分布式光伏电站在石家庄市城市轨道交通一期工程的应用

分布式光伏电站在石家庄市城市轨道交通一期工程的应用

张建辉

张建辉

石家庄市轨道交通有限责任公司河北省石家庄市050000

摘要：城市和工业的发展导致石家庄空气污染情况严重，长期位列我国空气污染城市前十名，环境问题时刻牵动着当地政府和百姓的神经。因此，以“绿色”为标签的光伏发电项目从立项之日起就备受各方关注，本文以分布式光伏电站在石家庄市城市轨道交通一期工程的应用为例，结合城市轨道交通的特点,提出了光伏发电系统在城市轨道交通中的应用方案,为城市轨道交通中新能源的利用提供新的思路。

关键词：光伏发电城市轨道交通应用

一、项目概况

石家庄市城市轨道交通1号线一期工程线路沿中山路、长江大道、秦岭大街敷设，均为地下线，全长23.9km，设车站20座，西兆通综合维修基地1座，张营停车场1座。

为响应国家节能减排、调整能源结构的号召，1号线一期工程概算中列入了1000万元分布式太阳能光伏发电项目的建设资金并经省发改委批复。本项目设置在西兆通车辆段的联合检修库、运用库的屋面，占用屋顶面积约12000平米，安装容量为1004.19KW，在西兆通混合变电所和追随所的低压配电柜处与集中供电电网并网运行，为混合变电所和追随所低压负荷供电，是我国地铁领域的第一个兆瓦级的分布式光伏电站。

光伏发电受光照、温度、外界环境变化影响较大，石家庄地区属于温带大陆性气候，四季分明，年平均日照时数约为2400小时，属于三级可利用区。预估平均日发电量约4000千瓦时，建成后每年可节省标煤400吨，可减少粉尘排放300吨，氮氧化合物排放16吨，二氧化碳排放1100吨，二氧化硫排放33吨。每年还将提供大约120万度零碳排放绿色电能。

二、技术方案

本光伏电站为分布式光伏电站，选用255Wp型多晶硅光伏组件，为最佳倾角(经计算，最佳倾角为31°)固定式安装，利用西兆通综合维修基地内运用库厂房及联合检修库厂房屋顶布置光伏组件，共布置组件3938块，本项目为低压0.4KV并网，共分为4个并网点，其中运用库厂房跟随降压变电所内设置2个并网点，联合检修库厂房跟随降压变电所内设置2个并网点。

一次系统图

三、安装方案

由于西兆通综合维修基地的屋面材料为天基板，按照一般分布式光伏电站的建设经验与设计标准，此类屋面的荷载能力不足以建设光伏电站。设计采用了将屋顶主结构钢梁作为光伏支架的受力载体的解决方案，不仅解决了天基板屋面承载力不够的问题，而且没有改变原设计单位的总体设计，收到了理想的效果。

光伏支架安装示意图

为了使光伏电站的建设不影响西兆通综合维修基地的总体规划，光伏电站所有的设备都安放在屋顶和室内，使得该项目成为了一个“隐形的光伏电站”。集中式低压并网逆变器，与一般的集中式逆变器不同，这种逆变器无需通过外部变压器升压，可放置在室内，与原400伏配电网络直接并网运行，具有性能优异、部署灵活等优点。

本项目光伏组件采用最佳倾角安装。根据软件计算，光伏组件倾角为31°时倾斜面上接受的辐射量最大，为最佳倾角，当方位角为0°时，倾斜面上接受的太阳辐射量如下表：

四、项目管理

依照国家能源局2013年11月18日发布的《分布式光伏发电项目的管理暂行办法》第八条相关规定，光伏发电项目由国务院能源主管部门及其派出机构对光伏发电并网服务情况实施监管，电网企业应当为分布式光伏发电在并网申请受理、接入系统方案制订、合同和协议签署、并网验收和并网调试提供便利条件。

初步设计阶段，工程一部牵头，组织设计单位向国网石家庄供电分公司完成了项目报备事项，并取得了供电部门出具的接入方案批复意见。根据接入方案，及时完成了项目施工图的设计工作。

公司通过公开招标选定了中天光伏科技有限公司为该项目的设备供应及安装单位。并于2015年12月6日签订了合同。合同签订后，工程一部精心组织、合理安排，项目在2016年11月完成了施工通过了供电部门的验收，并成功并网运行。项目实施过程中，应注意以下问题：

1、严格按图施工，遇到问题及时沟通，提前解决，确保电站建设质量。

2、现场交叉作业，需及时进行协调，避免各施工工序互相延误工期，造成窝工。

3、做好成品保护工作，避免其他施工方进行成品破坏。

五、结语

截止目前，该项目运行稳定，各项技术指标均优于设计标准，依靠国家的政策补贴，产生了较好的经济效益；同时因该项目在我国地铁领域是首个达到兆瓦及规模的分布式光伏电站，除了经济效益外，也产生了良好的社会效益，至今已有包括央视财经频道、《现代城市轨道交通杂志》、河北电视台、河北交通广播电台等十余家报刊媒体进行了宣传报道，使该项目成为了石家庄城市轨道交通一期工程的一大亮点。