工商业光伏电站“样板工程”设计方案

工商业屋顶以屋顶条件好、装机容量大、用电价格高、负荷消纳大受到众多投资企业的关注，尤其是在整县推进进程中工商业屋顶分布式会占据着重要的位置。
小固和合作伙伴共同推出一个工商业“样板工程”案例分享。本文将对该工商业案例设计进行详细分析，包括案例信息、组件排布、产品选型、电气设计等。

一、项目基本信息

二、光伏电站设计与建设

2．1 方案总述

项目总容量为2389．2kWp，采用330Wp高效多晶组件7240片，安装在三个彩钢瓦屋顶，组件按照20～21一串接入；共使用16台100／120kW组串式逆变器，系统超配为1．3左右；项目采用“自发自用，余电上网”的模式，分四个并网点接入原配电系统。

2．2 组件排布

组件排布根据不同安装地点采用不同安装方式；对于该项目彩钢瓦斜屋面宜采用顺应屋面坡度布置。

组件排布，应根据实际情况，预留满足光伏发电系统的日常维护、检修、清洗、设备更换等要求的运维通道，同时多雪地区宜方便人工融雪、清雪，不宜对其它建筑、设备采光造成影响。

组件排布在建筑中的位置应满足其所在部位的建筑防水、排水和保温隔热等要求。

组件排布应远离易燃易爆、高温发热、腐蚀性物质等。

2．2．1 组件选型

考虑到组件成本和安装便利性，项目选用了330Wp规格的组件。

2．2．2 组件排布设计

根据厂房屋顶条件，结合屋面的承重安全，本工程采用沿屋面坡度布置光伏组件。结合屋顶面积，兼顾光伏系统运行的可靠性，建成后维护费用、故障率以及发电收益等综合因素，光伏阵列南北方向适当位置预留500mm，东西方向适当位置预留1000mm的通道；布置两块组件之间东西向间距为20mm，南北向间距为20mm。

1＃厂房组件排布图

2＃厂房组件排布图

3＃厂房组件排布图

根据上述排布图，统计如下

组件排布信息表

项目建成排布图

2．2．3 支架方案

本工程光伏发电系统在原有建筑上建设，建筑屋顶结构为彩钢瓦形式。布置于彩钢瓦屋顶的光伏组件采用光伏支架与彩钢瓦夹具组合的方式安装。彩钢瓦屋面均为角驰型瓦，利用彩钢瓦的波峰，使用专用铝合金夹具固定支架导轨，采用平铺安装，对原屋顶没有破坏，无需做特别的防水措施。

2．3 组串设计

2．3．1 光伏组件串联数量

设计原则

● 同一组串中的各光伏组件的电性能参数应在偏差范围内。

● 同一组串内组件的方位朝向、安装倾角应保持一致；同一路MPPT下，不同组串的组件数量、方位朝向、安装倾角应保持一致。

● 方阵组串的最大功率工作电压变化范围应在逆变器的最大功率跟踪电压范围内。

● 方阵组串最大开路电压应不高于逆变器最大输入电压限值。

利用GB50797－2012《光伏发电站设计规范》中组串计算公式，如公式所示

2．4 逆变器选型

考虑本工程的系统稳定性和工程造价因素，选择固德威GW100K－HT和GW120K－HT这两种型号逆变器。

产品特点与优势

● 单机功率最大的380V组串式逆变器，BOS成本和LOCE最优

● 10／12路MPPT设计，每路MPPT为2路组串输入，提升系统容配比，减少组串失配

● 15A组串大电流，完美匹配182／210mm高功率组件

● 可配置直流拉弧检测功能（ AFCI ）

● 无易损件（无熔丝、无屏设计），无惧高温，高效发电

2．5 电气一次设计

根据光伏发电系统装机容量和厂房及公司用电情况，该项目选择低压单点并网，共有4个并网点，并网点分配如下

1号配电房是总配电房，配置两台变压器，变压器容量是2000KVA（1＃变压器）＋630KVA（2＃变压器）。1＃并网柜（F1）接入1＃变压器低压侧，该并网柜配置4台GW120K－HT逆变器，总功率为480KW；2＃并网柜（F2）接入2＃变压器低压侧，该并网柜配置4台GW100K－HT逆变器，总功率为400KW。

2号配电房是分配电房，配置两台变压器，变压器容量是2000KVA（3＃变压器）＋1250KVA（4＃变压器）。3＃并网柜（F3）接入3＃变压器低压侧，该并网柜配置4台GW120K－HT逆变器，总功率为480KW；4＃并网柜（F4）接入4＃变压器低压侧，该并网柜配置4台GW120K－HT的逆变器，总功率为480KW。

2．6 电气二次设计

本光伏发电系统以0．4kV电压多个并网点分散接入用户侧母线。该光伏发电系统按＂少人值班＂的原则进行设计。光伏发电系统采用以计算机监控系统为基础的监控方式，考虑本项目分布式光伏以低压接入，拟采用无线通信方式进行信息采集。另外，目前，低压接入的光伏系统暂不需要接入电力系统调度系统，可不必考虑与调度部门的电力调度。在业主站内统一安装一套分布式光伏后台管理系统，监控本项目所有区域的发电情况。

三、项目建成效益评估

项目建成后，预计首年发电量为288万度，25年总发电量为6448万度电，年平均发电为258万度电，平均每年为工厂节约150．74万元，相当于每年节约标准煤928．8吨，CO2减排632．1吨。
项目静态投资为840万元，考虑到利息支出、运维成本、税金等因数，预计回收期在5．5年。

本工程的建设对优化能源结构、保护环境，推进县（区）分布式光伏产业发展具备非常积极的意义。

总结

整县推进计划制定，旨在通过加快绿色能源投资加速向低碳社会转型，工商业屋顶是其中重要的一环，作为设备厂商，固德威通过技术创新，推动光伏行业数字化、标准化的健康可持续发展，合力促进碳中和目标早日实现。