湖南国家级技术开发区30MW光伏发电项目可行性分析

【摘要】在国家级经济开发区湘潭九华示范区所辖的香港工业园、台湾工业园、高新科技园以及汽车工业园建设30MW大规模集中连片光伏发电及智能微电网应用示范项目，以解决本地工业园区日益严重的电力紧缺问题，实践一条新能源可持续开发利用的新途径。

【关键词】光伏发电；智能微电网

1. 概述

湖南国家级经济技术开发区30MW光伏发电项目是国内目前规划规模最大的集中连片光伏发电示范项目，采用先进的电气测量及控制技术，通过测控系统，可以在中心控制室对各个子项目、分系统实现“四遥”功能，即遥测、遥信、遥控、遥调。通过先进的测量和信息采集系统，了解各现场及各种设备的运行状态，还可以轻松实现远程控制和远程调节和调度。

该项目太阳能光伏发电系统最终规模装机30711.6kWp，实际输出最大交流功率约30MWp，光伏发电以三种方式（380V并网、10kV并网、微电网并网）接入湘潭国家级经济技术开发区的内部电网，为开发区各种内部负载供电，全部光伏发电出力均实现自发自用。本项目总投资为35773.03万，预计年发电量2763.4543万kWh。

智能微电网是集微能源及负荷、能量管理系统、先进的智能测控技术为一体的独立的微型智能输配电系统，本项目将采用智能微电网技术与大规模屋顶光伏发电技术相结合，来实现预期的实际效果和示范意义。

2. 技术可行性分析

据2011年统计，湘潭市正常电力负荷为115万千瓦。电力能源主要来源于三峡电站、湘潭市6家火电厂（装机容量201.8447万千瓦），6家小水电厂（装机容量3.8263万千瓦），一家垃圾发电厂（装机容量0.0975万千瓦）。实际因缺煤缺水问题，2011年湖南省经信委、省电力公司下达给湘潭市的电力指标为56万千瓦，湘潭市电力缺口为59万千瓦，缺口比例为51%左右。湘潭市政府市电业局为此下达有序用电通知，对湘潭的企业单位实行每周停两天开五天及错峰用电的限电措施。2011年湘潭市的电力缺口已高达59万千瓦时，缺口比例达到51%，缺电现象非常严重。

国家级经济技术开发区(湘潭)30MW集中连片光伏发电及智能微电网应用示范项目选用190Wp的单晶硅电池组件161640块，总容量为30711.6kWp。智能微电网采用兴业太阳能自主研发的SMG－C03TM系统。

SMG-C0X TM系统兼容多种可再生能源分布式发电技术，通过最有效的多级母线拓扑结构形式，实现多重母网与子网的有机连接，利用能量管理系统实时

预测、调度和监控系统运行面可实现的智能监控，来完成智能微电网系统的安全、可靠和经济地运行。SMG－C03TM智能微电网系统目前业已成功地应用在珠海东澳岛MW级风/光/柴/蓄智能微电网系统、珠海万山岛MW级智能微电网系统、天津中新生态城万拓住宅中心智能微电网项目以及湖南兴业产业园智能微电网系统等，其中东澳岛智能微电网系统已经有超过18个月的系统验证和商业运营经验，并获得4项发明专利、8项实用新型专利，以及获得国家发改委、可再生能源协会、科技部产学研协会相关新能源利用的示范项目称号以及有关奖项。

按照国家级经济技术开发区(湘潭)30MW集中连片光伏发电及智能微电网应用示范项目的装机容量、位置和项目所在地的配网情况，光伏发电使用单晶硅光伏组件（功率190Wp，电池转换率14.88％），光伏子系统分散安装，为实现太阳能光伏发电就地生产，就地消耗，各子系统按照下述接入方案接入电网：

1）在香港工业园金海重工（H-2）厂房分离出1MW光伏系统，在台湾工业园中冶京诚（T-1）分离出4MW光伏系统，并分别组建智能微电网，智能微电网规模合计达到5MW。智能微电网就近并入380V低压电网。

2）在台湾工业园中冶京诚（T-1）有6MW光伏系统通过变压器升压至10kV后，并入10kV中压电网，供园区内部负载消耗光伏出力。

3）其余光伏发电系统均采用并网型逆变器将直流电逆变为380V交流电后，直接并入所在建筑的低压母线上，供建筑内部负载即时消耗光伏出力。

整个工程占用面积为341904平方米。本工程屋面预留荷载为0.5KN/m2 ，本光伏系统安装后屋面的增加重量为0.28KN/m2；安装系统增加重量均小于0.5KN/m2，符合设计要求。

太阳能光伏组件被大面积应用在屋顶平面上，对应支架均采用标准化支架系统安装，从而简化安装过程，节省安装时间，节约项目成本。

太阳光伏组件安装在室外，当雷电发生时太阳电池组件有可能会受到雷击的侵入。太阳能电池组件防雷击措施主要有：

（1）金属支架结构与建筑物主体避雷系统应有可靠连接，各连接点的接地电阻小于4欧姆；（2）直流接线箱内进行一级防雷保护，安装防雷过电压浪涌保护器；

（3）对沿交流输出线侵入的感应雷的保护，逆变器本身已经具有过电压保护功能，同时并接的外部电网系统也有防雷系统进行保护作用；

（4）对所有引入配电室的线槽金属外壳进行可靠接地处理以削减雷电波侵入的幅值。

由于光伏发电站属于静止型电源，不存在系统故障时发电机转角的同步稳定