杜湖4MW分布式光伏发电项目--修改

1、宁波慈溪杜湖水库砖厂4MW光伏发电工程项目方案编制单位： 委托单位：项目联系人：联系方式：编制日期：二0一六年九月目 录1. 项目概述71.1项目简介71.2建设背景71.3建设地点81.4建设规模91.5建设主体91.6项目建设必要性91.7项目建设可行性102. 太阳能资源113. 项目建设方案133.1总体方案133.2组件合理布置及选型133.3逆变器选型173.4建筑地面设计193.6电气方案213.7建设方案说明233.8主要设备材料表264. 发电量预测255. 项目风险分析305.1环境风险305.2政策风险305.3行业风险305.4技术风险305.5台风天防护316. 结论

2、321. 项目概述1.1项目简介慈溪杜湖砖厂厂区地面光伏发电工程，总装机容量约为4,000kWp，一次建成完成，项目位于浙江省宁波市慈溪市杜湖水库旁。1.2建设背景随着能源的日益紧缺，太阳能的开发利用逐步引起了我国各级政府的重视。国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要中提出要“推进能源多元清洁发展，积极发展太阳能、生物质能、地热能等其他新能源”；可再生能源中长期发展规划明确指出：“扩大城市可再生能源的利用量，并为太阳能光伏发电提供必要的市场规模；为促进我国太阳能发电技术的发展，做好太阳能技术的战略储备，建设若干个太阳能光伏发电示范电站和太阳能热发电示范电站；到2020年，太阳能发电总容量达到1

3、80万kW”；国家鼓励开发利用太阳能资源，目前国内光伏发电项目获得了国家发改委的政策性支持。国家先后推出了太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法、国家能源局关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知等政策，体现了政府对太阳能发电行业的高度重视。这些都为建设太阳能光伏发电项目提供了良好的政策支持条件。大力开发利用太阳能是保护生态环境、应对能源匮乏、保障社会经济可持续发展的有效手段。本项目是分布式光伏发电工程，在不额外占用土地资源的前提下，将光伏组件布置在厂区地面的太阳能光伏发电站，既能充分体现投资方注重生态保护、环境健康、和谐发展的建设理念，又展示绿色能源建设，建成后将成为当地，乃至全国的可

4、再生能源应用宣传示范的重要示范项目。本光伏项目作为目前国家四部委大力支持的“分布式并网光伏发电示范项目”类型，不仅能切实缓解地区目前的电力紧张状况，节能减排改善环境，对节能减排和推广使用新能源起到很好的示范宣传作用。近年来，一批工业园区、旅游度假区等陆续开展光伏电站建设工作。清洁能源的大力推进缓减了宁波市的用电缺口，也改善了宁波市的环境污染问题。1.3建设地点本工程建设点为浙江省宁波市宁波市慈溪市杜湖水库旁的杜湖水库砖厂的厂区地面。本光伏电站项目拟落户杜湖水库砖厂的厂区地面。可利用面积约100亩，分两个地方，一块面积70余亩，另一处30余亩。距离宁波市区约40km,西离人间天堂杭州300km，

5、北距经济大都市上海约250km，已建成通车的世界最长的跨海大桥-宁波杭州湾跨海大桥,海、陆、空交通十分便捷。本项目所发电量全额上网为主。 图1-1 项目地理位置1.4建设规模本项目建设容量约为4,000kWp的分布式光伏发电工程，分成3MW和1MW。项目采用高压并网，建设一次完成。1.5建设主体xxxxx1.6项目建设必要性1.6.1响应国家政策积极响应国家及宁波地区关于发展“分布式光伏电站”的政策；1.6.2符合“节能、环保、绿色、人性化”原则，有助于提升当地的社会形象太阳能光伏发电是目前世界上最先进的可再生能源利用技术，也是未来能源发展的方向。本项目的实施，符合“节能、环保、绿色、人性化”

6、的建设原则，能够充分体现城市建设节能环保的先进性理念，不占用土地，能够提高土地资源的利用效率，再则也有助于提升城市的社会形象。1.7项目建设可行性1.7.1项目符合宁波的发展目标随着我国经济发展，国家综合实力的提升，特别是2008年北京奥运会和2010年上海世博会的成功举办，标志着我国国际地位和形象已得到全世界的瞩目。我国环境保护和可再生能源的开发利用的力度，直接关系到我国在国际上的形象和地位。目前的能源结构中以燃煤为主的火力发电产生大量的CO2、SO2、NOX、烟尘、灰渣等污染物，对环境和生态造成不利的影响。为提高环境质量，创造良好的国家形象和国际影响力，为国家可持续发展创造条件。在对煤电进

7、行改造和减排的同时，积极开发利用太阳能等清洁可再生能源是十分必要的。同时，国际社会为了鼓励发展中国家推广可再生能源，在京都议定书中提出了“清洁发展机制”（CDM），本项目建成后，还可据此申请相应的CO2减排额度补贴。光伏发电是一种清洁的能源，既不消耗资源，同时又不释放污染物、废料，也不产生温室气体破坏大气环境，也不会有废渣的堆放、废水排放等问题，有利于保护周围环境，是一种绿色可再生能源。本工程装机容量为4000kWp，年均上网发电量316万kWh，与相同发电量的火电相比，每年可为电网节约标煤约962吨，相应每年可减少燃煤所 造成的多种有害气体的排放，其中包括二氧化硫（SO2）约19.8吨、氮氧

8、化合物（NOx）约6.6吨，可减轻排放温室效应性气体二氧化碳（CO2）约2574吨。此外还可节约大量传统火电厂用水，并能减少相应的水力排灰废水和温排水等对水环境的污染。环境效益明显。本工程将是一个环保、低耗能、节约型的光伏发电项目。1.7.2建设成本的降低随着各类光伏组件技术的逐步成熟，以及商业化开发利用价值的逐步提高，同时随着光伏组件产能的逐渐扩大和市场竞争的原因，光伏组件价格从最高时的5美元/Wp已下降到目前的0.7美元/Wp左右，随着光伏发电建设成本的降低，商业化开发建设光伏电站已逐渐成趋势，同时为企业投资光伏发电项目创造了更好的市场条件。1.7.3电网接入的可行性随着国家分布式项目的持

9、续推进，在政策上保证了光伏项目的并网可行性，国家电网充分肯定分布式光伏电源的接入。在并网接入申请、服务方面大开绿灯。近几年，宁波大市的光伏电站也已陆续完成建设，成功并网。宁波供电部门对于光伏接入也大力支持，并积累了大量并网经验，为后续光伏项目并网提供了保障。1.7.4项目建设地点的稳定性本次工程所选择的单位均为宁波市的明星企业，在生产效益和生命力方面均为优质企业。这就为项目后期稳定的效益提供了保障。402. 太阳能资源宁波市慈溪市地处宁绍平原，纬度适中，属亚热带季风气候，温和湿润，四季分明，冬夏季长达4个月，春秋季仅约2个月。多年平均气温16.9，极端气温最高40，最低-5.5，无霜期2302

10、40天，多年平均降水量1272.8 mm，主要雨季有36月的春雨连梅雨和89月的台风雨和秋雨，主汛期59月的降水量占全年的60%。故慈溪地区强降雨与台风等极端天气对光伏工程产生一定的不利影响，此类因素将在下一阶段土建工程设计时得以充分考虑。 以下数据来自美国太空总署NASA气象资料查询网站所处经纬度：纬度（北纬295749.46）经度（东经1214657.36）年均降雨量1272.8毫米。年平均温度16.9。慈溪市多年平均气温（C。）1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月6.347.4510.615.519.923.726.626.323.519.114.28.86慈溪市多年平

11、均辐射量（kWh/m2/day）（平面）1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月2.482.703.123.874.444.205.454.663.653.272.742.49图2-1 慈溪市多年平均辐射量环境风速：慈溪市属北亚热带南缘，属季风型气候。四季分明，冬夏稍长，春秋略短。冬季盛行西北至北风，夏季盛行东到东南风，全年以东风为主 。夏秋间多热带风暴，境内灾害性气候以水、旱、风、潮为主，另有气温异常等。年平均风速在 3m/s。3. 项目建设方案3.1总体方案本工程光伏组件拟采用分布式光伏发电固定角度形式。本项目建设安装容量为4000kWp，该建筑的面积和预计安装容量见表3-1

12、。场地名称有效面积（亩）方位角光伏组件数量（块）安装容量（kWp）地形光伏倾角场地一70正南113202999.8平地22场地二30正南37761000.6平地22表3-1 安装容量分布表3.2组件合理布置及选型本次项目工程的安装的地形为平地。对普通的多晶硅光伏组件常用的布置方式是按当地的最佳倾角，采用固定式安装，这种布置方式的优点是支架系统简单，安装方便，布置紧凑，节约场地；缺点是不能对太阳能资源充分利用，当光伏发电系统整体造价较高时，不能充分发挥其经济效益。针对组件固定式布置方式存在的缺点，开发研制出逐日跟踪式太阳能光伏发电系统，根据组件阵列面旋转轴的数量又分为单轴和双轴跟踪。逐日跟踪式光

13、伏发电系统虽然能提高组件对太阳能资源利用效率，但是需要增加机械跟踪设备、感光仪器等，会增加单位工程造价，随着晶体硅电池板价格的不断下降，相对于机械跟踪等设备所增加的成本，总体的经济效益并不理想，因此限制了逐日跟踪式光伏发电系统的推广利用。固定式安装与逐日跟踪式布置方式的详细比较见下表3-2。表3-2 光伏组件布置方式比较表序号比较项目固定式单轴跟踪式双轴跟踪式比较结果仰角跟踪式极轴跟踪式1增加的太阳能转换率按当地最佳倾角安装，比水平面安装增加15%左右的发电量。比按最佳倾角固定安装增加510%左右的发电量。比按最佳倾角固定安装增加1320%左右的发电量。比按最佳倾角固定安装增加2030%左右的

14、发电量。跟踪式对太阳能的转换效率要比固定式高。2抗风能力、土建基础根据IEC标准要求，固定安装支架按抗风能力需满足42m/s；但由于采用固定安装，东西方向风载较小，对土建基础的承载要求一般。根据IEC标准要求，单轴跟踪式太阳能光伏阵列支架按抗风能力满足27m/s；由于采用仰角跟踪式安装，东西方向风载较大，对土建基础的承载要求较高。根据IEC标准要求，单轴跟踪式太阳能光伏阵列支架按抗风能力满足27m/s；由于采用单轴跟踪式安装，东西方向风载更大，对土建基础的承载要求更高。根据IEC标准要求，双轴跟踪式太阳能光伏阵列支架按抗风能力满足27m/s；由于采用双轴跟踪式安装，东西方向风载最大，对土建基础

15、的承载要求也最高。跟踪式的抗风能力对土建基础设计比固定式高。3安装要求固定式支架因没有转动部件，安装相对简单，安装精度要求相对较低。单轴跟踪式支架因有部分转动部件，为保证跟踪精度，安装相对复杂，安装精度要求较高。极轴跟踪式支架转动部件增多，为保证跟踪精度，安装更加复杂，安装精度要求也更高。双轴跟踪式支架的传动机构最为复杂，跟踪精度要求很高，安装要求也最高。跟踪式的安装要求对比固定式高。4经济性支架系统价格可以控制0.8元/Wp以内。支架系统价格2.8元/Wp，整个工程价格比固定式增加10%左右。支架系统价格3.5元/Wp,整个工程价格比固定式增加20%左右。支架系统价格4.3元/Wp，整个工程

16、价格比固定式增加30%左右。跟踪式系统发电量的增加比例小于投资的增量，故经济性较固定式差。5技术成熟性组件安装最通用的一种方式，支架系统简单，应用广泛。机械跟踪系统相对复杂，使用不广泛，应用经验缺乏，技术不够成熟。机械跟踪系统更复杂，使用不广泛，缺乏相应的应用经验，技术不够成熟。机械跟踪系统最复杂，使用不广泛，缺乏相应的应用经验，技术不够成熟。固定式支架系统简单，应用广泛。系统输出效率有保证。6可靠性简单可靠跟踪机械、光学仪器可靠性相对较低，维护要求高，使用成本高。跟踪机械、光学仪器可靠性相对较低，维护要求更高，使用成本更高。跟踪机械、光学仪器可靠性相对较低，维护要求最高，使用成本也最高。固定

17、式简单可靠，维护成本低。7使用寿命及运行维护可保证25年使用期，基本免维护。机械设备使用期有限，运行维护要求高，运行成本大。机械设备使用期有限，运行维护要求更高，运行成本更大。机械设备使用期有限，运行维护要求最高，运行成本最大。固定式使用寿命长，运行维护简单，费用低从比较结果可以看出：应用固定式布置从技术经济上要优于逐日跟踪式系统；另外逐日跟踪式系统的发电量增加值还与太阳辐射中的直接辐射、散射辐射的比例密切相关，太阳辐射中散射辐射比例越大，逐日跟踪效果越差，从太阳能资源分析结果来看，项目所在地太阳辐射中散射量的占比要达到30%以上，占比较高，这将直接影响到的逐日跟踪效果。综上，本次工程选择固定

18、式安装方式进行安装光伏组件。光伏组件的功率规格较多，从1Wp 到280Wp 国内均有生产厂商生产，且产品应用也较为广泛。由于本工程为地面光伏并网系统，故优先选用单位面积容量大的电池组件，以减少占地面积，降低单位装机容量所需的组件数量。通过市场调查，在目前技术成熟的大容量电池组件规格中，初选的电池组件容量为265Wp，其各技术参数比较如表3-3所示。下一工作阶段，参数将综合考虑建设方要求、产品性能等因素进行适当修正。表3-3 光伏组件参数表组件种类单位数据峰值功率W265开路电压V38.0短路电流A9.02工作电压V30.9工作电流A8.58外形尺寸(mmmmmm)mm163799240重量kg

19、18.5峰值功率温度系数%/-0.403开路电压温度系数%/-0.33短路电流温度系数%/0.0493.3逆变器选型逆变器，是将直流电转换为交流电的一种电气设备。目前国内生产的并网逆变器系列产品技术相对比较成熟。本项目拟选用30kWp组串式逆变器，该逆变器的优点是便于管理维护，可靠性高，电能质量高，适合地面资源较为分散的光伏电站。逆变器技术参数如表3-4所示。表3-4 30kWp逆变器技术参数表输入（直流）最大直流功率34.5kW最大输入电压1000V启动电压330V最低工作电压300V最大输入电流18A+18A+18A+18AMPPT电压范围300800V输出 （交流）额定输出功率30kW最

20、大交流输出功率33kVA最大输出电流45.6A最大总谐波失真0.99直流电流分量50mA功率因数可调范围0.9（超前）0.9（滞后）效率最大效率98.70%欧洲效率98.50%保护直流反接保护具备交流短路保护具备交流输出过电流保护具备输出过电压保护具备绝缘阻抗保护具备残余电流（RCD）检测具备浪涌保护具备并网检测具备孤岛保护具备温度保护具备集成直流开关具备常规数据尺寸(宽高深)520WX676HX347Dmm重量50Kg运行温度范围-2560自耗电1W（夜晚）冷却方式温控强制风冷防护等级IP65工作环境湿度095% 最高海拔2000m通信接口/协议标准：RS485/Modbus、以太网可选：

21、CDT、DNP3.0、101、103、104、GPRS/CDMA 通讯模块3.4地面设计为避免光伏方阵以固定倾角安装后前后出现阴影遮挡，需要设置南北向前后方阵间合理间距。设计目标为冬至日（一年当中物体在太阳下阴影长度最长的一天）上午9：00到下午3：00，组件之间南北方向无阴影遮挡。太阳能电池组件方阵前后安装时的最小间距D计算方法如图3-3所示：图3-3光伏阵列南北最小间距示意图1）混凝土分布式光伏发电工程为使系统全年发电量最大，组件表面接收的全年辐射量应尽可能增大，故地面上光伏组件采用22度最佳倾角方式布置。综合考虑阴影遮挡和装机容量，方阵间距设1.2米。图3-4钢砼光伏组件示意图3.6电气

22、方案光伏发电系统主要由光伏组件、直流配电系统、并网逆变器、升压系统、计量装置及交流配电系统组成。太阳能通过光伏组件转化为直流电能，再通过并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流，最后并入电网。图3- 5 光伏系统示意图本期光伏发电工程为分布式光伏发电工程，全额上网为主。光伏发电单元与原电网的供电单元并列运行，当光伏发电单元投入或退出运行时，不影响原电网及场区内供电系统的正常运行。典型光伏发电单元的并网系统如图3-6所示。图3- 6 10kV接入系统方案示意图本工程建设容量为3000kWp和1000kWp，接入10kV高压线，拟采用2个并网点接入。3.7建设方案说明本次工程的

23、设计方案均为成熟且已经实际应用的方案，采用一次建设完成。工程的设计标准为高于当地50年一遇的气象标准，风压取值为0.7KN/，雪压取值为0.3KN/。3.7.1 承重分析：从支架前面吹来（顺风）的风压及从支架后面吹来（逆风）的风压引起的材料的弯曲强度和弯曲量，支撑臂的压曲（压缩）以及拉伸强度，安装螺栓的强度等，并确认强度。（1）结构材料选取支架材料，确定截面二次力矩 IM 和截面系数 Z。（2）假象载荷1）固定荷重（G）组件质量（包括边框）GM +框架自重 GK1+其他 GK2 固定载荷 G=GM+ GK1+ GK22）风压荷重（W）（加在组件上的风压力（WM）和加在支撑物上的风压力（WK）的

24、总 和）。W=1/2（CWV02S）aIJ3）积雪载荷（S）与组件面垂直的积雪荷重。4）地震载荷（K）加在支撑物上的水平地震力5）总荷重（W）正压：5）=1）+2）+3）+4）负压：5）=1）-2）+3）+4）载荷的条件和组合载荷条件一般地方多雪区域长期平时GG+0.7S短期积雪时G+SG+S暴风时G+WG+0.35S+W地震时G+KG+0.35S+K 综上述分析,该设计方案以12级台风为基本参考数据,满足基本荷载要求，并能够承受部分短暂极端天气情况, 以确保光伏系统 承载力的安全性，详细安装设计方式已在项目方案中体现。4. 发电量预测根据太阳辐射资源分析所确定的光伏电场多年平均年辐射总量，结

25、合初步选择的太阳能电池的类型和布置方案，进行光伏电场年发电量估算。光伏发电站年平均上网电量Ep计算如下：根据光伏发电系统的构成以及光伏组件的光电转换特性，电站的发电量取决于太阳总辐射量及逆变器的转换效率，同时又受到多种因素影响，故：光伏发电站上网电量可按以下公式计算： E = H A K i=PAZ103/ESA100% Ep = HA PAZ103/ES K = HA PAZ K式中：A 为组件安装面积（m2）；i 组件转换效率（%）；HA 水平面太阳能总辐照量（kWh/m2，与气象标准观测数据一致）；Es标准状态下的日照强度，等于1000W/m2；PAZ光伏系统的安装容量，是光伏系统中太阳

26、能组件标准输出功率的总和，kWp。K 为综合效率系数。综合效率系数K是考虑了包括：光伏组件类型、光伏方阵的倾角、方位角、光伏发电系统可用率、光照利用率、逆变器效率、交流线路损耗、光伏组件表面污染、光伏组件转换效率偏离等各种因素后的综合性的光电转换效率。K = K1K2K3K4K5K6K7K8式中：K1：组件类型修正系数K2：光伏方阵的倾角和方位角修正系数K3：光伏发电系统可用率K4：光照利用率K5：逆变器效率K6：交流线路损耗修正系数K7：光伏组件表面污染修正系数K8：光伏组件转换效率修正系数。各种因素影响大小初步估算详见下表 4-1。表4-1 综合效率系数序号修正系数名称固定安装1组件类型修

27、正系数K112光伏组件表面污染修正系数K70.983太阳能发电系统可用率K30.994光伏组件转换效率修正系数 K 80.8075光照利用率K40.996逆变器平均效率K50.987交流线路损耗修正系数K60.978组件阵列安装倾角、方位角系数K20.9399综合效率系数K0.6919组件类型修正系数K1：考虑组件类型修正系数是由于光伏组件的转换效率在不同辐照度、波长时会不同，该修正系数应根据组件类型和厂家参数确定，一般晶体硅电池由于在不同的光照强度下，转换效率是个定值，所以可取1.0。光伏方阵的倾角和方位角修正系数K2：考虑光伏组件安装倾角、方位角的修正系数：根据不同的光伏组件阵列的安装方式

28、，结合当地气象站太阳辐射度资料统计及当地纬度、经度，计算出安装倾角、方位角的修正系数。光伏发电系统可用率K3为：K3 = 8760-(故障停用小时数 + 检修小时数)/8760100%太阳能光伏发电系统较为简单，设备可靠率高，维护方便，可用率较高，一般可取99%以上。光照利用率K4：考虑太阳光照利用率是由于障碍物对光伏方阵上太阳光的遮挡以及光伏方阵各阵列之间的互相遮挡，对太阳能资源充分利用有影响，光照利用率取值范围小于等于1.0。由于在光伏发电工程建设过程中希望获得较大的电量输出，一般在光伏阵列布置时都会谨慎地避开周围障碍物和拉开前后排阵列间距，以确保在全年915点（真太阳时）时段内不受光照遮

29、挡，所以光照利用率K4一般可以取0.99。逆变器效率K5：逆变器效率是逆变器将输入的直流电能转换成交流电能在不同功率段下的加权平均效率。交流线路损耗修正系数K6：包括逆变器至送出计量点的交流电缆损耗，该系数一般在0.960.99之间。光伏组件表面污染修正系数K7：光伏组件表面污染修正系数是指光伏组件表面由于受到灰尘或其他污垢蒙蔽而减少光照到达电池片的强度，该系数的取值与大气环境的清洁度和组件的清洗方案有关。光伏组件转换效率修正系数K8：光伏组件转换效率修正系数应考虑：组件工作温度系数、输出功率偏离峰值等因素。加上运行过程中板面温度变化；输出电压偏离峰值工作点以及板面污染等原因会使其转换效率达不

30、到标准值等因素。总的综合效率系数包括组件阵列倾角、方位角系数；太阳能发电系统可用率；光伏组件转换效率修正系数；光照有效系数；逆变器平均效率；交流电缆线损。根据光伏组件25年衰减率，按照线性衰减，计算得出25年分年发电量，详见下表。表中可以看出，按照分段线性衰减，第一年衰减2%，第二年衰减1%，第三年至第十年平均年衰减率0.875%，总衰减10%；第十一年至第二十五，年平均年衰减率0.667%，总衰减10%；整个生命周期组件总衰减20%。年份年初发电量 （万kWh)年衰减（）总衰减（）年发电量 （万kWh)实际光照有效小时数（h）第1年410.82.002.00402.6 1007.4第2年41

31、0.81.003.00398.5 997.1第3年410.80.883.88394.9 988.0第4年410.80.884.75391.3 979.1第5年410.80.885.63387.7 970.1第6年410.80.886.50384.1 961.1第7年410.80.887.38380.5 952.1第8年410.80.888.25376.9 943.1第9年410.80.889.13373.3 934.1第10年410.80.8810.00369.7 925.1第11年410.80.6710.67367.0 918.2第12年410.80.6711.33364.3 911.5第13年410.80.6712.00361.5 904.6第14年410.80.6712.67358.8 897.7第15年410.80.6713.33356.0 890.9第16年410.80.6714.00353.3 884.0第17年410.80.6714.67350.5 877.1第18年410.80.6715.33347.8 870.3第19年410.80.6716.00345.1 863.5第20年410.80.6716.67342.3 856.6第21年410.80.6717.33339.6 849.8第22年410.80.6718.00336.