贵州晴隆县茅草坪30MWp光伏发电项目.doc

贵州晴隆县茅草坪贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目光伏发电项目 可行性研究报告可行性研究报告 建设单位 贵州晴隆鑫光能源有限公司 河北冀电电力工程设计咨询有限公司 二 一四年十一月 批准 审核 校核 编制 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 I 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 目目 录录 1 综合说明综合说明 1 1 1 概述 1 1 2 太阳能资源 2 1 3 工程地质 3 1 4 工程的任务和规模 3 1 5 光伏系统方案设计及发电量计算 3 1 6 电气 4 1 7 消防设计 5 1 8 施工组织设计 5 1 9 电站管理设计 6 1 10 环境保护和水土保持设计 6 1 11 劳动安全与工业卫生设计 6 1 12 节能降耗 7 1 13 结论和建议 7 2 太阳能资源分析太阳能资源分析 8 2 1 全国太阳能资源分析 8 2 2 光伏发电项目所在地的自然环境概况 8 2 3 晴隆县太阳能资源分析 9 2 4 气象条件影响分析 9 3 工程建设工程建设 11 3 1 概述 11 3 2 工程规模 11 3 3 电站建设的必要性 11 4 系统总体方案设计及发电量系统总体方案设计及发电量 14 4 1 光伏组件选型 14 4 2 支架选型 14 4 3 逆变器选型 18 4 4 光伏方阵的串 并联设计 19 4 5 光伏方阵布置 20 4 6 模块化设计 22 4 7 系统效率计算 22 4 8 发电量估算 24 5 电气电气 26 5 1 电气一次部分 26 5 2 电气二次 30 5 3 通信部分 32 6 土建工程土建工程 34 6 1 设计安全标准 34 6 2 基本资料和设计依据 34 6 3 光伏阵列基础及升压变单元基础设计 35 6 4 主要建 构 筑物设计 36 6 5 光伏发电站道路及场地设计 37 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 II 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 6 6 主要建筑材料 37 7 消防设计消防设计 38 7 1 工程消防总体设计 38 7 2 工程消防设计 39 7 3 施工消防 40 7 4 附表 41 8 施工组织设计施工组织设计 42 8 1 工程概况 42 8 2 工程范围 42 8 3 工程实施目标 42 8 4 施工总平面规划布置 42 8 5 主要工程项目的施工方案 44 8 6 项目实施计划 54 9 工程管理设计工程管理设计 54 9 1 工程管理机构 54 9 2 主要管理设施 55 9 3 电站运行维护 回收及拆除 55 10 环境保护与水土保持环境保护与水土保持 59 10 1 项目选址 59 10 2 清洁生产 59 10 3 对区域的环境影响 60 11 劳动安全和工业卫生劳动安全和工业卫生 60 11 1 设计依据 60 11 2 劳动安全和工业卫生设计 63 11 3 劳动安全和工业卫生管理 66 12 节能降耗分析节能降耗分析 68 12 1 设计原则和依据 68 12 2 施工期能耗种类 69 12 3 主要节能降耗措施 70 12 4 电站节能降耗效益分析 73 12 5 结语 74 13 投资估算及经济效益投资估算及经济效益 75 13 1 材料清单 75 13 2 投资估算 75 13 3 经济效益 财务 75 14 结论结论 79 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 1 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 1 综合说明综合说明 1 1 概述概述 1 1 1 项目概况项目概况 1 项目名称 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 2 建设单位 贵州晴隆鑫光能源有限公司 3 建设规模 30MWp 4 项目地址 贵州晴隆县 5 安装方式 35 固定倾角安装 6 项目投资 包含前期费用及安装期利息等 3 亿元 1 1 2 项目所在地 贵州晴隆县 简介项目所在地 贵州晴隆县 简介 项目所在地位于贵州省晴隆县 晴隆县位于贵州省西南部 总面积1327 3平方千 米 2003年末总人口28 81万人 人口较多的少数民族有布依 苗 彝族 县人民政府 驻莲城镇 晴隆县辖8个镇 5个乡 1个民族乡 莲城镇 沙子镇 碧痕镇 大厂镇 鸡场镇 花贡镇 中营镇 光照镇 长流乡 大田乡 马场乡 紫马乡 安谷乡 三 宝彝族乡 睛隆县属高源峡谷区 最高点为县境西南隅与普安县交界处大厂镇的五月朝天以 北约 1 公里处 海拔 2025 米 最低点麻沙河与北盘江汇合处 海拔 543 米 海拔高 差达 1482 米 因受北盘江及其支流的强烈切割 切深长达 500 700 米 属深切割 岩溶侵蚀山区 因此 全县地形起伏大 具有 山高坡陡谷深 的特点 地貌类型有低 山 低中山 中山和高中山 石山地区岩溶发育强烈 伏流 地下河床 溶洞 落水 洞 竖林 岩溶干沟等极为普遍 地表干早缺水 地形复杂 分布错综 一是山高坡陡谷深的地形与地处低纬度 高海拨山区 立体气候明显 具有 一山分四季 十里不同天 之特征 二是独特的立 体气候和多样化的土壤类型 形成了丰富的植物资源 其中茶叶 脐橙 意仁米 中 药材久负盛名 有利于立体农业开发 三是特殊的大地构造部位和地质构造 形成丰 富的矿产资源 不仅种类多 而且组合态势好 主要有金 锑 铅锌等金属矿产资源 和煤 萤石 贵翠 大理石 石灰石 方解石 瓷土等非金属矿产资源 四是北盘江 及其在县境内的支流蕴藏巨大的水能资源 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 2 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 图1 1 晴隆县地理图 1 2 太阳能资源太阳能资源 晴隆县位于云贵高原中段 苗岭山脉西部 贵州省西南面 黔西南布依族苗族自治州 的东北角 地处东径 105 度 01 分至 105 度 25 分 北纬 25 度 33 分至 26 度 11 分之间 县境南北长 69 公里 东西宽 33 公里 全县总面积 1327 3 平方公里 晴隆县属高源 峡谷区 最高点为县境西南隅与普安县交界处大厂镇的五月朝天以北约 1 公里处 海 拔 2025 米 最低点麻沙河与北盘江汇合处 海拔 543 米 海拔高差达 1482 米 因受 北盘江及其支流的强烈切割 切深长达 500 700 米 属深切割岩溶侵蚀山区 因此 全县地形起伏大 具有 山高坡陡谷深 的特点 地貌类型有低山 低中山 中山和 高中山 石山地区岩溶发育强烈 伏流 地下河床 溶洞 落水洞 竖林 岩溶干沟 等极为普遍 晴隆县茅草坪位于贵州省西南部 黔西南布依族苗族自治州东北角 地处云贵高原 中段 县境东与关岭县隔江相望 北与水城 六枝特区划江为界 南连兴仁县 西接 普安县 距省城贵阳市 237 多公里 距州府兴义 166 公里 县境南北长 69 公里 东 西宽 33 公里 全县总面积 1327 3 平方公里 县境内主要河流有西泌河 大桥河 麻 项目所在地项目所在地 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 3 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 布河三条 晴隆县多年平均降水量为 1380 毫米 总集水面积 1325 平万公里 境内河 流 溪沟较多 是省内降水较多的地区 根据中国气象局风能太阳能资源评估中心通过对全国地面太阳能辐射和气象影响 因子的综合分析 从绘制出的 太阳能资源区域分布等级图 可以看出 晴隆县平均年 总辐射在 5698MJ m2 以上 根据 中华人民共和国气象行业标准 QX T89 2008 太阳 能资源评估标准 大丰市属于三类区 太阳能资源较丰富 具有良好的开发前景 1 3 工程地质工程地质 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目场址位于贵州省晴隆县紫马乡栗树村茅 草坪 距晴隆县城约 27 公里 交通十分便利 非常有利于项目开发建设 根据 建筑抗震设防规范 GB 50011 2010 场地抗震设防烈度为 7 度 设计基 本地震加速度值为 0 05g 第二组 地地貌类型较单一 地形较平坦 本场区勘察深度范围内 地基土层主要由粉土和砂土组成 地基土自上而下分为 8 层 层耕土 层粉土夹粉质粘土 层粉砂夹粉土 1 层淤泥质粉质粘土 2 层淤泥质粉土 层粉土夹粉砂 层粉土夹粉砂 层粉土夹粉砂 层粉 土夹粉砂 层粉质粘土 根据规范规定 本场地饱和粉土和砂土层可不进行液化判 别 但有软弱黏性土层 为对建筑抗震的不利地段 综上所述 工程场区场地相对稳定 在保证光伏组件支架基础和支架抗腐蚀性强 度要求的条件下适宜建设光伏电站 1 4 工程的任务和规模工程的任务和规模 工程所在地太阳能资源丰富 对外交通便利 并网条件好 开发建设条件优越 是建设太阳能光伏发电站适宜的站址 同时本工程的开发建设是贯彻社会经济可持续 发展要求的具体体现 符合国家能源政策的战略方向 可减少化石资源的消耗 减少 因燃煤等排放有害气体对环境的污染 对于促进地方经济快速发展将起到积极作用 因此 开发本工程是必要的 本工程占地约 1000 亩 拟采用 35 固定倾斜面方式安装 120000 块标称功率为 250Wp 的晶体硅光伏组件 光伏发电站直流侧安装总容量为 30MW 1 5 光伏系统方案设计及发电量计算光伏系统方案设计及发电量计算 本工程采用总体方案 将系统分成 30 个发电单元 其中 30 个发电单元配置 60 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 4 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 台的 500kW 组串型逆变器与 60 台 1000kVA 升压变 1 个发电单元配置 2 台的 500kW 组串型逆变器与 2 台 1000kVA 升压变 采用 35 固定倾斜面方式安装 120000 块标称功率为 250Wp 的晶体硅光伏组件 电站拟经 35kV 线路输送至清水河南方电网变电所 35kV 侧母线 预计电站运营期内 平均年上网电量为 0 47 亿 kWh 20 年内总发电量约 9 4 亿 kwh 1 6 电气电气 1 6 1 电气一次电气一次 该 30MWp 的光伏电站包括分为 30 个发电单元 每个发电单元以 20 块光伏组件 串联为一个组串 共 6000 个组串 各组串直接接入 500kW 组串型逆变器 通过交流 汇流箱接到箱式变压器上进行升压 逆变器输出 480V 三相交流 各子系统通过交流电缆连接到容量为 1000kVA 预装 式升压变压器低压侧分裂绕组 升压变选用油浸预装式箱式变压器 根据估算光伏发电站的站用电负荷 需设置两台容量200kVA的干式变压器做为 站用电源 一台变压器电源引自市电 电压等级暂定为10kV 型号为SC10 200 10 10 5 2 2 5 0 4kV 另一台变压器电源来自于本站35kV母线 站用变压器型号为 SC10 200 35 布置在电气配电间 站用电电压等级采用AC380V 220V三相四线制 1 6 2 电气二次电气二次 本电站以35kV电压等级线路接入系统 电站的调度管理方式暂定由省网调度中心 调度 该电站按 无人值班 少人值守 的原则进行设计 电站采用以计算机监控系统为基础的监控方式 计算机监控系统应能满足全站安 全运行监视和控制所要求的全部设计功能 中央控制室设置计算机监控系统的值班员 控制台 整个光伏发电站安装一套综合自动化系统 具有保护 控制 通信 测量等 功能 可实现光伏发电系统及 35kV 配电装置的全功能综合自动化管理 实现光伏发 电站与地调端的遥测 遥信功能及发电公司的监测管理 光伏电站有功功率 无功功率控制调节由监控系统配合逆变器系统完成 1 6 3 通信通信 光伏发电站调度信息拟传送至地方地调 预留当地县调接入信息接口 最终以系 统接入意见为准 在光伏电站配置一套 STM 4 SDH 设备 一套 PCM 复接设备 一组电源变换器 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 5 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 一块通信综合屏 一套数配 音配 光配单元模块和一部电话机 对侧配置 STM 4 光支路板一块 一套 PCM 复接设备 1 6 4 光功率预测系统光功率预测系统 按照电网功率预测系统要求 在站内配置一套光功率预测装置 将预测信息通过 数据网送至省调 1 7 消防设计消防设计 本工程消防设计贯彻 预防为主 防消结合 的设计原则 设计中 严格执行国家 有关防火规范和标准 积极采用先进的防火技术 做到保障安全 使用方便 经济合 理 本光伏发电站不设专职消防队 电站运行人员作为兼职消防人员 初期火灾由站 内运营管理人员自行组织灭火 同时通知当地公安消防队支援共同扑灭火灾 消防总 体设计采用综合消防技术措施 从防火 监测 报警 控制 灭火 排烟 逃生等各 方面入手 力争减少火灾发生的可能性 一旦火灾发生也能在短时间内予以扑灭 使 损失减少到最低 同时确保火灾时人员的安全疏散 1 8 施工组织设计施工组织设计 本工程包括光伏发电系统内的施工组织设计 设备制造 采购安装 调试并网发 电和技术服务等 工期目标 本工程从设计到并网发电 总的工期控制在 6 个月以内 质量目标 1 设计 方案优化 工艺先进 严格评审 供图及时 设计优良品率 95 设计变更率 2 2 设备 选型合理 技术可靠 严格监造 准点供货 设备无缺陷 3 安装 安装工程合格率 100 安装工程优良率 90 4 调试 试运项目验收优良率 90 以上 主要仪表投入率 100 自动投入 率 100 并网发电一次成功 环境 职业健康安全目标 1 人身死亡事故及人员责任事故 重大设备事故 职业病 火灾事故 员工 重伤事故均为零 员工轻伤事故为零 2 不因设计 采购 施工 调试运行等原因而导致工程建设 运行及影响主 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 6 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 体锅炉安全生产运行的质量 环境和安全事故发生 3 项目实施过程中不发生重大环境污染事故 工程施工用水水源考虑采用地下水 在站内打深水井 施工用电电源就近引接 工程所需建筑材料当地均能满足供应 工程用地面积按围墙内实际面积计算 总用地面积约 1000 亩 本工程建设总工 期为 6 个月 其中工程准备期 1 5 月 1 9 电站管理设计电站管理设计 本光伏发电站的机构设置和人员编制暂参照同类工程和本工程实际条件确定 本 工程定员标准暂定 2 人 含管理及生产辅助人员 电站运营所需保洁 保安 日常维 修等工作以服务外包方式承包 光伏发电站主要管理设施包括 综合控制楼 生产 生活电源及备用电源 生产 生活供水设施等 1 10 环境保护和水土保持设计环境保护和水土保持设计 本工程的建设对周围的自然环境和社会环境的影响有利有弊 有利的方面主要体 现在光伏发电是清洁的可再生能源 与燃煤电厂相比 每年不仅可减少多种大气污染 物的排放 还可减少大量灰渣的排放 改善环境质量 同时光伏 发电站的建设还可为 当地增加一个旅游风景 促进当地旅游业的发展 带动第三产业发展 促进当地经济 建设 项目建设对环境的不利影响主要体现在施工期 如施工粉尘 噪声 废水和生 活垃圾对施工人员的影响等 但影响的范围小 时间短 可通过采取适当的防护措施 以及加强施工管理 可将不利影响减小至最低程度 工程的建设不存在制约工程建设的重大环境问题 不会制约当地环境资源的永续 利用和生态环境的良性循环 只要采取防 治 管相结合的环保措施 工程建设对环 境的不利影响将得到有效控制 而且光伏发电本身就是一个清洁能源项目 从环境角 度分析 不存在制约工程开发的环境问题 本工程建设是可行的 环评与水土保持结 论最终以专项报告为准 1 11 劳动安全与工业卫生设计劳动安全与工业卫生设计 遵循国家已经颁布的政策 贯彻落实 安全第一 预防为主 的方针 在设计中结 合工程实际 采用先进的技术措施和可靠的防范手段 确保工程投产后符合劳动安全 及工业卫生的要求 保障劳动者在生产过程中的安全与健康 编制劳动安全及工业卫 生篇 着重反映了工程投产后职工及劳动者的人身安全与卫生方面紧密相关的内容 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 7 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 分析生产过程中的危害因素 提出防范措施和对策 通过对施工期存在的防雷防电等工作可能存在的危害因素 对运行期可能存在的 防火防爆 电气伤害 机械伤害 电磁辐射等可能存在的危害因素进行分析 提出相 应对策 并成立相应的机构和应急预案 对光伏电站的施工和安全运行提供了良好的 生产条件 有助于减少生产人员错误操作而导致安全事故以及由于运行人员处理事故 不及时而导致设备损坏和事故的进一步扩大 降低了经济损失 保障了生产的安全运 行 1 12 节能降耗节能降耗 本工程节能设计主要分为建筑节能设计和设备节能设计两部分 本工程建筑节能设计依据为 民用建筑节能设计标准 JGJ26 95 及 GB50189 2005 公共建筑节能设计标准 中相应要求 设备选型方面贯彻节能政策 选择节能型设备和产品 选择损耗低 效率高的变 压器和站用变压器 选用节能型 发光效率高的照明灯具 减少电缆损耗 通风与空气调节装置通过温度 湿度自动控制调节 以保证人员舒适与设备的正常 运行 室外照明采用太阳能节能灯 室内照明以荧光灯为主 对施工期和运行期的能耗进行详细的分析 并提出建设管理的节能措施建议 提高 本工项目的综合效益 本工程计算期 20 年 运行期 25 年 20 年内年平均上网电量约 0 327 亿 kWh 与 相同发电量的火电厂相比 按照当前主力发电机组 600MW 发电机组平均供电煤耗水 平 305g kWh 计 每年可为电网节约标煤约 0 75 万吨 该项目的建设 将在节省燃煤 减少 CO2 SOX NOx 烟尘 灰渣等污染物排 放效果上 起到积极的示范作用 根据预测 该项目潜在的节能减排效果为 每年减 轻排放温室效应气体 CO2约 3 26 万吨 每年减少排放大气污染气体 SO2约 1283 4 吨 NOx 约 441 75 吨 碳粉尘约 0 915 万吨 1 13 结论和建议结论和建议 1 13 1 主要结论主要结论 1 为加快发展低碳经济 响应贵州省委 省政府 十二五 期间战略与发展规划 向建设 资源节约型 环境友好型 社会 建设贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项 目是十分必要的 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 8 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 2 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目站址区域多年平均太阳辐射量为 5698MJ m2以上 属全国太阳能资源很丰富地区 具有良好的开发前景 3 本工程的站址占地约 1000 亩 安装 120000 块 250Wp 晶体硅光伏组件 光伏 发电站额定总输出发电容量为 30MW 预计运营期内平均年上网电量预计为 0 327 亿 kWh 综上所述 本工程所在区域太阳能资源 非常丰富 对外交通便利 并网条件好 是 建设光伏发电站的较为理想的站址 同时本工程的开发符合可持续发展的原则和国家 能源发展政策方针 有利于缓解环境保护压力 对于促进地区旅游业 带动地方经济 快速发展将起到积极作用 因此 建议在贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目可 行性研究审查工作完成后 尽快准备申请立项核准 同时积极开展施工前的其他准备 工作 争取工程早日开工建设 1 13 2 建议建议 1 鉴于贵州晴隆县茅草坪30MWp光伏发电项目站址区域内没有太阳能测光站 本阶段在进行太阳能光伏发电设计时主要参考了美国NASA累计光照数据和meteonorm 软件模拟气象数据 因此下阶段建议在站址区域内设立太阳能测光站 2 光伏发电站附近不得新建有粉尘 化工污染周围环境3km范围内不能有粉尘 化工等污染源 建议光伏发电站的工厂 且对已建好的污染源进行治理 3 本项目其它专项设计如环评 水土保持设计 安评等需同步开展 以便于本可 研引用各专项设计结论性意见 使项目尽快获批 4 项目报批所需其它支持性文件需要尽快落实 以便于项目尽快获批 表1 1贵州晴隆县茅草坪30MWp光伏发电项目特性表 一 光伏发电工程站址概况一 光伏发电工程站址概况 项目单位数量备注 发电容量MW130 占地面积亩1000 海拔高度m1837 经度 北纬 25 13 纬度 东经 108 88 工程代表年太阳总辐射量MJ m 5698 42 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 9 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 二 主要气象要素二 主要气象要素 项目单位数量备注 多年平均气温 13 2 多年极端最高气温 22 4 多年极端最低气温 5 5 多年最大冻土深度m0 1 多年最大积雪厚度cm0 1 多年平均风速m s2 2 多年极大风速m s18 2 多年平均大雾日数日6 多年平均雷暴日数日5 2 三 主要设备三 主要设备 编号名称单位数量备注 1 光伏组件 型号 光伏组件 型号 250Wp 1 1峰值功率Wp250 1 2开路电压 VocV 38 4 1 3短路电流 IscA 8 79 1 4工作电压 VmpptV 30 4 1 5工作电流 ImpptA 8 24 1 6峰值功率温度系数 K 0 45 1 7开路电压温度系数 K 0 33 1 8短路电流温度系数 K0 06 1 910 年功率衰降 8 8 1 1025 年功率衰降 20 1 11外形尺寸mm1650 990 50 1 12重量kg19 5 1 13数量块120000 1 14向日跟踪方式固定倾角安装 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 10 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 1 15固定倾角角度 35 2 逆变器 型号 逆变器 型号 500kW 2 1输出额定功率kW500 2 2最大直流输入功率kW560 2 3最高转换效率 98 4 2 4欧洲效率 97 8 2 5输入直流侧电压范围V DC900 2 6 最大功率跟踪 MPPT 范围 V DC450V 880V 2 7最大直流输入电流A1240 2 8交流输出电压范围V270 2 9输出频率范围Hz49 5 50 5Hz 2 10功率因数 0 98 2 11宽 高 厚mm2400 2200 800 2 12重量kg1900 2 13工作环境温度范围 25 50 2 14数量台60 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 8 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 2 太阳能资源分析太阳能资源分析 2 1 全国太阳能资源分析全国太阳能资源分析 下图为我国国家气象局风能太阳能资源评估中心发布的我国日照资源分布图 图 2 1 我国太阳能资源分布图 晴隆县平均年总辐射在 5698 42MJ m2 根据我国太阳能资源区划标准 太阳能资 源属于很丰富地区 具有良好的开发前景 2 2 光伏发电项目所在地的自然环境概况光伏发电项目所在地的自然环境概况 晴隆县位于云贵高原中段 苗岭山脉西部 贵州省西南面 黔西南布依族苗族自治州 的东北角 地处东径 105 度 01 分至 105 度 25 分 北纬 25 度 33 分至 26 度 11 分之间 县境南北长 69 公里 东西宽 33 公里 全县总面积 1327 3 平方公里 晴隆县属高源 峡谷区 最高点为县境西南隅与普安县交界处大厂镇的五月朝天以北约 1 公里处 海 拔 2025 米 最低点麻沙河与北盘江汇合处 海拔 543 米 海拔高差达 1482 米 因受 北盘江及其支流的强烈切割 切深长达 500 700 米 属深切割岩溶侵蚀山区 因此 全县地形起伏大 具有 山高坡陡谷深 的特点 地貌类型有低山 低中山 中山和 项目所在地项目所在地 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 9 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 高中山 石山地区岩溶发育强烈 伏流 地下河床 溶洞 落水洞 竖林 岩溶干沟 等极为普遍 查 建筑结构荷载规范 盐城地区的风压为 0 35kg m2 根据风压 风速换算关 系 W V2 1600 反推盐城地区 50 年一遇 10m 高 10min 平均最大风速为 28 2m s 2 3 晴隆县太阳能资源分析晴隆县太阳能资源分析 本项目位于东经 104 88 北纬 25 13 项目纬度跨域范围小于 0 1 度 所在地属 一个小范围的平原区域太阳辐射量数据参考 NASA 数据 图 2 2 发电小时数月变化 2 4 气象条件影响分析气象条件影响分析 1 气温的影响 本工程选用光伏组件的工作温度范围为 40 85 正常情况下 光伏组件的 实际工作温度可保持在环境温度加 30 的水平 根据气象站多年实测气象资料 本工程场区的多年平均气温 13 2 多年月极端 最高气温 22 4 多年月极端最低气温 5 5 因此 按本工程场区极端气温数据校核 本项目光伏组件的工作温度可控制在允 许范围内 2 风速的影响 根据气象站数据 晴隆县 10m 高度测量 50 年一遇最大风速为 28 2m s 同时根据 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 10 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 建筑结构荷载规范 晴隆地区基本风压为 0 35kN m2 在进行支架设计时 综合考 虑这两个条件 取相对较不利的 0 35kN m2 作为设计校核依据 3 沙尘影响分析 扬沙天气时空气混浊 大气透明度大幅度减低 太阳辐射量也相应降低 会直接 影响光伏组件的工作 对光伏发电站的发电量有一定影响 故本工程实施时需考虑采 取防风沙及清洗光伏组件板的措施 组件清理措施考虑用人工擦拭与清水冲洗相结合 的方式 4 雷暴的影响 根据贵州省 30 年 1983 2013 年 年平均雷暴日数统计表数据 晴隆县地区年平 均雷暴日数为 5 2 天 应根据光伏组件布置的区域面积及运行要求 合理设计防雷接 地系统 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 11 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 3 工程工程建设建设 3 1 概述概述 晴隆县位于云贵高原中段 苗岭山脉西部 贵州省西南面 黔西南布依族苗族自治州 的东北角 地处东径 105 度 01 分至 105 度 25 分 北纬 25 度 33 分至 26 度 11 分之间 县境南北长 69 公里 东西宽 33 公里 全县总面积 1327 3 平方公里 晴隆县属高源 峡谷区 最高点为县境西南隅与普安县交界处大厂镇的五月朝天以北约 1 公里处 海 拔 2025 米 最低点麻沙河与北盘江汇合处 海拔 543 米 海拔高差达 1482 米 因受 北盘江及其支流的强烈切割 切深长达 500 700 米 属深切割岩溶侵蚀山区 因此 全县地形起伏大 具有 山高坡陡谷深 的特点 地貌类型有低山 低中山 中山和 高中山 石山地区岩溶发育强烈 伏流 地下河床 溶洞 落水洞 竖林 岩溶干沟 等极为普遍 站址区大体划分为 30 个晶硅方阵 主要建 构 筑物有 综合楼 35kV 配电室 水泵房 光伏组件基础等 3 2 工程规模工程规模 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目场址位于贵州省晴隆县紫马乡栗树村茅 草坪 距晴隆县城约 26 公里 交通十分便利 非常有利于项目开发建设 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目占地约 1000 亩 拟采用 35 固定倾斜面 方式安装 120000 块标准功率为 250Wp 的晶体硅光伏组件 光伏发电站总输出发电容 量为 30MW 电站拟经 35kV 线路输送至清水河南方电网 35kV 变电所 3 3 电站建设的必要性电站建设的必要性 3 3 1 项目背景项目背景 我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国之一 也是少数几个以煤炭为主要能源 的国家之一 在能源生产和消费中 煤炭约占商品能源消费构成的 75 已成为我国 大气污染的主要来源 因此 大力开发太阳能 风能 生物质能 地热能和海洋能等 新能源和可再生能源利用技术将成为减少环境污染的重要措施之一 近几年 国际光伏发电迅猛发展 光伏发电已由补充能源向替代能源过渡 并在 向并网发电的方向发展 我国也出台了一系列鼓励和支持太阳能光伏发电产业发展的 政策措施 例如 可再生能源发电有关管理规定 可再生能源发电价格和费用分摊 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 12 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 管理试行办法 可再生能源电价附加收入调配暂行办法 可再生能源发展专项资 金管理办法 关于开展大型并网光伏示范分布式电站建设有关要求的通知 关于 实施金太阳示范工程的通知 等等 在政策 投资 财税 电价方面给予支持 光伏 组件和并网逆变器价格也不断下浮 目前我国已具备的规模化发展 MW 级光伏分布 式电站的条件 全国各地相继投运了一大批 MW 级光伏分布式电站 积累了大量的 制造 建设安装 运行和维护方面的经验 所以光伏发电是目前技术最成熟 最具规 模开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式之一 根据我国 可再生能源中长期发展规划 提出了未来 15 年可再生能源发展的目 标 从 2010 年 2020 年 我国可再生能源将有更大地发展 到 2020 年可再生 能源在能源结构中的比例争取达到 16 太阳能发电装机 180 万千瓦 近期 国家发展和改革委员会编制的 十二五 可再生能源发展规划 中指出 十二五 光伏发电装机总量目标为 30 吉瓦 远超出 可再生能源中长期发展规划 中预定目标 十二五 期间将是我国光伏发电装机容量快速增长的时期 综上所述 从太阳能资源利用 电力系统供需 项目开发条件本工程拟建设 30MW 3 3 2 项目建设的必要性项目建设的必要性 1 项目建设是建设资源节约型社会的必然要求 中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要 提出了 非化石 能源占一次能源消费比重达到 11 4 单位国内生产总值能源消耗降低 16 单位国 内生产总值二氧化碳排放降低 17 的约束性指标 这是贯彻落实科学发展观 构建 社会主义和谐社会的重大举措 是建设资源节约型 环境友好型社会的必然选择 是 推进经济结构调整 转变增长方式的必由之路 是提高人民生活质量 维护中华民族 长远利益的必然要求 随着经济发展步伐的加快 晴隆县用电负荷增加很快 电力供应紧张 供需矛盾 突出 煤炭 石油 水力资源等能源相对匮乏 本项目能够很好的利用太阳能资源及 土地资源 该项目建成后 通过与当地电网联网运行 可作为地方电网电力来源的部 分补充 为地区经济可持续发展做出一定贡献 2 项目建设是促进我国光伏产业健康发展的现实需要 近年来 我国光伏产业呈现快速增长态势 目前已经成为世界第一大光伏组件生 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 13 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 产国 有一批具有国际竞争力和国际知名度的光伏生产企业 已形成具有规模化 国 际化 专业化的产业链条 但目前国内市场需求不足 过度依赖国际市场 加大了市 场风险 在一定程度上影响了产业发展 推动光伏建筑应用 拓展国内应用市场 将创造稳定的市场需求 促进我国光伏 产业健康发展 3 是满足未来国内电力需求 应对能源危机的新探索 美国能源情报署近日公布的资料显示 世界的能源需求在今后 20 年间将增长 44 从短期来看 经济低迷对全球消费者和生产厂商所带来的需求减少一时难以改观 但 是从目前到 2030 年为止的中长期来看 2010 年后世界经济将复苏 大多数国家的能 源需求将呈增长趋势 专家称 到 2030 年 世界能源需求增加的 75 在发展中国家 特别是巴西 中国和俄罗斯 随着社会经济工业化的快速发展 常规化石能源消耗日渐加剧 峰值将在 2020 2030 年出现 我国目前的能源结构以电力为中心 煤炭是基础 石油 天然气 为重点 核能为辅助 其中电力 70 左右是以煤炭为原料的火力发电 随着化石能源 的逐渐衰竭 开发可再生能源的重要性逐步显现 本项目建设光伏发电工程 是满足 未来国内电力需求 应对能源危机途径的新探索 4 晴隆县有开发光伏发电的天然优势 按接收太阳能辐射量的大小 一般以全年总辐射量和全年日照总时数表示 我国 是太阳能资源丰富的国家之一 全国总面积 2 3 以上地区年日照时数大于 2000 小时 属于太阳能资源第三类地区 具有建设光伏发电项目较好的光照条件 5 节能减排效果明显 根据预测 本项目潜在的节能减排效果为 将在节省燃煤 减少 CO2 SOX NOx 烟尘 灰渣等污染物排放效果上 起到积极的示范作用 根据预 测 该项目潜在的节能减排效果为 相当于每年可节约标煤 0 75 万吨 以平均标准煤 煤耗为 330g kWh 计 相应每年可减少多种大气污染物的排放 其中减少二氧化硫 SO2 排放量约 1283 4 吨 二氧化碳 CO2 约 3 26 万吨 氮氧化物 NOX 约 441 75 吨 碳粉尘约 0 915 万吨 项目的建设 将为贵州省节约能源 减少有害气体 排放工作做出积极的贡献 综上所述 本项目的建设是必要的 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 14 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 4 系统总体方案设计及发电量系统总体方案设计及发电量 4 1 光伏组件选型光伏组件选型 光伏组件选择的基本原则 在产品技术成熟度高 运行可靠的前提下 结合电站 周围的自然环境 施工条件 交通运输的状况 选用行业内的主导光伏组件类型 再 根据电站所在地的太阳能资源状况和所选用的光伏组件类型 计算出光伏发电站的年 发电量 最终选择出综合指标最佳的光伏组件 英利是全国组件生产的龙头企业 英利的 250W 组件是 YGE 60 Cell 系列组件 是特色多晶产品系列 应用最为广泛 它不仅适用于户用和商用屋顶系统 还能以经 济实惠的价格 满足公共设施项目建设的需求 该系列产品通过了 UL 和 TUV 认证 这两种认证在整个太阳能行业被普遍认可 具有权威性 组件种类单位250W 峰值功率W250 开路电压V38 4 短路电流A8 79 工作电压V30 4 工作电流A8 24 外形尺寸mm1650 990 50 重量kg19 5 峰值功率 温度系数 0 45 开路电压 温度系数 0 33 短路电流 温度系数 0 06 组件转换效率 15 3 4 2 支架选型支架选型 光伏系统方阵支架的类型有简单的固定支架和复杂的跟踪系统 跟踪系统可以精 确地移动以使太阳入射光线射到方阵表面上的入射角最小 使太阳入射的辐射强度最 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 15 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 大 就其性价比来说 太阳能跟踪的方阵性价比要优于固定的方阵 但跟踪系统的运 行成本会明显高于固定系统 4 2 1 方阵倾斜角确定固定式方阵倾斜角确定固定式 光伏组件的安装 考虑其可安装性和安全性 目前技术最为成熟 成本相对最低 应用最广泛的方式为固定式安装 由于太阳在北半球正午时分相对于地面的倾角在春 分和秋分时等于当地的纬度 在冬至等于当地纬度减去太阳赤纬角 夏至时等于当地 纬度加上太阳赤纬角 如果条件允许 可以采取全年两次调节倾角的方式 也就是说 在春分 夏至 秋分采用较小的倾角 在秋分 冬至 春分采用较大的倾角 图 4 1 固定式安装 4 2 2 倾角可调式支架倾角可调式支架 基于倾角可调式固定支架安装的光伏方阵年发电量比倾角固定式安装的方阵会有 一定的提高 具体项目实施时 会根据电站所在地辐射量等气象条件考虑角度调节范 围 以及调节形式 连续可调 间断可调 间断可调式稳定性较高 成本相对较低 但其成本相对于倾角固定式支架稍高 另外后期维护成本相对固定式较高 电站投产 运营后 运营成本相对固定式也较高 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 16 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 图 4 2 倾角可调式安装 4 2 3 单轴跟踪单轴跟踪 单轴自动跟踪器用于承载传统平板光伏组件 可将日均发电量提高 20 35 如 果单轴的转轴与地面所成角度为 0 度 则为水平单轴跟踪 如果单轴的转轴与地面成 一定倾角 光伏组件的方位角不为 0 则称为极轴单轴跟踪 对于北纬 30 40 度的地 区 采用水平单轴跟踪可提高发电量约 20 采用极轴单轴跟踪可提高发电量约 35 但与水平单轴跟踪相比 极轴单轴跟踪的支架成本较高 抗风性相对较差 一 般单轴跟踪系统多采用水平单轴跟踪的方式 图 4 3 水平单轴跟踪 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 17 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 图 4 4 极轴单轴跟踪 4 2 4 双轴跟踪双轴跟踪 双轴跟踪是方位角和倾角两个方向都可以运动的跟踪方式 双轴跟踪系统可以最 大限度的提高光伏组件对太阳光的利用率 双轴跟踪系统在不同的地方 不同的天气 条件下 提高光伏组件发电量的程度也是不同的 在非常多云而且很多雾气的地方 采用双轴跟踪可提高发电量 20 25 在比较晴朗的地方 采用双轴跟踪系统 可提 高发电量 35 45 图 4 5 双轴跟踪 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 18 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 4 2 5 各种支架形式对比分析各种支架形式对比分析 下面以固定安装方式的占地面积 投资和发电量为基准 1 0 其他安装方式 用 其对比参数除以固定方式参数 结合本项目的太阳能资源情况 采用表格形式进行 对比分析 分析多晶硅光伏组件方阵采用各种安装方式的可行性 投资分析结果如下 表 4 1 多晶硅光伏组件方阵不同安装方式对比表 安装方式占地面积复杂程度维修量静态投资发电量 固定安装小简单小1 01 0 单轴跟踪较大较复杂大1 151 20 双轴跟踪很大复杂大1 301 25 手动可调固 定安装 小较简单大1 051 05 从表中可以看到 跟踪安装方式的初期投资要比固定安装方式高 15 30 电站 发电量要比固定安装方式高出 20 25 在不考虑其他影响因素的情况下 采用跟 踪安装方式有利于增加企业效益 可以提前收回工程投资 为企业赚取更多利润 同时 从上表可以发现 跟踪安装方式由于采用自动跟踪机构使得方阵的运行更 为复杂 也因此而使得运行期间的维护 维修工作量加大 增加了运行难度 因此而 增加的维护 维修费用消减了增加发电量所带来的效益 手动可调固定安装能够提高一定的发电量 但是由于支架成本会相应增高 另外 此类型的支架在后期运营管理方面会增加额外费用 检修及调节支架人工费 为减小初始投资 降低运行成本 使项目收益率达到最大 本工程的多晶硅光伏 组件安装方式推荐采用固定倾角安装方式 固定支架结构设计应考虑当地最大风速的情况下支架结构仍能够保持稳定不被损 坏 50 年一遇基本风压 0 35kN m2 基本风压值与最大风速折算风压值两者取较大 的进行支架设计 50 年一遇最大风速为 28 2m s 折算成基本风压为 0 172 kN m2 因 此 支架设计时应以 0 35 kN m2为计算依据 4 3 逆变器选型逆变器选型 并网型逆变器选型时除应考虑具有过 欠电压 过 欠频率 防孤岛效应 短路保 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发电项目 可行性研究报告 河北翼电电力工程设计咨询有限公司北京公司 第 19 页 地址 北京西城区马甸桥华龙大厦 B 座 1103 护 逆向功率保护等保护功能外 同时应考虑其电压 电流 总谐波畸变率满足国际 规定要求 减少对电网的干扰 本项目逆变器应具有有功功率 无功功率调节控制功 能 整个光伏系统采用若干组逆变器 每个逆变器具有自动最大功率跟踪功能 并能 够随着太阳能组件接受的功率 以最经济的方式自动识别并投入运行 本工程拟选用的逆变器为 500kW 组串型 输入直流电压范围为 DC450 880V 输 出交流电压为 450V 功率因数大于 0 98 谐波畸变率小于 3 THD 4 4 光伏方阵的串 并联设计光伏方阵的串 并联设计 光伏方阵通过组件串 并联得到 光伏组件的串联必须满足并网逆变器的直流输 入电压要求 光伏组件并联必须满足并网逆变器输入功率的要求 4 4 1 光伏方阵的串联设计光伏方阵的串联设计 本工程选用的并网逆变器功率为 500kW 其最大方阵开路电压为 1000V MPPT 电压范围 450V 880V 假定每一个光伏方阵的串联组件数为 S 本工程选用 250W 型晶体硅组件 其组件开路电压为 38 4V 工作电压为 30 4V 则 S 1000 38 4 1 15 25 0 33 23 005 450 30 4 1 40 25 0 45 S 880 30 4 1 15 25 0 45 16 9 S 22 3 则晶体硅组件的串联数需满足 17 S 22 要求 才可满足并网逆变器 MPPT 范围 所以本工程选取 20 串 250W 光伏组件串联方式 4 4 2 光伏方阵的并联设计光伏方阵的并联设计 并网逆变器直流输入功率为 500kW 晶体硅组件峰值功率为 250W 假定可以并 联的支路数为 N 则 1 晶体硅光伏组件 20 块 250W 晶体硅组件串联功率为 250W 20 5000W 并联支路数 N 500kW 5kW 100 由于逆变器允许输入的最大组件功率为 560kW 同时光伏组件功率为峰值功率 正常工作条件下达不到最大值 因此 可以将每台逆变器连接的组件数量配置到逆变 器允许的最大值 即每台逆变器可接入的最大组串数量为 560kW 5kW 112 贵州晴隆县茅草坪 30MWp 光伏发