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1、 企 业 标 准 Q/SPI 9741-2016 代替 Q/CPI 169-2015 光伏发电工程典型设计 2016-12-15发布 2017-01-01实施 国家电力投资集团公司 发 布Q/SPI 9741-2016 光伏发电工程典型设计 - I - 目 录 前 言 . I 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 定义与术语 . 2 4 编制原则 . 3 4.1 设计原则 3 4.2 使用原则 3 5 典型设计 . 3 5.1 概述 3 5.2 光伏阵列系统总体方案 4 5.3 升压站/开关站电气一次. 8 5.4 升压站/开关站电气二次 12 5.5 固定式支架设计. 37 5.
2、6 支架基础设计. 40 5.7 房屋建筑工程. 44 5.8 升压站室外结构土建设计. 47 5.9 其他土建工程. 49 5.10 给排水消防设计 50 6 典型设计实例 53 Q/SPI 9741-2016 光伏发电工程典型设计 - II - 前 言 为规范国家电力投资集团公司（以下简称集团公司）全资和控股的新建、扩建和改建光伏发电站项目工程的设计工作，指导设计工作，特制定本标准。 本标准由集团公司水电与新能源部提出、组织起草并归口管理。 本标准主要起草单位：中电投电力工程有限公司。 本标准本次修订主要起草人： 周 平、贾约明、何小奥、刘春辰、李 炅、 申红霞、陈小丁、白 洁、张大顶、孙
3、春林、李 良、钱 贇、郭 黎、卜芝芳、 李海臣、刘 璇、徐振兴、董小改、余龙飞。 本标准本次修订主要审查人： 夏 忠、李树雷、徐树彪、李建勋、王举宝、 赵永青、郭苏煜、张皖军、李品格、谢骊骊、瑜 丽、莫玄超、郭伟锋、王 军、 邱 云、徐林刚、陈春喜、张 勇、张洪伟、赵 辉、李佳林、石 磊、施江峰、 胡纯星、曹云雪。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为：Q/CPI 169-2015。 Q/SPI 9741-2016 光伏发电工程典型设计 第 1 页 共 56 页 光伏发电工程典型设计 1 范围 1 范围 1.1 本标准适用于集团公司及所属全资、控股公司新建、扩建和改建光伏发电站项目工程的设计工
4、作，境外投资建设的光伏发电工程可参照执行。 1.2 本标准适用于接入 10kV 及以上电压等级电网的地面并网型光伏发电工程可研设计，其他离网型、微网型及建筑光伏发电工程可参照执行。 1.3 光伏发电工程设计一般包括光伏发电区和升压变电站（开关站）两部分。光伏发电工程接入系统设计按有关规定执行。 1.4 集团公司光伏发电工程设计除参照本标准外，还应符合现行国家法律、法规、技术标准的规定。 2 规范性引用文件 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 897
5、8 污水综合排放标准 GB 11032 交流无间隙金属氧化物避雷器 GB 50009 建筑结构荷载规范 GB 50017 钢结构设计规范 GB 50018 冷弯薄壁型钢结构设计规范 GB 50046工业建筑防腐蚀设计规范 GB 50229 火力发电厂和变电所设计防火规范 GB 50797 光伏发电站设计规范 GB/T 13912 金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法 DL/T 620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL/T 621 交流电气装置的接地 DL/T 634.5101 远动设备及系统 第 5101 部分:传输规约 基本远动任务配套标准 DL/T 634.5104 远动
6、设备及系统 第 5-104 部分:传输规约 采用标准传输协议子Q/SPI 9741-2016 光伏发电工程典型设计 第 2 页 共 56 页 集的 IEC60870-5-101 网络访问 DL/T 804 交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则 DL/T 5002 地区电网调度自动化设计技术规程 DL/T 5003 电力系统调度自动化设计技术规程 NB/T 32004 光伏发电并网逆变器技术规范 JGJ 79 建筑地基处理技术规范 GD 003-2011 光伏发电工程可行性研究报告编制办法（试行） Q/SPI 9705-2016 光伏发电工程可研设计管理导则与深度要求 Q/SPI 9708-20
7、16 光伏发电站施工质量检查及验收规程(试行) Q/SPI 9742-2016 光伏发电工程设计造价控制指标（2016 年水平） 3 定义与术语 3 定义与术语 3.1 光伏组件 PV module 具有封装及内部联结的、能独立提供直流电输出的、最小不可分割的太阳电池组合装置。又称太阳电池组件。 3.2 光伏组件串 photovoltaic modules string 在光伏发电系统中，将若干个光伏组件串联后，形成具有一定直流输出电压的电路单元。 3.3 光伏发电单元 photovoltaic (PV) power unit 光伏发电站中，以一定数量的光伏组件串，通过直流汇流箱多串汇集，经逆
8、变器逆变与隔离升压变压器升压成符合电网频率和电压要求的电源。这种一定数量光伏组件串的集合称为光伏发电单元，又称单元发电模块。 3.4 光伏方阵 PV array 将若干个光伏组件在机械和电气上按一定方式组装在一起并且有固定的支撑结构而构成的直流发电单元。又称光伏阵列。 3.5 光伏发电系统 PV power system 利用太阳电池的光伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。 3.6 光伏发电站 PV Station 以光伏发电系统为主，包含各位建（构）筑物及检修、维护、生活等辅助设施在内的发电站。 Q/SPI 9741-2016 光伏发电工程典型设计 第 3 页 共 56 页 3.
9、7 峰值日照时数 peak sunshine hours 一段时间内的辐照度积分总量相当于辐照度为 1000W/m2的光源所持续照射的时间，其单位为小时（h） 。 3.8 光伏发电站年峰值日照时数 annual peak sunshine hours of PV station 将光伏方阵面上接收到的年太阳总辐照量，折算成辐照度 1000W/m2下的小时数。 3.9 年发电利用小时数 annual utilization hours 将光伏方阵年度发电总量，折算成按额定工况计算时，电池阵列的年运行小时。 3.10 集中式逆变器 central inverter 阵列采用直流汇流方案时，布置于逆
10、变器室的不小于 500kW 的逆变器。 3.11 组串式逆变器 string inverter 阵列采用交流汇流方案时，布置于阵列区内的小于 100kW 的逆变器。 4 编制原则 4 编制原则 4.1 设计原则 4.1.1 应符合国家有关法律、法规和国家标准、行业标准及地方标准的要求。 4.1.2 满足“安全可靠、经济适用、技术先进、节能环保”的要求，具有通用性、统一性、兼顾性和前瞻性。系统设计原则上采用集团技术路线，即采用晶硅组件、固定式支架、集中式逆变器的阵列区布置方案，并通过技术、经济等因素综合比较，选用综合指标最优方案。 4.2 使用原则 在建设条件相同或相近的情况下，原则上采用本典型
11、设计方案。 5 典型设计 5 典型设计 5.1 概述 本典型设计主要包含以下内容： 5.1.1 光伏阵列区系统：采用集中式逆变器系统方案、采用组串式逆变器系统方案。 5.1.2 管理区及升压站电气：35kV/10kV 开关站方案、110kV 线路变压器组合接线方案、110kV 单母线接线方案。 5.1.3 土建设计：固定式支架设计、支架基础设计、房屋建筑工程、升压站室外结构土建设计、其他土建工程设计。 5.1.4 给排水消防设计：光伏电站给排水设计和工程消防设计常规方案。 Q/SPI 9741-2016 光伏发电工程典型设计 第 4 页 共 56 页 5.2 光伏阵列系统总体方案 5.2.1
12、设计原则 5.2.1.1 太阳电池组件选型 1 根据目前已商业化的各种太阳电池组件的制造水平、技术成熟度、运行可靠性、未来技术发展趋势等，并结合光伏电站的太阳辐照特征、安装条件和环境条件，经技术经济综合比较，选择太阳电池组件类型。 2 对于集中式并网光伏电站，由于装机容量大，占地面积广，组件用量和安装量均比较大，故在价格接近的前提下，应优先选用峰值功率较大的电池组件，以减少占地面积，减少组件安装量。 3 综合集团公司近年来项目建设及运行经验，本典型设计采用晶硅太阳能电池组件。 5.2.1.2 光伏阵列运行方式 1 目前集中式并网光伏电站所采用的光伏阵列运行方式主要有最佳倾角（全年发电量最大时的
13、倾角）固定式、水平单轴跟踪式、斜单轴跟踪式以及双轴跟踪式等。固定式初始投资较低、且支架系统基本免维护；自动跟踪式初始投资较高、需要一定的维护，但发电量较最佳倾角固定式相比有一定的提高。 2 综合集团公司近年项目建设及运行经验，本典型设计采用最佳倾角固定式运行方式，即计算辐照量最大的倾角后，根据场地实际情况，选取最佳倾斜角度。 5.2.1.3 逆变器选型 1 逆变器选型应满足 NB/T32004-2013 等标准及集团公司集中采购技术规范。 2 逆变器转换效率越高，则光伏发电系统的系统效率越高，系统总发电量损失越小。故在单台额定容量相同时，应优先选择转换效率高的逆变器。 3 逆变器的直流输入电压
14、范围宽，可以将早晨和傍晚太阳辐照度较低的时间段的发电量加以利用，从而延长发电时间，增加发电量。同时，还可以使逆变器所配用的组件类型多样化。因此应选择直流输入电压范围较宽的逆变器。 4 逆变器应具有一定的抗干扰能力、环境适应能力、瞬时过载能力。根据电网对光伏电站运行方式的要求，逆变器应具有交流过压、欠压保护，超频、欠频保护，防孤岛保护，短路保护，交流及直流的过流保护，过载保护，反极性保护，高温保护等保护功能，低电压穿越、自动功率调节、自动无功调节及电压调整等功能。 5 逆变器应有多种通讯接口进行数据采集并发送到控制室，其控制器还应有模Q/SPI 9741-2016 光伏发电工程典型设计 第 5
15、页 共 56 页 拟输入端口与外部传感器相连，测量日照和温度等数据，便于相关数据处理分析。 6 选用集中式逆变器时，根据工程所在地区气候条件可选用集箱式布置方案及逆变器室方案。选用组串式逆变器时，推荐方阵内采用 6 台交流汇流箱的布置方案，并根据所选设备选择连接电缆型号。 7 综合集团公司近年项目建设及运行经验，本典型设计推荐在地势较为平坦的平地光伏电站及坡向较为一致的山地光伏电站采用集中式逆变器， 在地势起伏较大及坡向较为复杂时采用组串式逆变器。 5.2.1.4 直流柜设计 当采用集中式逆变器方案时，每台 500kW 逆变器配置 1 台直流配电柜，每台直流配电柜配置若干个固定式光伏专用直流断
16、路器， 直流断路器额定电流按实际工程中汇流路数最多的汇流箱直流断路器或直流负荷开关额定电流选取， 直流断路器的开关位置状态、故障状态均引至端子排，接入逆变器室测控装置。应具有测量母线电压、电流、输出功率、电能的功能并配有光伏专用防雷器，正负极都具备防雷功能。 5.2.1.5 升压箱式变压器 原则上每个方阵根据逆变器容量选取对应容量变压器， 变压器形式及低压侧电压等级根据所选逆变器的特点来确定，箱变应能进行远程监控，应配置箱变测控装置，具备智能接口，可与逆变器室数据采集装置通讯，自用电源取自箱变内辅助干式变压器，测控装置电源及高压负荷开关操作电源取自箱变内辅助干式变压器。 。 阵列升压箱式变压器电压等级需根据接入系统方案设计确定，
