15MWP光伏项目预可行性研.docx
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15MWP光伏项目预可行性研
攀枝花钢化集团光电分公司1.5MWP
分布式光伏应用示范项目
预可行性研究
编制单位：
日期：
2014年07月
一、屋顶光伏发电项目概述
1.1项目背景
国家政策
四川省攀枝花市电源主要以水力、火力发电为主，随着经济高速发展，开发利用本地区的太阳能等清洁可再生能源势在必行、大势所趋，以多元化能源开发的方式满足经济发展的需求是电力发展的长远目标。
中国在2009年相继提出了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》、金太阳示范工程等鼓励光伏发电产业发展的政策，2011年8月1日，国家发展和改革委员会对非招标太阳能光伏发电项目实行全国统一的标杆上网电价，即2011年7月1日以前核准建设、2011年12月31日建成投产、尚未核定价格的太阳能光伏发电项目，上网电价统一核定为每千瓦时1.15元。
2012年2月1日，国家财政部、科技部、国家能源局联合发布《关于做好2012年金太阳示范工作的通知》，4月28日公布结果确定2012年金太阳示范工程规模为1709MW。
2013年7月，国务院下发的《国务院出台关于促进光伏产业健康发展的若干意见》中关于完善电价和补贴政策，对分布式光伏发电实行按照发电量补贴（含税0.42元/度）的政策；根据资源条件和建设成本，制定光伏电站分区域上网标杆电价（四川地区为含税0.95元/度）；根据光伏发电成本变化等因素，合理调减光伏电站上网电价和分布式光伏发电补贴标准；上网电价及补贴的执行期限原则上为20年，根据光伏发电发展需要，调整可再生能源电价附加征收标准，扩大可再生能源发展基金规模；光伏发电规模与国家可再生能源发展基金规模相协调。
由此看出，国家在政策上对光伏行业的支持进一步加深和完善，因此，积极开发利用当地的可再生能源，替代部分煤电，适当减轻能源对外依靠的压力，对改善当地的电源结构和走能源可持续发展的道路是十分必要的。
根据目前四川省的能源结构，以煤电为主的电力系统，燃煤产生大量的CO2、SO2、NOX、烟尘、灰渣等，对环境和生态造成不利的影响。
为提高四川省乃至全国的环境质量，创造良好的城市形象和国际影响力，在对煤电进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。
产业背景
近年来，世界范围内太阳能光伏技术和光伏产业发展很快，光伏发电已经从解决边远地区的用电和特殊用电逐步转向并网发电和建筑结合供电的方向发展，并且发展十分迅速。
美国、德国、日本、加拿大、荷兰等国家纷纷制定了雄心勃勃的中长期发展规划推动光伏技术和光伏产业的发展，世界光伏产业以56.8％的平均年增长率高速发展。
2008年世界光伏组件的产量是7900MWP，比上年增长了近1倍。
近年来我国光伏产业的增长速度也较快，2008年国内光伏组件的产量已达2600MWP，比上年增长了140%左右。
这表明世界光伏产业发展有着远大的发展空间。
勿容置疑，开发太阳能资源，已经成为全球解决能源紧张的战略性计划。
虽然我国在太阳能应用和技术产品开发方面已经取得了一定成就，但是受技术经济发展水平的限制，目前太阳能光伏产品并没有走进千家万户，其原因在于，太阳能产品的使用受天气因素的影响较大；太阳能发电装置造价较贵，每千瓦的平均成本偏高等。
但是在常规能源短缺已经成为制约我国经济发展瓶颈的今天，清洁、无穷的太阳能利用应有更大空间，太阳能光伏发电也有更大的市场潜力可挖，因此对推广太阳能利用、推进光伏产业发展是十分必要的。
1.2建设条件概况
自然条件、太阳能资源
攀枝花位于四川西南部、川滇交界处，地处攀西裂谷中南段，属浸蚀、剥蚀中山丘陵、山原峡谷地貌，山高谷深、盆地交错分布，地势由西北向东南倾斜，山脉走向近于南北，是大雪山的南延部分，地貌类型复杂多样，可分为平坝、台地、高丘陵、低中山、中山、山原6类，以低中山和中山为主，占全市面积的88.38%。
攀枝花属长江水系，河流多，境内有大小河流95条，分属金沙江水系、雅砻江水系，两江在此汇合，流域控制面积较大的有安宁河、三源河、大河三大支流。
攀枝花属南亚热带为基带的立体气候类型，旱、雨季分明，昼夜温差大，气侯干燥，降雨量集中，日照长，太阳辐射强，蒸发量大，小气候复杂多样。
年平均气温20.3℃，是四川年热量值最高的地区，日照时数是四川盆地的2~3倍，最热月为5月，最冷月为12月或1月，6~10月为雨季，11月至翌年5月为旱季，无霜期达300天以上；海拔低于1500米的河谷地带，全年无冬；最冷月1月平均气温高于13℃，接近热带气温与热量水平；夏季气温不高，最热月平均气温约26℃左右。
夏无酷暑，冬无严寒，具有春季干热、夏秋凉爽、冬季温暖、四季不分明的特点；太阳辐射量在5700MJ／m•a~6200MJ／m•a左右。
日照条件较为充足，太阳能资源比较丰富。
场地概况
攀枝花钢化集团现有光电分公司建筑物屋顶占地面积16500M²，地理位置北纬26°05′~27°21′，东经101°08′~102°15′。
在充分理解、消化建筑设计风格，并在光伏应用设计中体现建筑结合的主要特点，选择适宜的产品、结构形式，从而适宜建筑外观及内部结构要求，实现与建筑设计完美结合，可有效利用面积为15000M²，可建设总装机容量为15000KWP的太阳能光伏发电站。
本项目使用建筑物具体情况见表1-1。
表1-1建筑物概况表
建筑物名称
建筑面积（㎡）
可用面积（㎡）
备注
光电分公司
16500
15000
施工条件
四川省攀枝花市地处四川西南部，毗邻云南省北部，交通网络发达，昆明至攀枝花全程235公里。
在昆明西北部客运站有班车开往攀枝花，攀枝花全市范围内交通网络四通八达，公路交通可到达乡村地区，基本可满足太阳能光伏发电场的对外交通运输要求。
由于太阳能光伏发电场建设以利用攀枝花钢化集团光电分公司屋顶进行建设，不考虑占用耕地、滩涂、林地等，所以道路交通条件都已具备。
光伏电站施工所需的水、电等分别利用原配套管网以及原有用户侧电网供电。
施工中的通讯问题，可利用现有市话网络以及普及率比较高的移动通讯等方法解决。
1.3项目名称
攀枝花钢化集团光电分公司1.5MWP太阳能分布式光伏应用项目
1.4建设主体
攀枝花钢化集团光电分公司
1.5建设规模
本项目规划安装总容量约为15000KWP，使用单晶硅太阳能电池组件，主要利用攀枝花攀枝花钢化集团光电分公司建筑屋顶安装太阳能光伏发电系统，工程采用"同步设计，同步施工"的建设方案。
设备选型
太阳能光伏发电系统主要设备有太阳能电池组件、逆变器、汇流箱等，相关主要设备参数及选型如下：
表1-2太阳能电池组件技术参数表
编号
项目名称
数据
1
太阳电池种类
单晶硅
2
太阳电池组件型号
单晶硅250W
3
组件标准峰值参数
3.1
标准功率（W）
250
3.2
峰值电压（V）
30.3
3.3
峰值电流（A）
8.26
3.4
短路电流（A）
8.8
3.5
开路电压（V）
37.2
4
组件效率（曝光面效率）
17.12%
5
开路电压温度系数（V/℃）
-0.36
6
短路电流温度系数（A/℃）
0.05
7
外形尺寸（mm）
1640×992×40
8
重量（kg）
19
9
工作温度
-40℃至+85℃
10
存储温度
-40℃至+60℃
（1）光伏组件选型
根据国内光伏产业的发展成果，太阳能电池组件功率大型化，更有利于大型光伏电站组件采购价格的降低，同时安装工程量、运行维护费用也可以相应减少，建设投资能得到有效控制；组件功率大型化是国际上太阳能光伏组件的发展趋势，使
用大型化光伏组件能体现此次示范项目的先进性。
因此，本工程拟采用性价比较高的大功率单晶体硅太阳能电池组件。
太阳能电池组件功率为250W，相关的技术参数见表1-2。
由于光伏产品的特性，在实际工程中所使用的太阳能电池组件、逆变器、汇流箱等设备的参数可能根据现场情况会有所调整，以实际工程中所使用的设备参数为准。
（2）光伏组件布置及安装容量
由于本工程拟使用的各建筑物屋顶面积较小，为保证太阳能光伏电池组件的输出效率，组件安装方位角均设定为正南。
根据项目所在地的自然纬度及当地太阳能资源分析结果，光伏电池组件安装的最佳倾斜角为23°。
采用最佳倾角安装光伏电池组件虽然可以提高输出效率，但是与小倾角安装相比，单位容量占地面积相对较大，在屋顶面积一定的前提下，影响光伏系统总体的安装容量，因此一般屋顶光伏发电项目通过适当减小安装倾角，以提高系统的安装容量。
本项目光伏组件拟采用10°倾角进行安装，这个角度可以保证太阳能光伏电池组件有较好的自洁能力，不易积灰，并利于泄水，同时对系统的整体输出效率影响有限；另外，较小的安装倾角，可以降低电池组件的安装高度，从而减少风载等外部影响，有利于支架的安装设置，比较适合在已建建筑上安装光伏组件。
通过对发电效率及成本控制的实际比较，本项目使用非追踪式太阳能光伏支架安装方式，因此太阳能光伏组件的支架安装以安全、稳定、不破坏原有建筑物及便于施工为优先考虑条件，本项目拟使用平铺式安装（根据实际情况有可能变动，以现场实际为准）。
本项目采用平铺式安装模式因此不会产生电池板之间的互相遮挡。
本项目电池组件使用250W太阳能电池组件，拟安装总容量为1500KWp，使用太阳能电池组件总数量为6000套。
（3）逆变器设备选型
本工程建设地点为攀枝花钢化集团光电分公司屋顶，建设地点比较分散，且各建设地点面积相对较小。
根据项目的具体情况，本次1.5MW光伏发电系统拟使用二台500KW逆变器以及二台250KW逆变器。
（逆变器的数量及规格根据现场情况可能会有更改，以现场实际为准。
）
设备参数见表1-3、1-4。
表1-3250kW逆变器参数表
输入（直流）
最大直流功率
284KW
最大输入电压
1000V
启动电压
500V
最低工作电压
480V
最大输入电流
592A
MPPT电压范围
480~850V
输入连接端数
3
输出（交流）
额定功率
250KW
最大交流输出功率
275KVA
最大输出电流
397A
最大总谐波失真
<3%（额定功率时）
额定电网电压
400V
允许电网电压范围
310~450V
额定电网频率
50/60Hz
允许电网频率范围
47~52Hz/57~62Hz
额定功率下的功率因数
>0.99
隔离变压器
具备
直流电流分量
<0.5%额定输出电流
功率因数可调范围
0.9（超前）~0.9（滞后）
效率
最大效率
97.3%
欧洲效率
96.7%
常规数据
尺寸（宽×高×深）
1006x2034x850mm
重量
1650kg
运行温度范围
-25~+55℃
夜间自耗电
<80W
外部辅助电源电压
无
冷却方式
温控强制风冷
防护等级
IP21
相对湿度（无冷凝）
0~95%，无冷凝
最高海拔
6000m（超过3000m需降额）
排风需求量
4600m3/h
显示屏
彩色触摸屏
通信协议
Modbus
表1-4500KW逆变器参数表
输入（直流）
最大直流功率
560kW
最大输入电压
1000V
启动电压
520V
最低工作电压
500V
最大输入电流
1120A
MPPT电压范围
500~850V
输入连接端数
8/16
输出（交流）
额定功率
500kW
最大交流输出功率
550kVA
最大输出电流
1008A
最大总谐波失真
<3%（额定功率时）
额定电网电压
315V
允许电网电压范围
250~362V（可设置）
额定电网频率
50/60Hz
允许电网频率范围
47~52Hz/57~62Hz（可设置）
额定功率下的功率因数
>0.99
隔离变压器
不具备
直流电流分量
<0.5%额定输出电流
功率因数可调范围
0.9（超前）~0.9（滞后）
效率
最大效率
98.7%
欧洲效率
98.5%
常规数据
尺寸（宽×高×深）
1606×2034×860mm
重量
1700kg
运行温度范围
-30~+55℃
夜间自耗电
<100W
运行时最大损耗
<1700W
外部辅助电源供电（可选）
380V，10A
冷却方式
温控强制风冷
防护等级
IP21
相对湿度（无冷凝）
0~95%，无冷凝
最高海拔
6000m（超过3000m需降额）
排风需求量
4500m3/h
显示屏
触摸屏
通信接口/协议
RS485/Modbus，以太网（可选）
（4）光伏发电系统综合效率及年上网电量
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，结合太阳能电池的类型和布置方案，考虑了光伏组件安装倾角、方位角、太阳能发电系统年利用率、电池组件转换效率、逆变损失以及光伏电场线损、变压器铁损等因素，对光伏电场年发电量进行估算。
本工程光伏发电系统综合效率系数为0.787。
上网电量及标准功率年利用小时详见表1-5。
表1-5光伏发电项目平均上网电量
序号
项目
1
综合效率系数
0.787
2
年均太阳能辐射量（兆焦耳/M2）
6100
3
年平均日照小时数（h）
2670
4
安装容量（KWp）
1720
5
平均年上网电量（万度）
201.87
1.6建设部分
1.6.1主体工程
本工程拟建设1.5MW屋顶光伏发电系统。
主要设备材料见表1-6。
表1-6项目部分设备材料表
名称
规格型号
主要参数
单位
数量
备注
太阳能电池组件
BCD-250W
250W
块
6000
逆变器
250K
250KW
台
2
500K
500KW
台
2
太阳能电池组件支架
SR-03
套
6000
电缆
套
1
以实际为准
直流电缆
套
1
以实际为准
本工程使用攀枝花钢化集团光电分公司屋顶施工，建筑总面积为16500M2；可用面积约为15000M2，具体电站特性见表1-7。
表1-7一期工程电站特性表
名称
单位（或型号）
数量
备注
太
阳
能
光
伏
电
站
海拔高度
m
1834
经度（东经）
101°08′~102°15′
纬度（北纬）
26°05′~27°21′
安装容量
kWh
1500
综合效率系数
0.787
年均太阳能辐射量
兆焦耳/M2
6100
平均年日照小时数
h
2670
平均年上网电量
万kW·h
201.78
主
要
设
备
光伏电站主要机电
设备
电池组件
块
6000
250Wp
逆变器
台
2
250kW
逆变器
台
2
500kW
工程用地
㎡
0
施工期限
月
9
1.6.2电气部分
接入系统
本工程位于攀枝花市钢化集团光电分公司，电站就近接入用户侧电网的0.4KV母线，并网发电。
最终接入系统方案以电网主管部门的接入系统报告审批意见为准。
钢化企业集团光电分公司发电场示意图如图1-1、1-2。
图1-1光伏发电系统示意图
图1-2光伏发电系统示意图
电气二次
（1）计算机监控系统
设置计算机监控系统一套，全面监控升压站运行情况。
监控系统采集就地升压箱变的高低压开关柜刀闸位置、保护动作、变压器非电量等信息，控制光伏电站开关的分合。
采集各支路的发电量。
（2）光伏电场计算机监控系统
光伏电场设置计算机监控系统一套，监控系统通过群控器实现多路逆变器的并列运行。
群控器控制多台逆变器的投入与退出。
监控系统通过群控器采集各台逆变器的运行情况。
（3）保护
在开关柜上装设测控保护装置，设过电流保护、零序过电流保护。
线路保护单独组屏，设于继保室内。
线路保护具有电流及零流保护功能。
测控保护装置将所有信息上传至开关站监控系统。
升压箱变设置高温报警、超温跳闸保护、过流保护，动作后跳低压侧开关。
箱变高低压开关柜刀闸位置、保护动作、变压器非电量等信息通过光电转换器变为光信号，再通过光缆传至开关站监控系统。
逆变器具备极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护、接地保护等，装置异常时自动脱离系统。
1.6.3土建部分
攀枝花钢化集团光电分公司1500KW屋顶光伏发电项目工程利用预建的光伏屋顶进行建设。
太阳能光伏组件支架选择压载式支架安装方式。
为方便维护，所有钢构件均采用热镀锌进行防腐处理。
1.7电气设备箱房
本工程电气设备房采用整体箱房结构，主要分为光伏发电控制间、逆变器间、变压器间等。
箱体与电气设备一体化设计，以减小体量，箱房由电气设备制造商整体提供。
箱房采用混凝土基础，基础落在老土层上。
电气设备箱房的相关电缆管道铺设、挖沟等工程按实际情况进行施工。
消防
本工程光伏电站消防工作主要针对配电间等。
配电间火灾危害性为丙类，最低耐火等级为一级。
1.8施工组织设计
1.9.1施工条件
攀枝花市交通便利，本工程施工所需的水、电等资源分别利用项目所在地区附近的配套管网以及原有供电设施提供，通讯可利用普及率较高的移动通讯等方法解决，具备施工条件。
1.9.2主体工程施工
在安装电池板前，应先按电池板出厂前标定的性能参数，将性能较为接近的电池板成串安装，以保证电池板尽量在最佳工作参数下运行。
本项目基本无大件安装、起吊。
电池板安装支架应以散件供货，先在施工现场将其组装成模块，然后逐件起吊就位安装。
1.9.3施工总布置
本期工程场地位于攀枝花市钢化集团光电分公司，整个项目场内可供使用的临时用地较多，主要为设备堆放。
施工过程不考虑建设临时生活设施。
1.9.4施工进度
由于本项目主要利用攀枝花钢化集团光电分公司屋顶进行太阳能光伏电池组件的安装，施工周期相对较短。
整个施工工期为5个月，其中：
可行性研究报告及审查：
2个月；
主设备招投标及采购：
1个半月；
初步设计及施工图设计：
2个月；
土建施工、设备安装、单体调试、联合调试：
1个月；
详见表1-10。
表1-10项目实施初步进度表
进度
项目
1
2
3
4
5
可行性研究及审查
✓
✓
主设备招标
✓
✓
初步设计及施工图设计
✓
设备材料采购
✓
土建施工
✓
设备安装
✓
✓
调试
✓
1.9维护管理
太阳能光伏电场按无人值班，全自动运行方式考虑。
太阳能光伏发电场定员1名，负责设备的日常维护。
其他光伏发电场的管理由公司管理人员兼职消化。
设备检修采用市场化运作模式，委托专业检修公司完成。
1.10环境保护
1.11.1工程环境影响
（1）工程施工中由于基础的开挖和施工车辆的行驶，在作业面及其附近区域将产生粉尘和二次扬尘，同时施工机械和运输车辆在运行过程中也排放大量含NO2、CO等废气，造成局部区域的空气污染。
为减小施工扬尘和废气对施工人员的影响，必须配合相应的环境保护措施，如定期洒水清扫运输车进出的主干道、建筑材料堆场，定点定位并采取适当的防尘措施、加强对施工机械和运输车辆的维修保养等，同时提倡文明施工，加强施工管理。
（2）工程施工及运行期间的废污水较少，经收集处理后对周围环境的影响基本可以忽略。
（3）光伏电场范围选址为攀枝花钢化集团光电分公司屋顶。
因而不会对当地采矿及相关产业产生影响，也不会破坏当地的自然景观。
另外，光伏电场的建设不但为当地提供了清洁能源，每年可为电网节约一定数量的标煤，同时能增加当地的财政收入，从多方面推动当地社会经济的发展。
1.11.2工程环境效益
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。
与其它传统火力发电方式相比，本太阳能并网发电工程一期装机容量为1500kWp，年平均上网电量约201.87万kWh，与相同发电量的火电厂相比，每年可为电网节约标煤约706.55吨（火电煤耗按平均值350g/kWh计），每年减少排放温室效应性气体二氧化碳（CO2）2011.91吨/a，还可相应地减少排放二氧化硫（SO2）60.55吨/a，净水8074.8吨/a，碳粉尘549.08吨/a。
由此可见，光伏发电场有明显的环境效益。
1.12存在问题及建议
（1）由于尚未收到接入系统的设计报告及电力公司对接入系统的审查意见，所以本报告对接入系统及相关的电气设备的配置是初步的，最终的设计方案应按照当地电力公司的接入系统审批意见作相应的修整。
（2）在设备选择中，应选用优质逆变器和防逆流控制装置，确保谐波、功率因数等满足规范要求。
（3）由于太阳能支架放置在即将建设的建筑物屋面上，对于由此而产生的屋面荷载、风压等相关影响，须由设计单位对屋面结构进行验算复核，以保证整个建筑的安全性。
1.13投资估算
项目投资概算
本次钢化集团光电分公司1.5MWp分布式光伏应用示范项目，工程包含光伏电站设备、电缆采购、施工、管道铺设、支架安装等在内，总投资约为1170万元。
二、经济效益分析
2.1发电量
本工程计算期取26年，其中建设期1年，生产期25年。
本工程1.5MWp屋顶光伏发电系统首年发电量约214.25万千瓦时，生产期25年，衰减率按每年0.5%计算，25年总发电量约5000万度。
2.2投资成本分析
本工程投资按7.8元/W（不含加固成本及电缆部分）计算，包含了主要设备采购、工程施工等项目在内，1.5MWP屋顶光伏发电系统静态总投资约为人民币1170.万元。
设备成本分项报价表见表2-2。
表2-2设备清单分项报价表
名称
价格（元/W）
单位
单晶硅组件
4.3
W
逆变器
0.3
W
汇流箱、配电柜等
0.1
W
人工
1
W
支架
0.4
W
电缆
0.5
W
其它
1.2
W
总计
7.8
W
合计
1170万元
2.3投资效益分析：
项目装机容量：
1.5MWp，按攀枝花年平均日照时间，1.5MWp每天平均发电量达6700度，全年按300天计算，1500KWP光伏电站年发电量约200万度。
2.3.1、简单效益分析：
1）、光电目前用电量；按照当前吨钢电耗为60度/吨，年产50万吨，每年电耗约为3000万度，目前与攀钢结算电价：
0.7939元/度（不含税）。
预计太阳能发电仅够6%的用电，在正常生产情况下，均为自用，在正常检修、待电、待气、待料情况下，太阳能发电可回馈电网，回馈电网的电价按国家确定区域为0.95元/度（不含税为0.81元）。
估算太阳能发电有15%回馈电网。
那么年用于自用的电量为170万度，回馈电网30万度。
2）、国家对太阳能发电的补贴为按照全电量补贴的政策每发1度给予0.42元（含税、不含税：
0.359元）的补贴，不管自用还是上网。
补贴费用：
200万度*0.359=71.8万元
3）、自用产生的效益:
0.7939*170万度=134.96万元
4）、回馈
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