1、 佛山供电局智能用电小区研究及其示范工程 光伏发电及充电桩试点建设方案 广东电网公司佛山供电局广东电网公司佛山供电局 二一二一二二年年八八月月 目目 录录 1.1.背景背景.4 2.2.总体目标总体目标.4 3.3.编制原则及依据编制原则及依据.5 3.1.3.1.编制原则编制原则.5 3.2.3.2.编制依据编制依据.5 4.4.建设要求与内容建设要求与内容.6 5.5.建设方案建设方案.7 5.1.5.1.系统总体架构系统总体架构.7 5.1.1.5.1.1.充电桩离网充电桩离网+市电互补型光伏发电设计方案市电互补型光伏发电设计方案.8 5 5.1.2.1.2.管委会并网型光伏发电设计方案2、管委会并网型光伏发电设计方案.10 5.2.5.2.光伏面板安装及布线方案光伏面板安装及布线方案.12 5.2.1.5.2.1.光伏面板安装位置及平面布局光伏面板安装位置及平面布局.12 5.2.2.5.2.2.光伏电池组件连接及布线光伏电池组件连接及布线.15 5.2.3.5.2.3.光伏系统防雷接地光伏系统防雷接地.17 5.3.5.3.光伏配电房建设方案光伏配电房建设方案.17 5.3.5.3.1.1.光伏配电房选址光伏配电房选址.17 5.3.2.5.3.2.光伏配电房平面图光伏配电房平面图.19 5.3.3.5.3.3.板房结构及基础板房结构及基础.23 5.3.4.5.3.4.光伏3、配电房效光伏配电房效果图果图.27 5.4.5.4.充电桩建设方案充电桩建设方案.28 5.5.5.5.系统网络接入方案系统网络接入方案.30 5.6.5.6.设备选型设备选型.31 5.6.1.5.6.1.太阳能电池组件的选型太阳能电池组件的选型.31 5.6.2.5.6.2.逆变器选型逆变器选型.33 5.6.3.10KW5.6.3.10KW 并网逆变器并网逆变器.35 5.6.4.5.6.4.汇流箱汇流箱.35 5.6.5.5.6.5.交直流配电柜交直流配电柜.36 5.6.6.5.6.6.控制器控制器.37 5.6.7.5.6.7.监控采集、监控系统监控采集、监控系统.38 5.6.84、.5.6.8.交流充电桩交流充电桩.43 5.6.9.5.6.9.高清网络摄像机高清网络摄像机.44 5.7.5.7.主要设备清单主要设备清单.46 5.7.1.5.7.1.离网型离网型.46 5.7.2.5.7.2.并网型并网型.46 6.6.节能节能减排分析减排分析.48 7.7.项目实施计划项目实施计划.49 1.1.背景背景 为全力支持佛山“智慧城市”建设，落实“四化融合，智慧佛山”发展规划纲要(20102015 年)，广东电网公司佛山供电局充分发挥其在供电网络和技术管理方面的优势，按照网省公司智能电网的发展战略要求和统一部署，积极开展智能电网关键技术研究，得到了来自政府有关部门的高度5、重视和支持，佛山新城管委会联同佛山供电局、发展商(招商地产)以及信产局，签订四方协议，明确各方责任，共同打造试点小区，直接参与项目的建设。微网技术及绿色能源的利用的研究是智能用电小区试点建设的重要内容之一，是对未来新能源开发、利用的探索和尝试，而太阳能的及电动汽车都是新型能源开发和利用的代表，通过在智能用电小区建设光伏发电试点和电动汽车充电桩的布点，开展智能用电小区微网技术和清洁能源应用的研究，打造佛山第一个绿色、清洁的新能源利用示范小区。2.2.总体目标总体目标 光电建筑发电系统是城市太阳能发电的发展方向，智能用电小区研究及其示范工程的光伏发电项目是一个与建筑物深度结合的典型应用，该项目集中6、展示了多种太阳能光伏发电技术，本项目为了充分利用在建建筑的屋顶结构和面积，实现光伏发电和居民建筑房屋一体化的功能，选择了不同的安装与连接工艺。利用现有建筑，增加新能源的投入，实现节能建筑以及示范作用。在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战的情况下，发展电动汽车，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛共识。目前，我国已出台许多政策，扶持和引导电动汽车行业的快速发展，未来 5 年将是电动汽车从研发阶段向产业化阶段过渡的关键时期。随着电动汽车产业的飞速发展，与之相配套的充换电设施建设也逐渐提上日程。有专家认为，对于电动车而言，目前最大的障碍就7、是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程，电动汽车需要基础设施的配套。电动汽车充电桩为驾驶者提供了一种灵活、分散的充电及计费方式，是对充换电站方式的有效补充。其特点是分布较广、数量庞大，充电负荷有随机性较大，这些特点给充电桩和管理和维护带来了很大的难度，特别是由于充电负荷的不确定性，对电网的影响比较大。另外，由于充电桩还未形成完善的运营模式，投资主体不明确，因此，也给充电桩的管理带来了一定的难度。充电桩集中管理平台及其运营模式的研究，是针对充电桩在管理上存在数量庞大、位置分散、投资主体不确定等问题而进行的管理方法及支撑系统的研究，旨在实现对充电桩的集中统一管理和对运营模式的支持。3.3.编制原8、则及依据编制原则及依据 3.1.3.1.编制原则编制原则 本工程设计在遵循技术先进、科学合理、安全可靠、经济实用的指导思想和设计原则下，着重考虑以下设计原则。先进性原则 随着太阳能技术的发展，太阳能电源设计必须考虑先进性，使系统在一定的时期内保持技术领先性，以保证系统具有较长的生命周期。实用性原则 太阳能电源系统设计充分考虑我国太阳能电源设备生产现状，选用有大规模实际工程应用经验的产品，采用先进成熟的技术，保证产品的稳定性、可靠性和可维性。经济性原则 太阳能电源系统设计在保证系统各项技术指标的前提下，努力降低工程、设备成本，提高系统的性能价格比保证用户的投资效益。建筑一体化设计 把太阳能电池组9、件和屋顶相结合，不仅节省占地面积，而且可以增加建筑整体美感，还可以发电。3.2.3.2.编制依据编制依据 低压配电设计规范（GB 50054）建筑物防雷设计规范（GB 50057）混凝土质量控制标准（GB 50164）建筑电气工程施工质量验收规范（GB 50303）电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范（GB 50168）电气装置安装工程接地装置施工及验收规范（GB 50169）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB 50202）钢结构工程施工质量验收规范（GB 50205）安全标志（GB2894）安全标志使用导则（GB16179）通信用阀控式密封胶体蓄电池（YD/T1360）电业安全工作规程10、（DL 408）电气装置安装工程质量检验及评定规程（DL/T 5161.117）地面用晶体硅光伏组件(PV)设计鉴定和定型（GB/T 9535）光伏系统并网技术要求（GB/T 19939）光伏（PV）系统电网接口特性（GB/T 20046）家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法（GB/T 19064）地面用光伏（PV）发电系统概述和导则（GB/T 18479）电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范（GB 50172）光伏（PV）发电系统的过电压保护导则（SJ/T 11127）晶体硅光伏（PV）方阵 I-V 特性的现场测量（GB/T 18210）光伏系统 功率调节器效率测量程序（GB/T 20511、14）半导体交流器基本要求的规定（GB/T 3859.1）地面用晶体硅光伏组件(PV)设计鉴定和定型（IEC 61215）光伏系统 功率调节器效率测量程序(IEC 61683)光伏系统性能监测 测量、数据交换和分析指南（IEC 61724）当地气象资料；客户提供的相关资料和要求 4.4.建设建设要求与要求与内容内容 太阳能光电系统是利用光伏组件半导体材料的“光伏效应”将太阳能辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。其中光电建筑集成了光伏发电中的最新技术，体现了光伏发电的最高技术水平。光伏发电项目分为两种发电模式，分别为并网模式和离网模式，其内容具体如下：光伏离网发电项目：主要负载为管委会周边停12、车场的电动充电桩。预计发电功率为 17.1kW，约占屋顶面积为 200 平方米。系统配备了一套完善的监控系统，不仅可以监视和记录发电站的运行状态，而且可以监测太阳电池阵列的电压、电流等光伏组件运行参数，以及太阳辐射、风速、室内外温度等环境参数，在保障电站运行的同时记录各种运行数据，为光伏电站的运行性能的综合评价提供可靠的依据。同时，满足向公众展示示范的需要,将成为一个佛山高科技普及教育的活教材，对佛山市民的环保意识、节能意识起到促进作用。项目地点位于佛山新城内管委会楼顶，建设一座太阳能光伏发电系统为管委会提供日常公共照明用电。预计发电功率为 10.64kW,占用屋顶面积约为 120 平方米。整13、个光伏发电系统约占屋顶面积约为 320 平方米。5.5.建设方案建设方案 5.1.5.1.系统总体架构系统总体架构 直流供电市电接入220V380V220V10.6kW蓄电池组离网逆变器220V/4.4kW220V/4.4kW220V/4.4kW380V/7kW380V/7kW17.1kW智能控制器光伏面板光伏面板并网逆变器双向电能表管委会公共照明负载配电计量一体化主控终端自助服务终端RS232串口服务器小区电力专网Internet 图 1 光伏发电及充电桩系统拓扑结构图 5.1.1.5.1.1.充电桩离网充电桩离网+市电互补型光伏发电设计方案市电互补型光伏发电设计方案 针对充电桩使用时的负载14、特性汽车充电装置的使用时间分布，夜间为充电高峰，故太阳能发电项目我司建议采用离网发电设计，同时离网逆变设备具备市电后备功能，预防负载用电量过大，太阳能不能满足的情况。在晚间，汽车充电桩用电时，太阳能电池板已经不再发电了，这时主要能量来源为蓄电池组，蓄电池组容量原则上根据负载日耗电量去计算，但由于负载用电的离散性无法准确计算，故蓄电池容量的设计完全根据现场可以安装组件容量大小去计算。若出现蓄电池由于负载用电过大，导致电压过低时，逆变器会根据程序设定，启动市电后备，即此时汽车充电桩由市电供电，保证充电，满足第二天的汽车使用。图 1 充电桩离网+市电互补型光伏发电结构图 该设计的优势在于市电切换，能15、够保证所有车辆的用电需求，而且可以根据管委会楼顶面积进行组件安装，有效规避了由于安装区域不足或者负载用电量过大导致的缺电少电现象。充电站发电充电站发电参数参数 1）太阳能方阵输出电压：DC684V 2）直流输出总功率：17.1KW 3）系统交流输出电压：220V15%，单相三线制 4）交流输出频率：50Hz5%5）交流输出总功率：4.4KW（可供 3 台 4.4KW 充电桩使用）6）满负荷连续供电时长5 小时 7）持续阴雨天气 3 天 充电桩技术参数充电桩技术参数 1）交流输入电压：220V15%，单相三线制 2）交流输入频率：50Hz10%市电接入市电接入 太阳能方阵太阳能方阵 蓄电池组蓄电16、池组 3）最大输出功率：4.4kW 4）通信接口：CAN2.0B、RS485、以太网 5）显示：5.7 吋液晶显示屏 6）保护功能：短路、过载、过压、欠压、漏电、防雷、防盗等保护 充电桩采用 GPRS/CDMA 的通讯方式与主站进行实时数据通讯，充电桩的数据信息主动上报给计量一体化主站系统，通过主站系统对消费信息进行数据核对和管理。充电桩主动上报充电过程和电量计费信息。下图为充电桩信息通讯系统的架构图。图2 电动汽车充电桩网络拓扑图 充电桩采用预付费储值卡或授权卡插卡操作。1）插上充电插头；2）用充电卡启动充电过程；3）刷卡启动充电的同时，充电桩（机）监控器读取充电卡信息，并同时对充电卡进行锁17、定，充电桩（机）对电动汽车充电；4）再次刷卡停止充电过程；5）充电桩（机）从充电卡中扣掉本次充电的费用；6）拔下充电充电插头，充电过程结束。5.1.2.5.1.2.管委会并网型光伏发电设计方案管委会并网型光伏发电设计方案 针对管委会的负载使用特点日间为用电高峰，夜间为用电谷时，同时由于管委会负载用电的不确定性工作日用电多，休息日用电少的特征；直接采用电网储能方式。如图所示。图 3 并网+市电互补型光伏发电系统 用户侧并网系统一般有太阳能光伏阵列、直流输配电设备、并网逆变器、交流输配电设备以及监控计量系统组成。该方案的特点就是光伏阵列产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直18、接接入建筑物内部的电网，供给建筑物内部的负载消耗使用。在阴雨天或夜晚，光伏阵列没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由公共电网供电。因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，节省了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用光伏方阵所发的电力从而减小了能量的损耗，并降低的了系统的成本。系统中需要专用的并网逆变器，以保证输出的电力满足电网电力对电压、频率等指标的要求。这种系统通常能够并行使用市电和太阳能光伏组件阵列作为本地负载的电源，由于太阳能系统发电出力大于市电电网，管委会负载会优先使用太阳能，只有在太阳能不足时，才从电网获取不足部分，该设计不但降低了整个系统的负载缺电率，还可以对公用电网起到调19、峰作用。计量装置分为售电电能表和买电电能表，两个电表的安装位置可以灵活确定，如图所示，左图电表安装位置，买电电表计量的是管委会所有用电量；右图安装位置，买电电表计量的是管委会负载在减去太阳能发电部分电量之后的数值。综合两图比较，右图的经济收益更大，只需要支付在太阳能发电不足时从电网获取的电费。图 4 双向计量电表安装示意图 管委会并网型管委会并网型发电参数：发电参数：1）太阳能方阵输出电压：DC288V 2）直流输出总功率：10.6KW 3）系统交流输出电压：220V15%，单相三线制 4）交流输出频率：50Hz5%5）交流输出总功率：8KW 5.2.5.2.光伏面板光伏面板安装安装及布线及布20、线方案方案 5.2.1.5.2.1.光伏面板安装位置及平面布局光伏面板安装位置及平面布局 根据现场考察，结合现场阳光遮挡的情况，选定管委会主建筑楼顶为光伏组件安装区域。在管委会楼顶进行光伏面板的安装和架设，面板朝正南方向，与地面倾角为 20 度,约占 200 多平方米面积。其安装位置如下图所示。图 5 太阳能电池组安装位置 根据新城区管委会大楼顶的实际情况，太阳能电池组安装平面图如下所示：1-311-011-021-151-161-601-3029-4030-9903086033002-312-012-022-452-602-3029-4030-990308603300说 明：第 一 组第 二21、 组1、并 网 型 太 阳 能 电 池45块，15串3并，直 流 输 出 电 压442.5V；太 阳 能 电 池 编 号1-161-60；2、离 网 型 太 阳 能 电 池75块，15串5并，直 流 输 出 电 压442.5V；太 阳 能 电 池 编 号2-011-15；3、如 果 因 楼 面 障 碍 物 影 响，可 将 并 网 型 方 阵 装 在 另 一 楼 面 上。图 6 太阳能面板安装平面示意图 在管委会主楼顶部安装 120 块太阳能电池板。根据现场考察情况，将楼面作为太阳能光伏组件支架的固定基础，所有支架采用国标型钢，多点结合，增加钢支架与屋面结构和相关承重结构的连接点，将受力点均匀分22、布于各承重结构上；按抗 12 级台风要求进行力学设计。所有支架采用热镀锌和铝合金，各连接点选取用不锈钢螺丝进行连接，局部外裸部分喷涂氟碳涂料来有效防腐。图 7 基础及支架 1 图 8 基础及支架 2 图9 固定立柱底板大样图 在屋顶上建造太阳能光伏发电站，直接采用膨胀螺栓固定底座，并分别做风压和防漏水设计。抗风强度设计抗风强度设计 佛山地区 10 米高度的年平均风速为 2.2 米/秒。有记录以来，其风速达到 33米/秒。为此，太阳电池组件支架及其基础的抗风设计能够抗御 120Km/小时风速。防漏水处理防漏水处理 在屋顶上安装太阳电池组件支架，首先将支架基础与固定在屋面上，用水泥增加防水材料，如23、防水剂、加气剂和膨胀剂等，增强水泥砂浆和混凝土的憎水性和抗渗性。屋面整体做防水处理，如采用 SBS，APP 等具有良好的粘结性、塑性、抗水性、防腐性和耐久性的防水材料，保证屋面不渗漏。5.2.2.5.2.2.光伏电池组件连接光伏电池组件连接及及布线布线 光伏配电房依云水岸44座佛山新城管委会招商中心管委会食堂电动汽车充电桩至楼顶光伏汇流箱至电井至电房电力网光缆电缆、网线至负一楼电井河桥NSEW 通信光缆，一条四芯多模光纤，从44座负一楼电井至光伏配电房电力线缆：2条RVV 2*25电缆，分别从汇流箱连接到并网及离网逆变器2条2*10电缆，分别从管委会电房接入市电至并网及离网逆变器1条3*10+24、1*6电缆，从管委会电房接入到光伏配电房配电箱1条2*10电缆，从并网逆变器接入到管委会层间电井电力线缆及通信线缆：7条双绞线，从充电桩及终端连接至光伏配电房交换机3条2*10+1*6电缆，分别光伏配电房接入至三台香港充电桩2条3*10+2*6电缆，分别光伏配电房接入至两台奥特讯充电桩1条2*10+1*6电缆，从光伏配电房接入至自助终端 图 10 光伏发电及充电桩布线方案 光伏组件之间的连接电缆和组件与逆变压器的电缆都是在户外使用，直接暴露在阳光下，因此，本项目直流部分选用耐氧化、耐高温、耐紫外线的电缆，以保证系统长时间的安全正常运行在光伏系统中，选用通过 TUV、CE、UL 等认证的专业光伏25、电缆产品。该电缆有以下特点：（1）阻燃,极低的烟释放量；（2）耐化学腐蚀；（3）最高长期工作温度可达 90；（4）低温条件下的柔性保持；敷设时的环境温度在-40 及以上；敷设时的最小弯曲半径可到 4d。器等部件选用名优品牌产品；光伏电池组件发出的电通过电流汇集单元汇集后，将输出的直流电输送到光伏配电房，该线路沿楼顶边缘经主楼西北门至光伏配电房，线路沿屋顶阳台围栏隐蔽布放，不影响整体美观。5.2.3.5.2.3.光伏系统防雷接地光伏系统防雷接地 根据光伏（PV）系统过电压保护导则SJ/T11127 中有关规定。光伏发电工程由于其不仅为建筑结构，也为电气结构，必须注意防雷接地保护。太阳能光伏系统防26、雷击措施：1：架设避雷针防止低空直击雷。2：太阳能电池组件四周铝合金框架与建筑物防雷接地系统导通连接；所有支架均采用等电位连接接地。3：太阳能电池直流侧采用防雷电涌保护器，起到防雷击保护作用。4：太阳电池方阵接线箱内，输入、输出处加装压敏电阻，各机壳均可靠接地。5.3.5.3.光伏配电房建设方案光伏配电房建设方案 5.3.1.5.3.1.光伏配电房选址光伏配电房选址 根据光伏发电系统与充电桩试点建设需求，光伏发电系统需要约 20 平米的房间放置和安装相关设备及蓄电池组。由于管委会高压配电房空间有限，且无法放置除开关柜以外的设备，也无多余的现有房间放置光伏系统配电设备和蓄电池，因此，经考察与研究27、，拟将选择管委会食堂东北角靠近洗手间的一块约 20平米的地作为光伏配电房建设场地。该场地位置如下图所示：图 11 光伏配电房建设场地 10.4m2.5m6m1.4m4m2m厨房饭厅1饭厅2饭厅3饭厅4饭厅5饭厅6饭厅7洗手间光伏配电房20.5 平方米向上aa充电桩1充电桩2充电桩5 图 12 光伏配电房及充电桩安装位置 5.3.2.5.3.2.光伏配电房平面光伏配电房平面图图 图 13 光伏配电房总平面图 图 14 光伏配电房平面图 图 15 光伏配电房地铺图 图 16 光伏配电房天花图 图 17 光伏配电房外天花图 图 18 光伏配电房立面图 控制器配电屏离网逆变器并网逆变器1200400028、500090090072072010601250125010551055125010606356008206006005004604406004605002451000100单位：mm 图 19 光伏配电房设备布局图 5.3.3.5.3.3.板房结构及板房结构及基基础础 图 20 平面图 图 21 条形基础结构 图 22 1-1 剖面图 图 23 松桩基础 A-A 剖面图 图 24 松桩布置图 光伏配电房为简易板房构成，地面基础为砼基础：1、圈梁截面为 240400，上下各 218，箍筋为6150。2、Z1 柱截面为 500500，418 箍筋为6100200。3、基础承台及基础柱、圈梁砼为 29、C20 砼，基础垫层砼为 C150。4、面板厚度为 H120，钢筋为10150 双层双向，板砼为 C20 砼。5.3.4.5.3.4.光伏配电房效果图光伏配电房效果图 图 25 光伏配电房效果图正面 图 26 光伏配电房效果图背面 5.4.5.4.充电桩充电桩建设方案建设方案 如下图所示，在停车场的车位中间安装 5 台电动汽车充电桩，其中两台由光伏发电系统提供电能，市电作为后备电源，另外三台通过市电供电，通过充电桩的计费功能，收取充电费用。图 27 充电桩安装位置 10.4m2.5m6m1.4m4m2m洗手间光伏配电房20.5 平方米向上aa充电桩1充电桩2充电桩5 图 28 光伏配电房及充电30、桩建设场地平面图 5.5.5.5.系统网络接入方案系统网络接入方案 光伏发电及充电桩系统网络接入方式。将从三期 44 栋楼（靠近管委会侧），通过管委会通信光缆线槽或埋管方式引出光纤至光伏发电系统配电房。图 29 依云水岸三期 44 栋楼 5.6.5.6.设备选型设备选型 5.6.1.5.6.1.太阳能电池组件的选型太阳能电池组件的选型 （1）选型依据 选择目前市场上流行的电池组件，以便于大批量采购；同时还应兼顾在易于搬运条件，选择大尺寸、高效的电池组件；组件各部分抗强紫外线（符合 GB/T18950-2003 橡胶和塑料管静态紫外线心能测定）；组件必须符合 UL、IEC61215、IEC62131、08、TU-V 标准，保证每块电池组件的质量。（2）太阳能电池类型选择 世界光伏产业从 90 年代后半期进入快速发展时期，近 10 年平均增长率高达46.78%。2008 年世界太阳能电池产量约为 6000MWp，比 2007 年增长了 50%。中国于 1958 年开始研究光伏电池，近 10 年平均增长率超过 100%以上。2007 年我国太阳能电池产量 1088MWp，超过日本（920MWp）和欧洲（1062.8MWp），成为世界第一大太阳能电池生产国；2008 年我国太阳能电池产量约 2000MWp，占世界总产量 6000MWp 的三分之一，居世界首位。目前市场上商用的太能电池主要有以下几32、种类型：单晶硅太阳能电池、多晶硅太能电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉电池、铜铟硒电池等。本方案选定单晶硅太阳能电池作为绿色能源。（3）太阳能光伏方阵单元型式的确定 光伏发电系统通过若干电池组件串联成一块太阳能电池板，若干块电池板串联组成一串以达到逆变器额定输入电压，若干串电池板并联达到系统预定的额定功率。这些设备数量众多，按一定的间距进行布置，构成了一个方阵，这个方阵称之为光伏发电方阵。其中由若干电池组件串联回路构成了太阳能电池板构成了光伏发电系统的一个基本阵列单元。本系统选用中港数码技术有限公司生产的ZGSM190W5-24型单晶硅光伏组件，该组件的性能参数如下：型号 SW190P-额定最大功33、率（STC）Pmax 190 W 最佳工作电压 Vmp 36 V 最佳工作电流 Imp 5.28 A 开路电压 Voc 39.60 V 短路电流 Isc 5.7 A 转换效率 17%尺寸（长*宽*厚）1580*808*40 mm 重量 19 Kg 5.6.2.5.6.2.逆变器选型逆变器选型 离网型离网型 GEII 型光伏逆变器是新一代专用正弦波逆变电源，将蓄电池直流源经逆变后输出为单相 AC220V50HZ 供负载使用。电源采用美国 MICROCHIP 公司专用微电脑控制、主电路采用日本三菱/东芝公司最先进的第五代智能功率模块 IGBT 或MOSFET 器件，输出为纯正弦波电压，具有瞬态响应34、好、波形失真小、逆变效率高、输出电压稳定等特点,并同时具有极佳的 EMI 指标。电源设有直流输入过、欠压保护、直流输入极性接反保护、交流输出功率过载、输出短路保护、机内过热保护等一系列保护措施，确保电源在优良的性能下安全、可靠、稳定、长时间运行。技术指标技术指标 GII50K/500 直流 输入 输入额定电压(VDC)500 输入额定电流(A)80 输入直流电压允许范围(VDC)450-729 交流 输出 额定容量（KVA）50 额定电压及频率 380VAC、50HZ 额定电流（A）75.96 输出电压精度（V）3805%输出频率精度(HZ)500.05 波形失真率(THD)线型负载 5%动态35、响应（负载 0100%）5%功率因数（PF）0.8 过载能力 120%，60S；150%,10S 峰值系数(CF)3:1 逆变效率（80%阻性负载）85%工作环境 绝缘强度（输入和输出）1500VAC，1 分钟 噪音(1 米)50dB 使用环境温度 100C+55OC 湿度 090%，不结露 使用海拔（m）6000 保护功能 输入接反保护、输入欠压保护、输入过压保护、输出过载保护、输出短路保护、过热保护 备注 本说明书机械尺寸与重量需产品出厂时确认 并网型并网型 由于并网项目，允许太阳能电池最大安装容量为并网逆变器标称输出功率的1.1 倍，故推荐使用 10KW 并网逆变器与之配套。性能特点等简36、介性能特点等简介 介绍 光伏并网逆变器，是光伏并网发电系统的核心控制设备，它将太阳能发出的直流电能转化为与电网同频率同相位的交流电能最大限度的馈入电网 性能特点 数字化 DSP 控制；工频变压器隔离 无功功率可调，功率因数范围超前 0.95 至滞后 0.95；世界先进的功率模块；先进的 MPPT 控制控制算法，适时追踪光伏电池的最大输出功率，自动判断遮挡、热斑等组件意外情况；纯正弦波输出，自动同步并网，电流谐波含量小，对电网无污染、无冲击 主动+被动的双重检测技术，实现反孤岛运行控制；完美的保护和报警功能；适应高海拔及严寒地区；可配备 RS232/RS485、以太网、Gsm 通信接口，实现远程37、数据采集和监视；应用领域 光伏并网电站 发电厂、变电站、电信机房直流屏逆变放电 蓄电池厂商对电池的老化测试电子负载 政府形象示范工程 绿色环保发电 家庭小型发电站，自供自给，并达达真正的绿色用电 5.6.3.5.6.3.10KW10KW 并网逆变器并网逆变器 型 号 GHSG-10KTL-TV 隔离方式 变压器隔离 额定功率（KW）10 允许最大电池方阵功率（KW）11 最大开路电压（VDC）440 可接入组件串联数（推荐）9 串（推荐 35V 左右/块）18 串（推荐 17V 左右/块）MPPT 范围（VDC）200400 306 额定交流输出功率（KW）10 电网电压范围（VAC）330438、60/170230 额定电网频率（Hz）50/60Hz 最大效率 93.00%欧洲效率 92.60%显示方式 LCD 显示 总谐波电流 THD(Iac)4%(满功率时)功率因数 0.99(半功率以上)MPPT 精度 99%电网监控 数据通过带电气隔离的 RS232/RS485进行传输 电磁兼容性 EN50081,part1/EN50082,part1 电网干扰 EN61000-3-2 电网检测 DIN VDE 126 设备夜间自消耗电能（W）0 直流电压纹波 Vpp 10%防护等级 IP20(室内)孤岛效应保护 Vac;Fac 冷却方式 风冷 使用环境温度 2050 使用环境湿度 095%(不39、结露)参考尺寸（深宽高，单位）5006001300 参考重量（KG）230 5.6.4.5.6.4.汇流箱汇流箱 可以直接对不同光伏阵列输入组串的电流进行测量和比较，可靠地检测出各路光伏组串可能发生的故障。内置输入组串过载和过电压保护装置。序号 项目名称 技术参数 1 输入光伏阵列电压范围 250-880V 2 最大直流输入电压 900V 3 直流保险数量 7 4 最大输入陈列电流 10A 5 电流测量通道数 7 6 最多并联入路数 7 路以下 7 直流过电压保护 有 8 保护等级 IP54 9 通讯接口 采用 RS485 10 环境温度-25-+55 11 湿度 0-95%5.6.5.5.640、.5.交直流配电柜交直流配电柜 根据光伏建设要求，为满足室内防雷要求，需要在直流端和交流端加装专业防雷设备，我司设计的配电柜正为此而研发。如图-7 所示。由于本套方案存在向电网卖电可能，故不配置防逆流模块，在下图说明中请注意。由于本套方案并网逆变器只有一台，在回路设计中，配电柜均为 1 进 1 出。1+1+AVDCACABCN1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11电能表910AC220UaUbUbUcUcUa12345678电压表910AC220IaIa*IbIb*IcIc*12345678电流表E机箱接地交流部分直流部分逆变器直流输入母排配电柜 图 30 配电柜接线图 交直流配电柜交41、直流配电柜技术参数：技术参数：名称名称 参数参数 直流配电部分直流配电部分 每路逆变器的最大电流 40A 直流输入路数 1 路 直流总输出空开 是 防雷模块 是 环境温度-2560 环境湿度 95%交流配电部分交流配电部分 每路逆变器的最大电流 30A 交流输入路数 1 路 交流总输出空开 是 防雷模块 是 环境温度-2560 环境湿度 95%5.6.6.5.6.6.控制器控制器 太阳能电源控制器利用太阳能电池将太阳能转化为电能并贮存,可为牧区、边防、海岛提供照明,也可作为移动通信基站、微波站等的直流电源.因为太阳能电池板的价格非常昂贵，所以最大程度的利用太阳能电池板是控制器的关键技术之一，本42、控制器采用 PWM 充电控制技术。实验证明，同样的情况下，可以节省 20%的太阳能电池板。本控制器可以监测蓄电池电压、充放电电流、机箱内温度、蓄电池温度、指示故障等，同时还可以记录系统每天发、放电量和一月的发、放电量，而且在掉电的情况下，数据不丢失，并支持打印。而且具有RTC 功能，可以查看当前的时间信息。太阳能电源控制器也是采用微电脑芯片和无触点控制技术,并具备各种保护功能。充 电 回 路控 制 电 路输 出 回 路蓄 电 池太 阳 能 输 入接 负 载人 机 交 互 界 面AA 图 31 控制器接线图 GESM150A/500V 额定电压(VDC)500 允许控制器充电最大电流(A)15043、 允许控制器放电最大电流(A)150 每路太阳能额定充电电流(A)150 允许太阳能最大开路电压(V)909 过放(V)断开 450.0(可设定)恢复 512.7(可设定)过充(V)保护 612.7(可设定)恢复 600.0(可设定)负载过压（V）切断 700.0(可设定)恢复 625(可设定)空载电流(mA)250 浮充点(V)562.5(可设定)均充点(V)587.5(可设定)蓄电池电压过高动作值(V)612.7(可设定)电压降落(V)太阳能电池与蓄电池之间 0.4 蓄电池与负载之间 0.03 使用环境温度-25+75 使用海拔(m)5000 5.6.7.5.6.7.监控采集、监控系统监控44、采集、监控系统 采集数据包括：太阳能射度、环境温度、电池组件温度、风速；光伏阵列电压、电流；逆变器输出电压、电流、频率、当前功率、累积发电量。通过上述主要技术经济指标可以看出，本项目技术方案充分体现了我国在光伏领域的技术水平和成就，达到了当前该领域的国际先进水平。具体体现在：采用高效太阳能组件，外形美观、效率高、运行可靠；和建筑结合度高。型 号 指 标 采用最大功率点跟踪控制技术和多种先进的保护技术，保证系统有最高的能量输出和最大的可靠性。采用先进的数据采集、传输和远程检测、集中显示系统，整个光伏系统的运行状况一目了然，有很好的显示度和展示性，可通过网络传输运行数据。图 32 监控系统架构图 45、太阳能控制器 MODBUS_RTU 通讯规约（本协议采用主从问答方式）MODBUSMODBUS通讯协议通讯协议：ModBus 通讯规约允许太阳能控制器多个不同品牌的可编程顺序控制器（PLC）、RTU、DCS 或与第三方具有 ModBus 兼容的监控系统之间进行信息交换和数据传送。用户只要简单地增加一套基于计算机（或工控机）的监控软件（如：组态王、Intouch、FIX、synall 等）就可以构成一套监控系统。出厂默认设置：波特率：默认 波特率 4800bps，不可以更改。地址：默认 1 ；用户可通过装置按键设置修改 通讯数据的类型及格式：信息传输为异步方式，并以字节为单位。字节格式：数据位 46、8 bits,停止位1,无奇偶校验 通讯数据（信息帧）格式 数据格式：地址码 功能码 数据区 错误校检 数据长度：1 字节 1 字节 N 字节 16 位 CRC 码（冗余循环码）注：1、1 个字节由 8 位二进制数组成（既 8 bit）。2、ModBus 是 Modicon 公司的注册商标。主机或从机以数据帧为单位发送一批有效的数据，每帧数据包含多个字节，数据帧内部的字节与字节间的发送时间间隔不能大于 100 毫秒，大于该时间间隔将被视为通信超时并舍弃已经接收的数据；同样，主机接收完从机的应答数据后要等待不小于 100 毫秒的时间才可以发送新的数据帧 16 位 int 型数据传送时先发送高字节47、，后发送低字节 当通讯命令由发送设备（主机）发送至接收设备（从机）时，符合相应地址码的从机接收通讯命令，并根据功能码及相关要求读取信息，如果 CRC 校验无误，则执行相应的任务，然后把执行结果（数据）返送给主机。返回的信息中包括地址码、功能码、执行后的数据以及 CRC 校验码。如果 CRC 校验出错就不返回任何信息。地址码是每次通讯信息帧的第一字节（8 位），从 0 到 255。这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。每个从机都必须有唯一的地址码，并且只有符合地址码的从机才能响应回送信息。当从机回送信息时，回送数据均以各自的地址码开始。主机 发送的地址码表明将发送到的从机地址48、，而从机返回的地址码表明回送的从机地址。相应的地址码表明该信息来自于何处。功能码是每次通讯信息帧传送的第二个字节。ModBus 通讯规约可定义的功能码为 1 到 127。控制器仅用到其中的一部分功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机应执行什么动作。作为从机响应，从机返回的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机并且已进行相关的操作。MODBUS 部分功能码 功能码 定 义 操 作（二进制）03 读寄存器数据 读取一个或多个寄存器的数据 05 开关量寄存器 强制单线圈 06 写单路寄存器 把一组二进制数据写入单个寄存器 数据区：数据区包括需要由从机返送何种信息或执行什么动作。49、这些信息可以是数据（如：开关量输入/输出、模拟量输入/输出、寄存器等等）、参考地址等。例如，主机通过功能码 03 告诉从机返回寄存器的值（包含要读取寄存器的起始地址及读取寄存器的长度），则返回的数据包括寄存器的数据长度及数据内容。对于不同的从机，地址和数据信息都不相同（应给出通讯信息表）。控制器采用 Modbus 通讯规约，主机（PLC、RTU、PC 机、DCS 等）利用通讯命令（功能码 03），可以任意读取其数据寄存器（其数据信息表详见附录）。控制器响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及 CRC 码。数据区的数据都是两个字节，并且高位在前。MODBUS 功能码简介 功能码“03”：读多路50、寄存器输入 主机下发数据 1 2 3 4 5 6 7 8 地址 功能码 变量开始地址高字节 变量开始地址低字节 变量个数高字节 变量个数低字节 CRC 校验码高字节 CRC 校验码低字节 ID 03 offset count XX XX 从机应答 1 2 3 4 5 N-1 N 地址 功能码 上传变量的字节数 变量数据 CRC 校验码高字节 CRC 校验码低字节 ID 03 count*2 连续发送 count 个变量数据 XX XX 注：装置不判断 offset 与 count 是否有效；offset 参见下面的数据表模拟量地址表，数据高位在前，低位在后。呼叫：01 03 00 11 00 51、0A C8 95 返回：01 03 19 00 00 01 C2 00 00 00 00 01 72 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 60 83 功能码“06”：写单路寄存器 主机下发数据 1 2 3 4 5 6 7 8 地址 功能码 变量开始地址高字节 变量开始地址低字节 变量数据高字节 变量数据低字节 CRC 校验码高字节 CRC 校验码低字节 ID 06 offset DATA XX XX 从机应答（反馈接收到的数据）1 2 3 4 5 6 7 8 地址 功能码 变量开始地址高字节 变量开始地址低字节 变量数据高字节 变量数据低字节 CRC 校验码高字节 CR52、C 校验码低字节 ID 06 offset DATA XX XX 呼叫：01 06 00 20 01 5E 68 08 返回：01 06 00 20 01 5E 68 08 功能码“05”：强制单线圈 功能码“05”：强制单线圈，即强制一个逻辑线圈的通断状态 ON/OFF。ON/OFF的状态用数据序列表示。FF00H 表示为 ON，0000H 表示为 OFF，FFFFH 表示释放。主机下发数据 1 2 3 4 5 6 7 8 地址 功能码 变量开始地址高字节 变量开始地址低字节 强制数据高字节 强制数据低字节 CRC 校验码高字节 CRC 校验码低字节 ID 05 offset Force d53、ata XX XX 从机应答（反馈接受到得数据）1 2 3 4 5 6 7 8 地址 功能码 变量开始地址高字节 变量开始地址低字节 强制数据高字节 强制数据低字节 CRC 校验码高字节 CRC 校验码低字节 ID 05 offset Force data XX XX 呼叫：01 05 00 03 FF 00 7C 3A 应答：01 05 00 03 FF 00 7C 3A 错误校验码（CRC 校验）：CRC 校验采用 CRC16。控制器检测到除了 CRC 码出错以外的错误时，必须向主机回送信息，功能码的最高位置为 1，即从机返送给主机的功能码是在主机发送的功能码的基础上加128。以下的这些代54、码表明有意外的错误发生。控制器从主机接收到的信息如有 CRC 错误，则将被控制器忽略，不予处理和应答回复。控制器返送的错误码的格式如下：地址码：1 字节 功能码：1 字节（最高位为 1）错误码：1 字节 CRC 码：2 字节。控制器响应回送如下错误码：81非法的功能码。接收到的功能码控制器表不支持。82非法的数据位置。指定的数据位置超出控制器的范围。83非法的数据值。接收到主机发送的数据值超出控制器相应地址的数据范围。5.6.8.5.6.8.交流充电桩交流充电桩 型号型号 EVS-20N 技术特性技术特性 输入功率 4.4kw 输入电压 220V 单相 输入电流 20A 输入接头 火线,零线,55、接地 频率 50/60Hz 积分漏电保护(RCD)30mA0.04s PCB 直流融断等级 2A 备用电力 6W 适用于 POE 模块 过压保护 6kV，3kA 充电特性 充电功率 0 至 4.4kW 最大充电电流 20A 充电电压 220V AC 充电接头 SAE J1772 EV connection on18(5.48m cable)*充电通信协议标准 与 IEC61851-22 兼容 外壳外壳 IP 等级 IP55 外壳尺寸(W*D*H)0.45*0.2*1.2M 间距 任一边边距 0.4m 安装方法 在地板上使用四个 10mm 混凝土桩固定 净重 50kg 支架材料 不锈钢 304*56、功能接口功能接口 读卡器协议 ISO14443A 读卡器频率 13.56MHz RFID 卡 1k 电子标签 端子检测 充电终止检测 电能计量周期 0.1s 间隔 NFC 工业标准接口 ISO/IEC15693 局域网络 10Base T/100 Base Tx 广域网络 10/100Mbps Wan 3G 网络 HSP/UMTS/EDGE/GPRS/GSM 蜂窝数据网络 能量计量标准能量计量标准 精度 En62053-21,EN62053-23和En50470-31;精度达到 0.5RDG(电流/电压)输出单元 DIN43864 和 IEC62053-31 EMC EN62052-11 8k57、V 环境条件环境条件 运行温度 0 to+50 摄氏度 运行湿度 85%以上非凝结 5.6.9.5.6.9.高清网络摄像机高清网络摄像机 参数参数/型号型号 DHDH-SD6781SD6781-HNHN 摄像机摄像机 图像传感器图像传感器 1/3 SONY 1.3M Progressive Scan CCD 有效像素约有效像素约 约 130 万像素(1280*960)水平解析度水平解析度 800TVL 视频制式视频制式 20fps1280*960,30fps1280*720 16.7fps1280*960,25fps1280*720 最低照度最低照度 0.01Lux/F1.6 增益控制增益控制58、 自动/手动 信噪比信噪比 大于 50dB 白平衡白平衡 自动/自动跟踪白平衡（ATW）/室内/室外/手动 宽动态宽动态 不支持 数字降噪数字降噪 支持 图像稳定图像稳定 不支持 电子快门电子快门 1/4-1/10,000s 数字变倍数字变倍 12x(最大 216x)隐私保护隐私保护 开/关(同一画面可设置 8 块隐私区域,共可设置 24 块隐私区域)日夜模式日夜模式 自动 ICR 滤光片彩转黑 镜头镜头 焦距焦距 4.7mm-84.6mm 光学倍率光学倍率 18 倍 光圈值光圈值 F1.6-F2.8 视场角视场角 55.2-3.2 功能功能 旋转范围旋转范围 水平：0360连续旋转 垂直:-59、290 自动翻转 180后连续监视 旋转速度旋转速度 键控:水平 0.1300/秒;垂直 0.1150/秒 预置点：水平 400/秒;垂直300/秒 预置点预置点 256 个 自动模式自动模式 支持 8 条自动巡航、5 条自动巡迹、5 条自动线扫 云台功能云台功能 支持空闲动作，支持三维定位，支持人性化的焦距/速度自动匹配功能 视频压缩视频压缩 H.264/MPEG4/M-JPEG 图像分辨率图像分辨率 主码流（1280*960、1280*720）辅码流（D1）音频压缩音频压缩 PCM8/G711A/G711U 语音对讲语音对讲 支持 网络协议网络协议 TCP/IP,HTTP,DDNS,DHC60、P,NTP,PPPoE,FTP,SMTP,RTSP,RTP 多码流多码流 支持 SDSD 卡卡 支持 用户管理用户管理 最大支持 10 个用户,多级用户权限管理 故障检测故障检测 网络断开检测,IP 冲突检测,编码器状态检测,存储卡状态检测,存储空间检测 输入输入/输出输出 模拟视频输出模拟视频输出 1.0Vpp/75,NTSC 或 PAL,BNC 接口 网络接口网络接口 1 路 10/100BaseT 以太网，RJ45 接口 控制接口控制接口 RS485，支持云台控制和在线升级 一般规范一般规范 电源电源 AC 220V/250mA（10%）（含温度控制电路）功耗功耗 13W/28W（室外加61、热器开启）工作环境工作环境 温度-4060；湿度90%防护等级防护等级 IP68，内置防雷、防浪涌和防突波保护 防爆等级防爆等级 EC Exd IIC T6 产品尺寸产品尺寸 239(mm)381(mm)重量重量 15kg 可选支架可选支架 DH-67FB(不锈钢防腐蚀支架）5.7.5.7.主主要要设备清单设备清单 5.7.1.5.7.1.离网型离网型 设备名称设备名称 型号参数型号参数 数量数量 厂家厂家 备注备注 电池组件 190Wp/36V 90 块 中港数码技术 17.1kW 汇流箱 PEHL7-S10 3 台 鹏力新能源 监控可选 控制器 GESM150A/500V 1 台 金辰凯特62、新能源 蓄电池 2V/1000AH 250 只 鹏力新能源 250 串 1 组 逆变器 PEII50K/500-3S-SD 1 只 金辰凯特新能源 具备市电补偿功能 组件支架 23000*3180（mm）2 组 金辰凯特新能源(长)*（宽）蓄电池支架 2180*1200*1268（mm）6 套 金辰凯特新能源（长）*（宽）*（高）电线电缆 NH-VV-3*2.5 0.6/1KV 400m 深圳成天泰 电池组-汇流箱 NH-VV-3*50+1*25 160m 汇流箱-逆变器 用户侧 用户自备 交流充电桩 EVS-20N 5 香港电动能源有限公司 0.45*0.2*1.2M 高清网络摄像机 DH-63、SD6781-HN 2 大华 5.7.2.5.7.2.并网型并网型 设备名称设备名称 型号参数型号参数 数量数量 厂家厂家 备注备注 电池组件 190W/36V 56 中港数码技术 10.64kW 8串7并 汇流箱 PEHL7-S10 1 台 鹏力新能源 监控可选 交直流配电柜 10K/288V；10K/400V 1 只 鹏力新能源 一体柜，1 进 1 出 逆变器 GHSG-10KTL-TV 1 只 金宏威 组件支架 10300*3180（mm）3 组 金辰凯特新能源(长)*（宽）电线电缆 NH-VV-3*2.5 0.6/1KV 80m 深圳成天泰 电池组-汇流箱 NH-VV-3*50+1*264、5 60m 汇流箱-配电屏 用户侧 用户自备 6.6.节能减排分析节能减排分析 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），本项目实施后，首年可以节省 35.1 吨标准煤，25 年共可节省 740 吨标准煤。据统计，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）。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。7.7.项目实施计划项目实施计划 序号序号 内容内容 开始时间开始时间 结束时间结束时间 进展情况进展情况 1 方案设计 2012-07 2012-08 已完成，未确定场地 2 项目招投标 2012-09 2012-10 已完成 3 物资采购 2012-10 2012-11 未开展 4 工程实施 2012-11 2012-12 未开展 5 项目验收 2012-12 2012-12 未开展