中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司
摘要：光伏发电报告研究内容包括：太阳能资源评估、总体技术方案及发电量估算、电气、土建设计、施工组织设计、工程投资、财务评价等工作。本项目拟在某工厂四周空地等布置光伏电池方阵，总规模20MWp，全部采用多晶硅电池组件，固定式安装。系统没有储能装置，太阳电池将日光转换成直流电，通过逆变器变换成270V/315V交流电，经就地升压变压器升压至10kV后，并入工厂10kV电网。，在工厂正常运行的情况下，光伏电站发电量全部自用。
关键词：光伏电站；设计；效益评价
1总体技术方案
该项目整个20MWp系统由20个光伏并网发电单元组成；每个发电单元由光伏并网逆变器及一台升压变压器等设备组成。
光伏电站设10kV开关站，各发电单元经电缆至10kV开关站，汇流以1回出线接入工厂66/10kV变电站的10kV侧。
并网点原则上接在工厂66/10kV变电站的10kV母线上，光伏电站计量表设置在光伏电站接入电网点的光伏电站侧，用于计量光伏电站的发电量。
电缆敷设可利用厂区内的电缆沟敷设或直埋敷设。
光伏方阵接地系统要有可靠的接地。
所有电气设备保护采用微机保护。
光伏电站设通信、数据采集管理终端，将光伏电站的发电信息和气象信息传输到业主和有关部门。
光伏方阵采用固定式安装方式安装。支架安装采用配重式，不破坏原建筑的防水层和保温层。
光伏电站为“少人职守，无人值班”电站。
光伏电站清洗按人工定期清洗考虑。
2光伏电站总发电量
根据太阳辐射能量，考虑整个系统的效率,可预测整个并网光伏发电系统的第一年总发电量和各月的发电量。
3电气设计
工程接入系统方案暂定如下：光伏电池组经汇线箱、汇流柜接至逆变器再经箱式变升压10kV后以单回线路送至某公司66/10kV变电站10kV母线，光伏电站最终接入系统方案应由接入系统报告及审查批复文件的结论为准。
光伏电站内主要电气设备采用微机保护。10kV集电线路配有过流、速断保护以及10kV零序保护，10kV并网联络线路按接入系统设计和审批文件要求配置保护。
4消防设计
本工程主要建构筑物有10kV配电室、SVG室、电子设备间及监控室和20个分站房。
本工程不单设消防控制室。开关站设手动报警按钮、声光报警器、感烟探测器，厨房内设可燃气体探测器。10kV配电室：设手动报警按钮、声光报警器、感烟探测器。本工程各分站房均设置有轴流风机。
5土建设计
5.1建筑
本工程主要建筑物由SVG室、10KV配电室及站用电室、20个分站房、中控室及电子设备间组成。建筑物设计以满足工艺要求简单方便，减少占地为原则。
建筑物安全出口的设置充分满足生产及防火规范要求。建筑内装修为电力二级标准，室内装饰面材的材质、色彩选择应与照明灯具、设备仪表相协调。地面均采用耐磨地面，墙面为耐擦洗涂料。
5.2结构
本工程需配套建设SVG室、10KV配电室及站用电室、分站房以及电子设备间及监控室等附属建筑，附属建筑布置在地面之上，结构形式采用砖混结构，天然地基条形基础。
本工程太阳电池组件支架采用20MWp固定式支架。太阳电池矩阵支架及基础在满足安全的前提下，综合考虑经济性、适用性、施工方便等因素依照相关规程规范进行设计。
网架屋面上设置光伏电池，在网架的支托处设置短柱，通过底框架梁与电池支架连接，为减少屋面额外增加的荷载，底框架梁及支架均采用轻质铝合金型材。综合楼、食堂屋顶设置光伏电池，采用化学锚栓与原钢筋砼屋面连接。
6施工组织设计
本工程运输设备条件极为方便。
根据光伏电站建设投资大、施工作业面广、安装质量要求高等诸多特点,遵循施工工艺要求和施工规范,保证合理工期。
7环境保护和水土保护设计
拟建项目为工厂厂区内，噪声主要为施工噪声，由于光伏电站项目主要工作量为光伏组件支架及组件的安装，无大型机械设备，噪声很小，满足《声环境质量标准》中3类标准。
项目完工后施工扬尘、施工噪声、施工生产生活废水、固废随之消失。同时结合现有完善的垃圾、污水处理设施，生活垃圾、生活废水不会对环境产生较大影响。
本项目投运后，对周围环境无大的影响。同时项目拟采取的污染防治措施是积极、合理的，也是可行的。本项目的建设符合国家清洁能源综合利用的环保政策,工程的建设从环保角度分析是可行的。
8劳动安全与工业卫生设计
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。
在实施运输前，必须对运输路线的道路、桥梁等进行全面的调查，以确保道路和桥梁的等级满足运输要求。应制定严格的施工吊装方案，施工方案应符合国家及有关部门安全生产的规定，并进行必要的审查核准。设备应尽量在地面进行拼装和固定，以减少高空作业工程量。
9节能降耗分析
本工程采用绿色能源—太阳能，同时建设在工业厂房屋顶，有效的利用了宝贵的土地资源，建在负荷中心，并在设计中采用先进可行的节电、节水及节约原材料的措施，能源和资源利用合理，各项设计指标达到国内先进水平，为光伏电站长期经济高效运行奠定了基础，符合国家的产业政策，符合可持续发展战略，节能、节水、环保。
10工程设计概算
静态投资为编制时间水平。依据国家、部门及当地现行的有关文件规定、费用定额、费率标准等，材料、设备等价格按该地区编制时间价格水平计列。以国家现行文件及规定为主要编制依据及参考依据。
11经济与社会效果分析
11.1财务评价
根据《关于实施金太阳示范工程的通知》，本项目考虑获得5.5元/Wp的政府补贴，同时按照上网电价0.74元/kwh（含税）进行财务分析，年平均上网电量：22000MWh；各项评价指标不符合规定要求,本项目在经济上不可行，可向当地政府部门申请各项政策优惠。
11.2社会效益评价
太阳能是清洁的可再生能源,是我国有待加强开发的新型能源资源。开发利用太阳能资源是调整能源结构，实施能源可持续发展的有效途径，同时也有利于生态与环境保护。
因此，节约煤炭资源和环境保护角度来分析，太阳能发电工程的建设具有明显的社会效益及环境效益。总之，发展太阳能有利于提高中国能源供应的安全性，更是减排温室气体排放和解决中国能源供应不足的有效途径。
参考文献
[1]施玉川.太阳能光伏发电动力系统的设计研究[N].建筑电气，1997（12）：71-76.