光伏项目设计

本文专门对技术方面的各个阶段工作进行了分类说明，以强调设计的重要性，并正确认识设计的作用。

本文专门对技术方面的各个阶段工作进行了分类说明，以强调设计的重要性，并正确认识设计的作用。

一、光伏概念

太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池组件和其他辅助设备将太阳能转换成电能的系统。光伏发电系统的基础是太阳能电池组件，它是一种具有光电转换特性的半导体器件，能够直接将太阳辐射能转换成直流电，是光伏发电的最基本单元。光伏电池特有的电特性是通过在晶体硅中掺入某些元素（例如磷或硼等），从而在材料的分子电荷中造成永久的不平衡，形成具有特殊电性能的半导体材料。在阳光照射下，这种特殊电性能的半导体内部可以产生自由电荷，这些自由电荷定向移动并积累，从而在其两端形成电动势；当用导体将其两端闭合时，便会产生电流。这种现象被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。

二、光伏发电系统分类

通常，太阳能光伏发电系统可分为独立系统、并网系统和混合系统。若根据应用形式、应用规模和负载类型进行细致划分，可分为以下几种类型：小型太阳能光伏发电系统、太阳能光伏发电简单直流系统、大型太阳能光伏发电系统、太阳能光伏发电交流/直流供电系统、并网太阳能光伏发电系统、混合供电太阳能光伏发电系统以及并网混合太阳能光伏发电系统。

独立太阳能光伏发电系统在其闭路系统内部形成电路，通过太阳能电池组将接收的太阳辐射能量直接转换成电能供给负载，并将多余能量经过充电控制器后以化学能形式储存在蓄电池中。并网发电系统则通过太阳能电池组将接收的太阳辐射能量转换为电能，再经过高频直流转换变成高压直流电，最后通过逆变器逆变，向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。

三、光伏电站选址勘察

光伏发电站设计应对站址及其周围区域的工程地质情况进行勘探和调查，查明站址的地形条件、地貌特征、主要地层分布及物理力学性质、地下水条件等。设计应综合考虑日照条件、土地和建筑条件、安装和运输条件等因素，在满足安全可靠、经济适用、环保、美观以及便于安装和维护的基础上，优先采用新技术、新工艺、新设备、新材料。宜优先选用智能一体化设备或装置，并采用现代数字信息技术和集成优化控制管理系统，以满足电站安全、高效、经济运行的要求，并实现与智能电网、需求侧相互协调，与资源和环境相互融合。

四、项目设计批复

光伏电站项目取得项目备案后，需立即与当地省、市电力公司沟通，获得其同意，并委托具备相应资质的单位编写接入设计方案。随后，组织接入设计评审，获取接入批复。备案证是光伏项目的行政审批通行证，是办理工程项目建设手续的基础；而接入批复则是光伏项目的电力审批通行证。因此，在电力方面，接入批复是所有工作的基础，也是电力设计工作的起点。

五、设计流程

在整个项目过程中，设计工作贯穿项目全流程，即在任何环节都必不可少。例如，在项目研判阶段，必须由设计和工程部门共同参与，以完成项目可行性评价；在建设阶段，设计与工程同等重要；在运营阶段，仍需保持设计的回访与持续改造，以提高设计单位和部门的技术水平，并改善电站的设计性能。

六、站址选择

光伏发电站的站址选择应根据国家可再生能源中长期发展规划、地区自然条件、太阳能资源、交通运输、电网接入、电力消纳、地区经济发展规划以及其他设施等因素进行全面考量。在选址工作中，应从全局出发，正确处理与相邻农业、林业、牧业、渔业、工矿企业、城市规划、国防设施和人民生活等各方面的关系。

选址时，应结合电网结构、电力负荷、交通、运输、环境保护要求、出线走廊、地质、地震、地形、水文、气象、占地拆迁、施工以及周围工矿企业对电站的影响等条件，拟定初步方案，并通过全面的技术经济比较和经济效益分析，提出论证和评价。若有多个候选站址，应给出推荐站址的排序。

光伏发电站选择站址时，应避开空气经常受悬浮物严重污染的地区、泥石流和滑坡地段。在危岩、发震断裂地带、岩溶发育区、采空区和地质塌陷区等进行选址时，应进行地质灾害危险性评估。应避让重点保护的文化遗址。若站址地下深处压有文物或矿藏，除应取得文物、矿藏有关部门同意的文件外，还应对文物和矿藏开挖后的安全性进行评估安全性进行评估。除与建筑相结合的光伏发电系统外，光伏发电站站址选择应避让自然保护区、水源保护地。应优先利用未利用荒地，不应破坏原有水系，做好植被保护，减少土石方开挖量，并应节约用地，减少房屋拆迁和人口迁移。应考虑电站达到规划容量时接入电力系统的出线走廊。条件合适时，可在风电场内建设光伏发电站。

（图4.1山地光伏电站）

利用山地建设的光伏发电站，在选址时首先需要分析周边山体的阴影遮挡范围，在阴影遮挡范围之外，优先选择主导坡向朝南的山坡布置光伏组件。坡度应满足施工和运行的安全性要求，并综合考虑用地属性、周边山体遮挡、冲沟等因素的影响。

（图4.2固定式水面光伏电站）

光伏方阵采用固定式基础的水面光伏电站的站址，应依据水体底部岩土构成和当地水文气象条件，综合考虑施工、运行等因素，经技术经济性比较后选择。

（图4.3漂浮式水面光伏电站）

光伏方阵采用漂浮式支撑结构的水面光伏电站的站址，则应根据工程所在地的水深、水流、结冰、波浪、风速等自然条件，综合考虑施工和运行的安全性与可靠性后进行选择。

与设施农业、林业相结合的光伏电站的站址，应结合当地自然条件、农作物和种植物的生长规律及特点进行选择。

七、光伏发电站站址防洪设计

站址设计，应符合下列要求：

光伏发电站的光伏方阵区按不同规划容量所对应的防洪标准应符合下表规定。对于光伏方阵区内地面低于上述标准的区域，应采取有效的防洪措施。防洪措施可以是建设整个电站的防洪堤或区域防洪堤，也可以通过提高设备和建筑物基础来满足防洪标准。具体采用何种措施，可根据项目特点通过技术经济比较后确定。防排洪措施宜在首期工程中按规划额定容量统一规划，分期实施。光伏方阵区防洪等级和防洪标准

光伏发电站的升压配电及生活管理区的防洪标准应满足国家现行标准《35kV-110kV变电站设计规范》GB50059和《220kV-750kV变电站设计规程》DL/T5218的要求。

位于海滨的光伏发电站，若设置防洪堤或防浪堤，其堤顶标高应依据上表中“光伏方阵区防洪等级和防洪标准”的要求，并满足重现期为30年、波列累计频率1%的浪爬高加上0.5米的安全超高来确定。

位于江、河、湖旁的光伏发电站，若设置防洪堤，其堤顶标高应按上表中的要求，增加0.5米的安全超高；当受风、浪、潮影响较大时，还应再加上重现期为30年的浪爬高。

在以内涝为主的地区建站并设置防洪堤时，其堤顶标高应按30年一遇的设计内涝水位加上0.5米的安全超高来确定。位于西北干旱地区的光伏电站，应采取站区内的融雪或短时暴雨排洪措施。

利用山地建设的光伏发电站，应设置防止和排除山洪的措施，防排设施应按50年一遇的山洪设计。

当光伏方阵区不设防洪堤时，光伏方阵区电气设备底标高和建筑物室内地坪标高，应按照上表中“光伏方阵区防洪等级和防洪标准”的防洪标准，或30年一遇最高内涝水位加上0.5米的安全超高来确定。当受风、浪、潮影响较大时，还应再加上重现期为30年的浪爬高。