光伏項(xiàng)目設(shè)計(jì)

本文專門對(duì)技術(shù)方面的各個(gè)階段工作進(jìn)行了分類說明，以強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的重要性，并正確認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)的作用。

本文專門對(duì)技術(shù)方面的各個(gè)階段工作進(jìn)行了分類說明，以強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的重要性，并正確認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)的作用。

一、光伏概念

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽(yáng)能電池組件和其他輔助設(shè)備將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)是太陽(yáng)能電池組件，它是一種具有光電轉(zhuǎn)換特性的半導(dǎo)體器件，能夠直接將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成直流電，是光伏發(fā)電的最基本單元。光伏電池特有的電特性是通過在晶體硅中摻入某些元素（例如磷或硼等），從而在材料的分子電荷中造成永久的不平衡，形成具有特殊電性能的半導(dǎo)體材料。在陽(yáng)光照射下，這種特殊電性能的半導(dǎo)體內(nèi)部可以產(chǎn)生自由電荷，這些自由電荷定向移動(dòng)并積累，從而在其兩端形成電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)用導(dǎo)體將其兩端閉合時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象被稱為“光生伏特效應(yīng)”，簡(jiǎn)稱“光伏效應(yīng)”。

二、光伏發(fā)電系統(tǒng)分類

通常，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)可分為獨(dú)立系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。若根據(jù)應(yīng)用形式、應(yīng)用規(guī)模和負(fù)載類型進(jìn)行細(xì)致劃分，可分為以下幾種類型：小型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)、太陽(yáng)能光伏發(fā)電簡(jiǎn)單直流系統(tǒng)、大型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)、太陽(yáng)能光伏發(fā)電交流/直流供電系統(tǒng)、并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)、混合供電太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)以及并網(wǎng)混合太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。

獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)在其閉路系統(tǒng)內(nèi)部形成電路，通過太陽(yáng)能電池組將接收的太陽(yáng)輻射能量直接轉(zhuǎn)換成電能供給負(fù)載，并將多余能量經(jīng)過充電控制器后以化學(xué)能形式儲(chǔ)存在蓄電池中。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)則通過太陽(yáng)能電池組將接收的太陽(yáng)輻射能量轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)過高頻直流轉(zhuǎn)換變成高壓直流電，最后通過逆變器逆變，向電網(wǎng)輸出與電網(wǎng)電壓同頻、同相的正弦交流電流。

三、光伏電站選址勘察

光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)站址及其周圍區(qū)域的工程地質(zhì)情況進(jìn)行勘探和調(diào)查，查明站址的地形條件、地貌特征、主要地層分布及物理力學(xué)性質(zhì)、地下水條件等。設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮日照條件、土地和建筑條件、安裝和運(yùn)輸條件等因素，在滿足安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、環(huán)保、美觀以及便于安裝和維護(hù)的基礎(chǔ)上，優(yōu)先采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料。宜優(yōu)先選用智能一體化設(shè)備或裝置，并采用現(xiàn)代數(shù)字信息技術(shù)和集成優(yōu)化控制管理系統(tǒng)，以滿足電站安全、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，并實(shí)現(xiàn)與智能電網(wǎng)、需求側(cè)相互協(xié)調(diào)，與資源和環(huán)境相互融合。

四、項(xiàng)目設(shè)計(jì)批復(fù)

光伏電站項(xiàng)目取得項(xiàng)目備案后，需立即與當(dāng)?shù)厥　⑹须娏緶贤ǎ@得其同意，并委托具備相應(yīng)資質(zhì)的單位編寫接入設(shè)計(jì)方案。隨后，組織接入設(shè)計(jì)評(píng)審，獲取接入批復(fù)。備案證是光伏項(xiàng)目的行政審批通行證，是辦理工程項(xiàng)目建設(shè)手續(xù)的基礎(chǔ)；而接入批復(fù)則是光伏項(xiàng)目的電力審批通行證。因此，在電力方面，接入批復(fù)是所有工作的基礎(chǔ)，也是電力設(shè)計(jì)工作的起點(diǎn)。

五、設(shè)計(jì)流程

在整個(gè)項(xiàng)目過程中，設(shè)計(jì)工作貫穿項(xiàng)目全流程，即在任何環(huán)節(jié)都必不可少。例如，在項(xiàng)目研判階段，必須由設(shè)計(jì)和工程部門共同參與，以完成項(xiàng)目可行性評(píng)價(jià)；在建設(shè)階段，設(shè)計(jì)與工程同等重要；在運(yùn)營(yíng)階段，仍需保持設(shè)計(jì)的回訪與持續(xù)改造，以提高設(shè)計(jì)單位和部門的技術(shù)水平，并改善電站的設(shè)計(jì)性能。

六、站址選擇

光伏發(fā)電站的站址選擇應(yīng)根據(jù)國(guó)家可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃、地區(qū)自然條件、太陽(yáng)能資源、交通運(yùn)輸、電網(wǎng)接入、電力消納、地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃以及其他設(shè)施等因素進(jìn)行全面考量。在選址工作中，應(yīng)從全局出發(fā)，正確處理與相鄰農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、漁業(yè)、工礦企業(yè)、城市規(guī)劃、國(guó)防設(shè)施和人民生活等各方面的關(guān)系。

選址時(shí)，應(yīng)結(jié)合電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電力負(fù)荷、交通、運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)要求、出線走廊、地質(zhì)、地震、地形、水文、氣象、占地拆遷、施工以及周圍工礦企業(yè)對(duì)電站的影響等條件，擬定初步方案，并通過全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和經(jīng)濟(jì)效益分析，提出論證和評(píng)價(jià)。若有多個(gè)候選站址，應(yīng)給出推薦站址的排序。

光伏發(fā)電站選擇站址時(shí)，應(yīng)避開空氣經(jīng)常受懸浮物嚴(yán)重污染的地區(qū)、泥石流和滑坡地段。在危巖、發(fā)震斷裂地帶、巖溶發(fā)育區(qū)、采空區(qū)和地質(zhì)塌陷區(qū)等進(jìn)行選址時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估。應(yīng)避讓重點(diǎn)保護(hù)的文化遺址。若站址地下深處壓有文物或礦藏，除應(yīng)取得文物、礦藏有關(guān)部門同意的文件外，還應(yīng)對(duì)文物和礦藏開挖后的安全性進(jìn)行評(píng)估安全性進(jìn)行評(píng)估。除與建筑相結(jié)合的光伏發(fā)電系統(tǒng)外，光伏發(fā)電站站址選擇應(yīng)避讓自然保護(hù)區(qū)、水源保護(hù)地。應(yīng)優(yōu)先利用未利用荒地，不應(yīng)破壞原有水系，做好植被保護(hù)，減少土石方開挖量，并應(yīng)節(jié)約用地，減少房屋拆遷和人口遷移。應(yīng)考慮電站達(dá)到規(guī)劃容量時(shí)接入電力系統(tǒng)的出線走廊。條件合適時(shí)，可在風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)建設(shè)光伏發(fā)電站。

（圖4.1山地光伏電站）

利用山地建設(shè)的光伏發(fā)電站，在選址時(shí)首先需要分析周邊山體的陰影遮擋范圍，在陰影遮擋范圍之外，優(yōu)先選擇主導(dǎo)坡向朝南的山坡布置光伏組件。坡度應(yīng)滿足施工和運(yùn)行的安全性要求，并綜合考慮用地屬性、周邊山體遮擋、沖溝等因素的影響。

（圖4.2固定式水面光伏電站）

光伏方陣采用固定式基礎(chǔ)的水面光伏電站的站址，應(yīng)依據(jù)水體底部巖土構(gòu)成和當(dāng)?shù)厮臍庀髼l件，綜合考慮施工、運(yùn)行等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較后選擇。

（圖4.3漂浮式水面光伏電站）

光伏方陣采用漂浮式支撐結(jié)構(gòu)的水面光伏電站的站址，則應(yīng)根據(jù)工程所在地的水深、水流、結(jié)冰、波浪、風(fēng)速等自然條件，綜合考慮施工和運(yùn)行的安全性與可靠性后進(jìn)行選擇。

與設(shè)施農(nóng)業(yè)、林業(yè)相結(jié)合的光伏電站的站址，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粭l件、農(nóng)作物和種植物的生長(zhǎng)規(guī)律及特點(diǎn)進(jìn)行選擇。

七、光伏發(fā)電站站址防洪設(shè)計(jì)

站址設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列要求：

光伏發(fā)電站的光伏方陣區(qū)按不同規(guī)劃容量所對(duì)應(yīng)的防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下表規(guī)定。對(duì)于光伏方陣區(qū)內(nèi)地面低于上述標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域，應(yīng)采取有效的防洪措施。防洪措施可以是建設(shè)整個(gè)電站的防洪堤或區(qū)域防洪堤，也可以通過提高設(shè)備和建筑物基礎(chǔ)來滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)。具體采用何種措施，可根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。防排洪措施宜在首期工程中按規(guī)劃額定容量統(tǒng)一規(guī)劃，分期實(shí)施。光伏方陣區(qū)防洪等級(jí)和防洪標(biāo)準(zhǔn)

光伏發(fā)電站的升壓配電及生活管理區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《35kV-110kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50059和《220kV-750kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)程》DL/T5218的要求。

位于海濱的光伏發(fā)電站，若設(shè)置防洪堤或防浪堤，其堤頂標(biāo)高應(yīng)依據(jù)上表中“光伏方陣區(qū)防洪等級(jí)和防洪標(biāo)準(zhǔn)”的要求，并滿足重現(xiàn)期為30年、波列累計(jì)頻率1%的浪爬高加上0.5米的安全超高來確定。

位于江、河、湖旁的光伏發(fā)電站，若設(shè)置防洪堤，其堤頂標(biāo)高應(yīng)按上表中的要求，增加0.5米的安全超高；當(dāng)受風(fēng)、浪、潮影響較大時(shí)，還應(yīng)再加上重現(xiàn)期為30年的浪爬高。

在以內(nèi)澇為主的地區(qū)建站并設(shè)置防洪堤時(shí)，其堤頂標(biāo)高應(yīng)按30年一遇的設(shè)計(jì)內(nèi)澇水位加上0.5米的安全超高來確定。位于西北干旱地區(qū)的光伏電站，應(yīng)采取站區(qū)內(nèi)的融雪或短時(shí)暴雨排洪措施。

利用山地建設(shè)的光伏發(fā)電站，應(yīng)設(shè)置防止和排除山洪的措施，防排設(shè)施應(yīng)按50年一遇的山洪設(shè)計(jì)。

當(dāng)光伏方陣區(qū)不設(shè)防洪堤時(shí)，光伏方陣區(qū)電氣設(shè)備底標(biāo)高和建筑物室內(nèi)地坪標(biāo)高，應(yīng)按照上表中“光伏方陣區(qū)防洪等級(jí)和防洪標(biāo)準(zhǔn)”的防洪標(biāo)準(zhǔn)，或30年一遇最高內(nèi)澇水位加上0.5米的安全超高來確定。當(dāng)受風(fēng)、浪、潮影響較大時(shí)，還應(yīng)再加上重現(xiàn)期為30年的浪爬高。