光伏項目設計

本文專門對技術方面的各個階段工作進行了分類說明，以強調設計的重要性，并正確認識設計的作用。

本文專門對技術方面的各個階段工作進行了分類說明，以強調設計的重要性，并正確認識設計的作用。

一、光伏概念

太陽能光伏發電系統是利用太陽能電池組件和其他輔助設備將太陽能轉換成電能的系統。光伏發電系統的基礎是太陽能電池組件，它是一種具有光電轉換特性的半導體器件，能夠直接將太陽輻射能轉換成直流電，是光伏發電的最基本單元。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體材料。在陽光照射下，這種特殊電性能的半導體內部可以產生自由電荷，這些自由電荷定向移動并積累，從而在其兩端形成電動勢；當用導體將其兩端閉合時，便會產生電流。這種現象被稱為“光生伏特效應”，簡稱“光伏效應”。

二、光伏發電系統分類

通常，太陽能光伏發電系統可分為獨立系統、并網系統和混合系統。若根據應用形式、應用規模和負載類型進行細致劃分，可分為以下幾種類型：小型太陽能光伏發電系統、太陽能光伏發電簡單直流系統、大型太陽能光伏發電系統、太陽能光伏發電交流/直流供電系統、并網太陽能光伏發電系統、混合供電太陽能光伏發電系統以及并網混合太陽能光伏發電系統。

獨立太陽能光伏發電系統在其閉路系統內部形成電路，通過太陽能電池組將接收的太陽輻射能量直接轉換成電能供給負載，并將多余能量經過充電控制器后以化學能形式儲存在蓄電池中。并網發電系統則通過太陽能電池組將接收的太陽輻射能量轉換為電能，再經過高頻直流轉換變成高壓直流電，最后通過逆變器逆變，向電網輸出與電網電壓同頻、同相的正弦交流電流。

三、光伏電站選址勘察

光伏發電站設計應對站址及其周圍區域的工程地質情況進行勘探和調查，查明站址的地形條件、地貌特征、主要地層分布及物理力學性質、地下水條件等。設計應綜合考慮日照條件、土地和建筑條件、安裝和運輸條件等因素，在滿足安全可靠、經濟適用、環保、美觀以及便于安裝和維護的基礎上，優先采用新技術、新工藝、新設備、新材料。宜優先選用智能一體化設備或裝置，并采用現代數字信息技術和集成優化控制管理系統，以滿足電站安全、高效、經濟運行的要求，并實現與智能電網、需求側相互協調，與資源和環境相互融合。

四、項目設計批復

光伏電站項目取得項目備案后，需立即與當地省、市電力公司溝通，獲得其同意，并委托具備相應資質的單位編寫接入設計方案。隨后，組織接入設計評審，獲取接入批復。備案證是光伏項目的行政審批通行證，是辦理工程項目建設手續的基礎；而接入批復則是光伏項目的電力審批通行證。因此，在電力方面，接入批復是所有工作的基礎，也是電力設計工作的起點。

五、設計流程

在整個項目過程中，設計工作貫穿項目全流程，即在任何環節都必不可少。例如，在項目研判階段，必須由設計和工程部門共同參與，以完成項目可行性評價；在建設階段，設計與工程同等重要；在運營階段，仍需保持設計的回訪與持續改造，以提高設計單位和部門的技術水平，并改善電站的設計性能。

六、站址選擇

光伏發電站的站址選擇應根據國家可再生能源中長期發展規劃、地區自然條件、太陽能資源、交通運輸、電網接入、電力消納、地區經濟發展規劃以及其他設施等因素進行全面考量。在選址工作中，應從全局出發，正確處理與相鄰農業、林業、牧業、漁業、工礦企業、城市規劃、國防設施和人民生活等各方面的關系。

選址時，應結合電網結構、電力負荷、交通、運輸、環境保護要求、出線走廊、地質、地震、地形、水文、氣象、占地拆遷、施工以及周圍工礦企業對電站的影響等條件，擬定初步方案，并通過全面的技術經濟比較和經濟效益分析，提出論證和評價。若有多個候選站址，應給出推薦站址的排序。

光伏發電站選擇站址時，應避開空氣經常受懸浮物嚴重污染的地區、泥石流和滑坡地段。在危巖、發震斷裂地帶、巖溶發育區、采空區和地質塌陷區等進行選址時，應進行地質災害危險性評估。應避讓重點保護的文化遺址。若站址地下深處壓有文物或礦藏，除應取得文物、礦藏有關部門同意的文件外，還應對文物和礦藏開挖后的安全性進行評估安全性進行評估。除與建筑相結合的光伏發電系統外，光伏發電站站址選擇應避讓自然保護區、水源保護地。應優先利用未利用荒地，不應破壞原有水系，做好植被保護，減少土石方開挖量，并應節約用地，減少房屋拆遷和人口遷移。應考慮電站達到規劃容量時接入電力系統的出線走廊。條件合適時，可在風電場內建設光伏發電站。

（圖4.1山地光伏電站）

利用山地建設的光伏發電站，在選址時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，優先選擇主導坡向朝南的山坡布置光伏組件。坡度應滿足施工和運行的安全性要求，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的水面光伏電站的站址，應依據水體底部巖土構成和當地水文氣象條件，綜合考慮施工、運行等因素，經技術經濟性比較后選擇。

（圖4.3漂浮式水面光伏電站）

光伏方陣采用漂浮式支撐結構的水面光伏電站的站址，則應根據工程所在地的水深、水流、結冰、波浪、風速等自然條件，綜合考慮施工和運行的安全性與可靠性后進行選擇。

與設施農業、林業相結合的光伏電站的站址，應結合當地自然條件、農作物和種植物的生長規律及特點進行選擇。

七、光伏發電站站址防洪設計

站址設計，應符合下列要求：

光伏發電站的光伏方陣區按不同規劃容量所對應的防洪標準應符合下表規定。對于光伏方陣區內地面低于上述標準的區域，應采取有效的防洪措施。防洪措施可以是建設整個電站的防洪堤或區域防洪堤，也可以通過提高設備和建筑物基礎來滿足防洪標準。具體采用何種措施，可根據項目特點通過技術經濟比較后確定。防排洪措施宜在首期工程中按規劃額定容量統一規劃，分期實施。光伏方陣區防洪等級和防洪標準

光伏發電站的升壓配電及生活管理區的防洪標準應滿足國家現行標準《35kV-110kV變電站設計規范》GB50059和《220kV-750kV變電站設計規程》DL/T5218的要求。

位于海濱的光伏發電站，若設置防洪堤或防浪堤，其堤頂標高應依據上表中“光伏方陣區防洪等級和防洪標準”的要求，并滿足重現期為30年、波列累計頻率1%的浪爬高加上0.5米的安全超高來確定。

位于江、河、湖旁的光伏發電站，若設置防洪堤，其堤頂標高應按上表中的要求，增加0.5米的安全超高；當受風、浪、潮影響較大時，還應再加上重現期為30年的浪爬高。

在以內澇為主的地區建站并設置防洪堤時，其堤頂標高應按30年一遇的設計內澇水位加上0.5米的安全超高來確定。位于西北干旱地區的光伏電站，應采取站區內的融雪或短時暴雨排洪措施。

利用山地建設的光伏發電站，應設置防止和排除山洪的措施，防排設施應按50年一遇的山洪設計。

當光伏方陣區不設防洪堤時，光伏方陣區電氣設備底標高和建筑物室內地坪標高，應按照上表中“光伏方陣區防洪等級和防洪標準”的防洪標準，或30年一遇最高內澇水位加上0.5米的安全超高來確定。當受風、浪、潮影響較大時，還應再加上重現期為30年的浪爬高。