件4项目合同能源管理服务合同附件5项目屋顶使用协议附件6电力局电网接入意见附件7荷载计算书=====设计依据======建筑结构荷载规范(GB50009--2001)冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002)门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102:2002)=====设计数据======屋面坡度(度):5.711檩条跨度(m):5.400檩条间距(m):1.500设计规范:门式刚架规程CECS102:2002风吸力下翼缘受压稳定验算：按附录E验算檩条形式:卷边槽形冷弯型钢C180X60X20X2.5钢材钢号：Q235钢拉条设置:设置一道拉条拉条作用:能约束檩条上翼缘净截面系数:1.000檩条仅支承压型钢板屋面(承受活荷载或雪荷载),挠度限值为1/150屋面板为两跨或两跨以上面板屋面板能阻止檩条侧向失稳构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性每米宽度屋面板的惯性矩(m4):0.200000E-06建筑类型:封闭式建筑分区:中间区基本风压:0.472风荷载高度变化系数:1.000风荷载体型系数:-1.200风荷载标准值(kN/m2):-0.566屋面自重标准值(kN/m2):0.350（原屋面为0.250，增加光伏0.1后变为0.35）活荷载标准值(kN/m2):0.500雪荷载标准值(kN/m2):0.400积灰荷载标准值(kN/m2):0.000检修荷载标准值(kN):1.000=====截面及材料特性======檩条形式:卷边槽形冷弯型钢C180X60X20X2.5b=60.000h=180.000c=20.000t=2.500A=0.8250E-03Ix=0.4023E-05Iy=0.4008E-06It=0.1719E-08Iw=0.2647E-08Wx1=0.4470E-04Wx2=0.4470E-04Wy1=0.2251E-04Wy2=0.9497E-05钢材钢号：Q235钢屈服强度fy=235.000强度设计值f=205.000考虑冷弯效应强度f'=218.915--------------------------------------------------------------------=====截面验算======-----------------------------------------------|1.2恒载+1.4(活载+0.9积灰)组合|-----------------------------------------------弯矩设计值(kN.m):Mx=5.722弯矩设计值(kN.m):My=0.143有效截面计算结果:全截面有效。截面强度(N/mm2):σmax=143.078<=218.915-----------------------------|1.0恒载+1.4风载(吸力)组合|-----------------------------弯矩设计值(kN.m):Mxw=-2.741弯矩设计值(kN.m):Myw=0.040有效截面计算结果:全截面有效。截面强度(N/mm2):σmaxw=65.508<=218.915按门式刚架规程CECS102:2002附录E计算:下翼缘压弯屈曲承载力降低系数:χ=0.764垂直荷载引起的下翼缘侧向弯矩:My'=-0.200下翼缘的稳定性(N/mm2):fstabw=140.070<=205.000------------------------------|荷载标准值作用下，挠度计算|------------------------------垂直于屋面的挠度(mm):v=15.816<=36.000--------------------------------------------------------------------=====计算满足======--------------------------------------------------------------------檩条能够承受的最大轴力设计值为(KN):N=40.000--------------------------------------------------------------------=====计算结束======附件8光伏电站成本费用表光伏电站成本费用表（单位：元） 序号 年份项目 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 　 发电容量(W) 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 　 厂供电量(kW·h) 11588616 11400851 11318704 11236557 11154410 11072263 10990115 10907968 10825821 10743674 10661527 10579380 10497233 1 太阳能电站发电成本 7084498 7083947 7083396 7082845 7082294 7081744 7081193 7080642 7080091 7079540 7216733 7216182 7215631 1.1 固定成本 6946754 6946203 6945652 6945101 6944550 6944000 6943449 6942898 6942347 6941796 6941245 6940694 6940143 1.1.1 折旧费 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 1.1.3 工资福利、劳保统筹费和住房基金 634500 634500 634500 634500 634500 634500 634500 634500 634500 634500 634500 634500 634500 1.1.4 保险费 13774 13223 12672 12121 11570 11020 10469 9918 9367 8816 8265 7714 7163 1.1.5 材料费 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 1.1.6 其他费用 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.1.8 财务费用（利息支出） 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.1.9 大修费用 688720 688720 688720 688720 688720 688720 688720 688720 688720 688720 688720 688720 688720 1.2 可变成本 137744 137744 137744 137744 137744 137744 137744 137744 137744 137744 275488 275488 275488 1.2.1 可变修理费 137744 137744 137744 137744 137744 137744 137744 137744 137744 137744 275488 275488 275488 2 经营成本 1574738 1574187 1573636 1573085 1572534 1571984 1571433 1570882 1570331 1569780 1706973 1706422 1705871光伏电站成本费用表（单位：元） 序号 年份项目 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 合计 　 发电容量(W) 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 10000000 　 　 厂供电量(kW·h) 10415085 10332938 10250791 10168644 10086497 10004350 9922202 9840055 9757908 9675761 9593614 9511467 262536431 1 太阳能电站发电成本 7215080 7214529 7213978 7213427 7212876 7212325 7211774 7211223 7210672 7210121 7209570 7209019 179013327 1.1 固定成本 6939592 6939041 6938490 6937939 6937388 6936837 6936286 6935735 6935184 6934633 6934082 6933531 173503567 1.1.1 折旧费 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 5509760 137744000 1.1.3 工资福利、劳保统筹费和住房基金 634500 634500 634500 634500 634500 634500 634500 634500 634500 634500 634500 634500 15862500 1.1.4 保险费 6612 6061 5510 4959 4408 3857 3306 2755 2204 1653 1102 551 179067 1.1.5 材料费 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 100000 2500000 1.1.6 其他费用 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.1.8 财务费用（利息支出） 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.1.9 大修费用 688720 688720 688720 688720 688720 688720 688720 688720 688720 688720 688720 688720 17218000 1.2 可变成本 275488 275488 275488 275488 275488 275488 275488 275488 275488 275488 275488 275488 5509760 1.2.1 可变修理费 275488 275488 275488 275488 275488 275488 275488 275488 275488 275488 275488 275488 5509760 2 经营成本 1705320 1704769 1704218 1703667 1703116 1702565 1702014 1701463 1700912 1700361 1699810 1699259 41269327常州电网国电常州电厂华电戚电厂扬州江都2条500kV线路输入镇江谏壁7条2200kV线路输入宜兴东善桥2条500kV线路输入规划中的南京溧水2条500kV线路输入三峡政平2条500kV直流线路输入浙江瓶窑2条500kV线路输入2条500kV线路输送至苏州张家港4条500kV线路输送至无锡Towerbox���������Towerbox���������