綠色能源 低碳清潔

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　　摘 要：介紹了寧波北侖巖東水務有限公司的并網光伏發電系統，利用污水處理廠的構筑物上方的有效空間，安裝光伏發電太陽能光伏板，既滿足了污水處理廠白天用電高峰期的電力供應，又在一定程度上控制了污水池的蒸發量和溫度，同時光伏板對污水池的遮擋，能有效抑制池內水體藻類生長，一定程度上提高了污水處理效率及污水處理能力。
　　關鍵詞：污水處理廠;光伏發電;綠色清潔能源
　　中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）09-0009-02
　　0 引言
　　“寧波北侖巖東水務有限公司”前身為“寧波經濟技術開發區巖東污水處理廠”，公司承擔著北侖區域614平方公里納入市政管網范圍內的生活污水和生產廢水處理。其中巖東污水處理廠服務于北侖城區中片區，服務面積為125平方公里，總污水處理能力28萬噸/日;巖東再生水廠生產能力達到10萬噸/日，是化解區域發展與水資源短缺瓶頸的有效途徑。公司以“保護環境、凈化水質、服務社會、促進發展”為宗旨，厲行節能減排，持續改進區域生態環境。
　　作為國有企業，我們既要做環保產業的‘帶頭人’，也應該成為節能減排的‘模范生’;節能減排、清潔發展，可以促進公司的可持續發展，公司用電成本占到公司運行總成本的40%，我們亟待降本增效。分布式光伏發電項目作為當前國家鼓勵和大力扶持的新能源產業，光伏發電可以提供綠色清潔能源，除了能夠節能減排還能降本增效。
　　1 光伏發電系統選擇
　　1.1 選擇原則
　　（1）在滿足污水處理廠污水處理工藝的前提下，合理建設并網光伏太陽能電站。（2）在滿足污水處理廠設備檢修的前提下，合理安裝太陽能電板。（3）保證電氣配電系統的供電可靠性，并輸出高品質的光伏電能。
　　1.2 項目場地與系統的選擇
　　巖東污水處理廠占地面積比較大的區域主要包括：初沉池、二沉池、氧化溝以及再生水生產區域等，由于再生水生產區域面積分散，初沉池、氧化溝區域本身頂部已加蓋，考慮到二沉池為敞開式結構，污水池的蒸發量比較大，陽光直射容易造成池內水體藻類生長，溫度變化大，根據生產實際需求以及多次現場實地勘察、技術分析，確定分布式并網光伏電站建造在二沉池頂部。
　　“污水處理是高耗能產業，巖東污水處理廠的用電負荷約為3100kW，每年處理污水的耗電量達到2700萬千瓦時，平均電費單價達到每度0.731元。二沉池區域主要包括六個二沉池，其中四個為直徑50米的二沉池和兩個直徑57米的二沉池，總占地面積22000平方米，根據二沉池的構筑物的可利用面積、太陽能電池板的總面積、光電轉換效率等，計算得到光伏電站的總裝機容量為2950kW，共可安裝10820片光伏電池組件。
　　1.3 電氣接入系統選擇
　　巖東水務有限公司供電系統采用雙電源一主一備供電模式。主供電源來自110kV甬稅變，通過35kV甬巖3139線接入公司35kV配電系統，經過35kV主變壓器供給全公司10kV主母線，再通過各出線間隔輸送至下級三個10kV配電系統，供電全公司各級用電負荷;備供電源來自110kV明珠變，直接通過10kV明水H238線，供給10kV主母線。公司的電力系統全部來自國家電網供給。
　　公司下級三個10kV系統分別為巖東三四期配電系統、巖東一二期配電系統以及再生水配電系統，可以安裝光伏電站的裝機容量為2950kW，接入電氣系統的電壓采用400的情況下，線路損耗大，需要選擇很大的電纜截面，而且單個下級配電系統無法對所發電量全部消耗，母線的容量無法保證供電安全的要求等;最終確定電氣接入系統采用10kV系統，接入公司35kV變電站10kV一段主母線。
　　1.4 結構選擇
　　光伏支架主要有柔性懸掛支架和鋼結構支架，柔性懸掛支架雖然有安裝靈活方便、成本低等優點，但是一般離地高度比較低，整體布置的整齊程度差，海邊抗臺風能力較低等問題，鋼結構支架剛好相反?？紤]到公司二沉池區域位置集中、整齊美觀以及抗臺等多方面原因，決定采用鋼桁架結構，鋼柱采用鋼方管200*6及鋼方管250*10，局部連系系桿為250*10方管，200*100*6方管.主桁架結構為鋼絞線+C型鋼+支撐;鋼桁架覆蓋面積為22277.5m2，鋼桁架為平面桁架結構，主桁架最大跨度65.042米;桁架離地面約9米;桁架長度方向用平面方管桁架連接;鋁包鋼絞線采用1*37-3.7-1475-JLB14的鋼絞線。考慮到正常運行檢修的需要，對于集配水井設備集中區域頂部不鋪設光伏板。
　　1.5 電氣選擇
　　太陽能電池組件的數量由逆變器的最高輸入電壓和最低工作電壓及太陽能組件允許的最大系統電壓確定，太陽能電池組件的并聯數量由逆變器的額大容量確定。經過計算確定，光伏組件共有10820片，單塊板的功率為300wP，選用國內知名品牌天合光伏的組件;組件按每串20-22片進行串聯連接，共計分為496串，為了減少故障發生率，每串組件均不經過直流匯流箱，而是直接接入陽光逆變器，每臺逆變器共并聯接入14-15串組件，逆變器輸出為50HZ、540V交流三相電，36組80kW逆變器輸出經過兩個交流低壓配電柜內的獨立空開進行匯流，同時分別通過2000kVA與1250kVA升壓變進行升壓，升壓到10kV通過相應的高壓配電系統、電纜接入35kV變電站的并網柜。
　　并網發電系統采用的并網逆變器的工作電源取自電網，逆變器本身會自動跟蹤調整輸出電源的頻率、相位和電壓等參數，能很好的滿足并網的相關要求，不會對電網造成影響。光伏發電站采用自發自、用余電上網的模式，正常情況下光伏發電量全部會被公司直接消耗掉，所以無需蓄電池儲能設備，當陰雨天氣時電能任由電網提供。
　　2 難點及問題
　　2.1 施工難點
　　（1）本項目共需完成167個板式基礎、48個灌注樁制作，完成215個鋼立柱、25榀拉索、215榀桁架等的制作安裝，10820片光伏組件的安裝。這么大的跨越鋼結構索桿支架為國內首列，基礎制作精度要求高，鋼結構材料和零配件加工準確性要求高，施工中對鋼索展放、張拉、調平等難度大。巖東公司、投資公司、施工單位、設計單位等技術人員重視工程前期和施工過程對工程中的每一個問題，反復探討研究并予以解決，在完成工程的同時也積累了不少寶貴經驗。
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