30mwp光伏发电工程项目可行性研究报告.docx
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30mwp光伏发电工程项目可行性研究报告
银川汉邦高沙窝一期30MWp光伏发电工程项目
可行性研究报告
内蒙古电力勘测设计院
《工程勘察证书》甲级证书编号：
050101-kj
《工程设计资质证书》甲级证书编号：
A115000489
1总论
1.1项目背景
1.1.1工程地理位置及规模
盐池县地理位置位于宁夏回族自治区东部，东临鄂尔多斯鄂托克前旗、陕西省榆林，北连宁东开发区，西接吴忠市，距自治区首府银川市约150km，距银川河东机场约70km。
盐池县位于宁夏东部，地理位置介于东经106°30′-107°47′，北纬37°04′-38°10′之间。
全县总面积7130km2，占宁夏总面积的10.74%。
盐池县属温带大陆性季风气候,其特点是四季少雨多风、气候干燥、长冬严寒、短夏温凉、春迟秋早，每日早凉、午热、夜寒。
年降水量小于蒸发量，且多集中在夏末秋初。
本工程站址位于盐池县高沙窝工业园区东北侧，向西紧临银古高速公路。
站址平均海拔约1270米，地势较为平坦。
本项目远期规划容量为100MW，分期建设，本期规模为30MW。
本工程预选站址一期占地约为75万平方米。
1.1.2规划情况及电站的地位
为落实国家制定的“开发与节约并存，重视环境保护，合理配置资源，开发新能源，实现可持续发展的能源战略”的方针。
充分利用宁夏盐池具有丰富的太阳能资源，银川汉邦能源公司建设的大型太阳能光伏电站，该地区具有太阳能资源丰富、外部建设条件优越等特点。
本工程项目的建设，符合国家制定的能源战略方针，是宁夏太阳能资源开发的重点项目，在向电网输送绿色能源的同时将极大地促进地区经济的发展。
1.1.3项目建设的意义
（1）宁夏盐池不仅有较好的太阳能资源，而且有完善的电网和较大常规能源的装机。
进行太阳能工程的建设，可以充分的利用好宁夏的资源，增加宁夏的绿电供应，改善宁夏的能源结构；保护环境、减少污染；节约有限的煤炭资源和水资源。
（2）盐池由于海拔高、气候干燥、日照时间长、太阳辐射强，太阳能资源比较丰富。
大部地区年日照时数在2800～3100小时，日照百分率56%，年太阳辐射量可达5735MJ/m2.a以上。
按照我国太阳能资源区划划分，属于Ⅱ类，即太阳能资源丰富区，太阳能具有较好的开发优势。
1.1.4投资方及项目单位概况
本项目投资方为银川汉邦能源有限公司。
该公司成立于2010年，经营项目有通讯、煤化工、新能源项目开发。
1.1.5研究范围及分工
本可行性研究报告针对项目建设的太阳能光伏发电系统、太阳能资源、项目任务和规模、太阳能光伏组件选型、布置及太阳能光伏电站发电量估算、电气、消防、土建工程、施工组织设计、工程管理设计、环境保护与水土保持设计、劳动安全与工业卫生、建设项目节能分析、工程设计概算、财务评价及社会效益分析等方面进行研究。
1.2太阳能资源
宁夏太阳能资源丰富，是我国太阳辐射的高能区之一，年日照百分率达64％，年太阳能辐射总量在4936～6119MJ/m2之间。
宁夏太阳能随季节变化较大，以夏季最多，春秋两季次之，冬季最少，是我国太阳辐射的高能区之一。
其地势海拔高、阴雨天气少、日照时间长、辐射强度高、大气透明度好，日照时数多达2900h，由南向北平均每10公里每平方米递增50兆焦。
据1961-2004年宁夏太阳辐射资料统计表明,全年平均为5781MJ/m2.a且太阳辐射能直接辐射多、散射辐射少，对于太阳能利用十分有利。
1.3工程地质
拟建工程场地在大地构造位置上，处于华北断块的次级构造单元鄂尔多斯断块西缘拗陷带，紧邻我国两个大的构造分区—华北断块和青藏高原断块的分界线。
总体而言，鄂尔多斯西缘拗陷带断裂活动微弱，地震稀少，具有较好的构造稳定性。
近场区范围内发育的断裂主要有牛首山北东麓断层（F1）、庙山湖断层（F2）、牛首山西麓断层（F3）、灵武断层（F4）及盆地内隐伏断层（F5、F6、F7、F8、F9），从周边工程资料看，拟建工程厂址周边的断裂或为非全新活动断裂、或距离厂址均较远，厂址处于相对稳定地带，区域稳定性满足建厂要求。
1.4工程任务与规模
宁夏电网位于西北电网的东北部，向西南通过2回750kV和5回330kV线路与甘肃电网联网运行。
宁夏电网主网电压等级为750/330/220kV。
截至2010年底，宁夏电网全口径装机约14456.43MW。
2010年宁夏全社会用电量达到547亿kWh。
宁夏电网已核准及已批准开展前期工作火电机组按计划投产后，宁夏电网2013年开始有电力市场空间，2013～2015年电力缺额950～4670MW，2020年电力缺额为22300MW。
银川汉邦高沙窝光伏电站规划容量100MWp，一期容量30MWp，开工日期2012年6月1日，投产日期2013年6月，建设期为一年。
1.5光伏系统总体方案设计及发电量计算
通过技术与经济综合比较，结合场地面积等因素，本工程电池组件选用230Wp多晶硅电池组件130800块，实际装机总容量为30.084MWp。
通过对逆变器进行技术与经济综合比较，本工程选用500kW逆变器60台。
本工程年理论发电量为4715.46万kWh，系统效率为80.1%。
在运营期25年内的平均年发电量为4360.23万千瓦时，年利用小时数为1449.35h。
1.6电气设计
本工程光伏并网发电系统，本期装机容量为30MWp。
采用分块发电、集中并网接入方案——太阳能光伏组件发出的直流电经过电缆送至初级、次级汇流箱；经汇流箱汇流后接至逆变器，经逆变后的三相交流电引至35kV箱式升压变电站，电压由交流0.27kV（逆变器交流侧电压）升至35kV送至一期35KV配电装置。
本工程光伏发电系统接入电网的方案为：
在电站内设置35kV综合配电室，出线1回接入电站场址附近的110kV变电站。
本电站至110kV变电站线路采用35kV架空线路。
（接入系统尚未审查，最终应以接入系统审查意见为准。
）本项目共配置60台500kW逆变器、30台35kV/1000kVA箱式升压变，逆变器和箱变的就地监控保护主要通过其配套的测控、保护装置实现。
35kV开关设备的监控保护由综合保护系统或相应设备配套。
光伏电站上网计量关口点设在升压站产权分界点。
计算机监控系统包括两部分：
站控层和间隔层，网络结构为开放式分层、分布式结构。
站控层为全所设备监视、测量、控制、管理的中心，通过光缆或屏蔽双绞线与间隔层相连。
间隔层按照不同的电压等级和电气间隔单元，以相对独立的方式集中布置在保护室、开关柜或逆变升压装置中，在站控层及网络失效的情况下，间隔层仍能独立完成间隔层的监测和断路器控制功能。
光伏电站逆变升压装置监控设备为变电站监控系统的间隔层，包括汇流箱、逆变器、逆变升压装置公用测控装置、智能仪表、其他各类智能设备。
每个逆变升压装置为一个监控单元，每个监控单元设备负责所在单元的就地监控和保护功能，通过光缆接入站控层以太网交换机，实现与站控层通讯，从而实现对汇流箱及逆变升压装置设备的管理、控制、监视、联锁、逻辑编程、信号、报警、通讯等全部功能。
1.7土建工程
变电站为光伏项目的配套工程，站内布置要利于生产，便于管理，适应当地环境，在此前提下，尽可能创造好的工作环境。
本工程建筑物的功能应满足变电站内生产、生活及办公的需要，造型及外观与电站及当地的环境相协调，并体现新能源发展的现代特色。
太阳能光伏阵列的支撑结构由钢管钢支架及槽钢檩条框组成。
本工程光伏电站1MW均配置一座逆变器室，共需30座。
为单层钢筋混凝土框架结构，屋面均采用现浇钢筋混凝土屋面板，基础为现浇钢筋混凝土独立基础。
综合楼为钢筋混凝土框架结构，楼、屋面均采用现浇钢筋混凝土屋面板，基础为现浇钢筋混凝土独立基础。
35kV配电装置室为单层现浇钢筋混凝土框架结构，基础为现浇钢筋混凝土独立基础。
其他建（构）筑物为现浇钢筋混凝土结构或砖混结构。
基础为现浇钢筋混凝土独立或条型基础。
1.8工程消防设计
消防设计贯彻“预防为主，防消结合”的方针，立足自防自救。
针对不同建（构）筑物和设施，采取多种消防措施。
在工艺设计、设备及材料选用、平面布置、消防通道均按照有关消防规定执行。
1.9施工组织设计
拟建场地位于宁夏盐池高沙窝镇境内，场区位于黄河东岸荒滩上。
项目场区海拔高程约1200m。
本光伏电站依地形布置，工程含35kV配电室场地共占地75公顷。
光伏电站共由30个光伏方阵组成。
其中固定式光伏方阵30个，变电站内集中设置有综合楼、生活消防水泵房、35kV屋内配电室等。
本工程从项目核准至工程竣工总工期为6个月。
工程筹建准备期1个月。
管理站工程施工于第2月开始，于12月底完工。
1.10工程管理设计
本工程按少人值班的原则进行设计。
当光伏电站的电气设备和机械进入稳定运行状态后，并积累了一定运行经验后，可按无人值班（少人值守）方式管理。
本期工程初步安排增加定员12人。
1.11环境保护与水土保持设计
太阳能是可再生能源，光伏发电过程主要是利用太阳能电池组件将太阳能转变为电能，运行中不排放有害气体，不产生噪声。
太阳能光伏发电具有较高的自动化运行水平，电站运行和管理人员较少，生活污水产生量少，对水环境不会产生不利影响。
工程在施工中由于土石方的开挖和施工车辆的行驶，可能在作业面及其附近区域产生粉尘和二次扬尘，造成局部区域的空气污染，可采用洒水等措施，尽量降低空气中颗粒物的浓度。
施工期少量废水可经过沉淀池及化粪池初级处理后回用于施工场地及道路的喷洒，不会对地表水环境产生影响。
施工机械噪声经衰减后不会对声环境产生较大影响。
根据本工程新增水土流失的特点，水土流失防治措施主要采用工程措施、植物措施、临时措施、管理措施相结合的综合防治措施。
本工程选址远离自然保护区。
在做好环境污染防治措施与水土保持措施的基础上施工期及运行期对周边环境的影响很小。
本工程建成后对地方经济发展将起到积极作用，既可以提供新的电源，又不增加环境压力，还可为当地增加新旅游景点，具有明显的社会效益和环境效益。
1.12劳动安全与职业卫生
劳动安全及职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职业卫生的要求，保障劳动者在生产过程中的安全与健康。
设计着重反映工程投产后，职工及劳动者的人身安全与卫生方面紧密相关的内容，分析生产过程中的危害因素，提出防范措施和对策。
在采取安全防范措施及对生产运行人员的安全教育和培训后，为光伏电站的安全运行提供了保证，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。
1.13节能降耗分析
本工程采用绿色能源-太阳能，并在设计中采用先进可行的节电、节水及节约原材料的措施，能源和资源利用合理，设计中严格贯彻节能、环保的指导思想，在技术方案、设备和材料选择、建筑结构等方面，充分考虑了节能的要求。
通过贯彻落实各项节能措施，本工程节能指标满足国家有关规定的要求。
本项目采用光伏发电，将洁净太阳能直接转化为电能，生产过程不产生污染物及噪声。
本项目建设规模为30MWP，与同等电量火电厂相比，按照火电煤耗（标准煤）每度电耗煤（标准煤）350g，项目建成投运每年可节约标准煤约1.53万t/a，则每年可减少烟尘排放量约208/a（煤灰份取12%，综合除尘效率取99%），减少S02排放量约172t/a（煤全硫份取0.8%，脱硫效率取90%），减少N02排放量约178t/a（产生量按8.53kg/t计）,减少C02排放量约4.63万t/a。
因此，本项目的运行减少了污染物排放量，减轻了环境污染，同时对低碳经济、减少温室效应起到了积极的作用。
从节约煤炭资源和环境保护角度来分析，本太阳能光伏电站的建设具有较为明显的环境效益、社会效益及经济效益。
光伏电站建设对于当地的环境保护、减少大气污染具有积极的作用，并有明显的节能、环境和社会效益。
可达到充分利用可再生能源、节约不可再生化石资源的目的，将大大减少对环境的污染，同时还可节约大量淡水资源，对改善大气环境有积极的作用。
本工程将是一个环保、低耗能、节约型的太阳能光伏发电项目。
1.14工程设计概算
本工程概预算参照风电标委[2007]0001号文水电水利规划设计总院编制的《风电场工程可行性研究报告设计概算编制办法及计算标准》，结合国家、部门及地区现行有关规定、定额、费率标准进行编制阳能电池板、并网逆变器等设备价格同类工程的订货合同价和厂家报价确定。
其他机电设备价格参考国内现行价格水平计算。
主要设备价格：
多晶硅太阳能电池板7.8元/W，逆变器500kW：
420000元/台，箱式变压器1000kVA：
150000元/台。
本工程主要经济指标如下：
工程静态投资：
38938万元；单位千瓦静态投资：
12979元/kW；工程动态投资：
39485万元；单位千瓦动态投资：
13162元/kW；工程计划施工期为12个月。
资金来源：
资本金占总投资的20%，其余为银行贷款，建设期贷款利息按中国人民银行现行5年以上贷款利率7.05％计算。
1.15经济及社会效果分析
本工程借款偿还期为16年，满足贷款偿还要求。
本工程静态投资为38938万元，其中资本金占20%，其余80%为国内商业银行贷款，贷款年利率7.05%。
当本工程按含增值税上网电价1元/kW·h测算，全部投资内部收益率7.05%，资本金财务内部收益率为8.61%，投资回收期11.52年。
总投资收益率（ROI）4.52%，投资利税率为2.96%，资本金净利润率为10.33%。
财务评价可行。
从社会效益角度看，光伏电站利用当地丰富的太阳能资源发电，开发利用太阳能可节约大量化石能源，有利于环境保护；同时太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，早开发早受益。
虽然目前光伏电站的投资偏高，但建成后不需消耗燃料，比常规能源电厂在运行、维护和燃料等方面的投资成本要低，具有较好的社会效益。
1.16结论
通过对银川汉邦高沙窝光伏电站一期30MWp工程可行性研究设计，对太阳能资源进行了分析，经过论证、比较，对太阳能光伏发电单元选择和光伏电站主接线方案等进行了优化，并从施工角度推荐了使工程早见成效的施工方法。
经过工程投资概算和财务分析，测算并评价了该工程可能取得的经济效益。
研究结果表明：
兴建本工程在技术上是可行的，经济上是合理的。
2太阳能资源
2.1概述
太阳是一个巨大的炽热的气团，它主要由氢气、氦气和其它元素组成，其中氢气占78.4%，氦气占9.8%，金属和其他元素占1.8%；太阳的表面温度可达6000℃，内部温度高达1000万～2000万℃，内部压力有3400多亿大气压力，在如此高温高压之下进行着由氢变氦的热聚变反应，从而释放出大量的辐射能，而且这种反应可以维持很长的时间，据估计可达几十乃至上百亿年。
辐射到地球陆地表面年太阳总幅射量约为17万亿千瓦，仅占到达地球大气外层表面总辐射量的10%，却相当于目前全世界一年内能量消耗总量的3.5万倍。
煤炭和石油等一次能源既不可再生又资源有限，世界各国为了保证能源安全和经济发展都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。
太阳能资源既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染；它既是一次能源，又是可再生能源；既有“无污染、无噪声、取之不尽、用之不竭”等独有的优势，又可以满足人类长远发展的需求，因此，世界各国都将太阳能发电作为重点发展产业。
在各国政府的大力支持下，太阳能光伏发电产业发展迅速，2009年全球新装置的太阳能发电容量为7.2GW，累计安装总量为22.2GW，图2-1为2000～2009年间全球光伏发电发展走势图。
图2-1全球光伏发电发展走势图
技术进步和规模效应使光伏电池成本稳定下降，同时化石能源发电成本长期呈上升趋势，预计发达国家太阳能发电成本在2010年以后几年内将逐步接近火电电价。
另据联合国能源机构预测，再生能源硅太阳能电池将以20%～30%的速度发展50年。
欧洲联合研究中心JRC预测，2030年太阳能光伏发电在世界总电力供应中的比例达到10%以上，2040年达到20%，到21世纪下半叶将达60%以上，成为全球能源的主要来源，见图2-2。
图2-2能源发展格局
近几年，我国的光伏产业发展也较为迅速，2008年公开招标并当年实施的175个光伏项目总容量为29.3MWp，通过对企业自建并网和其它未招标项目进行统计补充，2008年国内光伏系统的安装量约达到40.3MWp，比上年增加了102%；即使这样，光伏系统安装量也仅占当年太阳能电池生产量的1.54%，出口比例仍然高达98%以上。
截至2009年底，中国光伏系统的累计装机容量达到300.3MWp。
我国太阳能光伏系统2001～2009年年安装容量和累计容量见表2-1,绘制为柱状图如图2-3所示。
表2-1我国2001～2009年光伏发电装机容量（MWp）
年度
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
当年装机
5.7
20.3
10
10
5
10
20
40.3
160
比上年增长
72%
250%
-50%
0
-50%
100%
100%
102%
297%
累计装机
24.7
45
55
65
70
80
100
140.3
300.3
图2-32001～2009年我国光伏发电容量一览表
2.2我国太阳能资源概述
2.2.1我国太阳能资源及分布特点
我国的太阳能十分丰富，全国2/3以上的地区年辐射量大于5020MJ/m2，年日照时数在2000小时以上，我国陆地表面每年接收的太阳能就相当于17000亿吨标准煤。
同时，地面上的太阳能还受季节、昼夜、地理纬度等因素的影响,具有间断性、不稳定性。
我国太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°-35°，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心。
太阳年辐射总量，西部地区高于东部地区，而且除西藏和新疆两个自治区外，基本上是南部低于北部，由于南方多数地区云多雨多，其太阳能资源的分布特点与北方太阳能资源分布特点不同，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的升高而增长。
据有关资料介绍，为了更好地利用太阳能资源，中国气象科学研究院根据20世纪末期最新研究数据重新计算了中国太阳能资源的分布，见下图2-4。
图2-4我国太阳能资源分布图
从上图2-4可见，太阳能资源的分布具有明显的地域性；这种分布特点反映了太阳能资源受气候和地理等条件的制约。
根据太阳年辐射总量的大小，可将中国划分为4个太阳能资源带，如图2-4所示。
这4个太阳能资源带的年辐射总量见下表2-2。
表2-220世纪末期数据得出的太阳能分布情况
太阳能资源带类别
Ⅰ资源丰富带
Ⅱ资源较富带
Ⅲ资源一般带
Ⅳ资源贫乏带
年辐射总量MJ/m2
6700
5400-6700
4200-5400
<4200
注：
MJ/m2-兆焦/平方米。
通过对我国太阳能资源分布情况的分析可知，中国的太阳能资源与同纬度的其他国家相比，除四川盆地和与其毗邻的地区外，绝大多数地区的太阳能资源相当丰富，和美国类似，比日本、欧洲条件优越得多，特别是青藏高原的西部和东南部的太阳能资源尤为丰富，接近世界上最著名的撒哈拉大沙漠。
2.2.2我国能源政策为太阳能的开发利用提供了有利条件
2006年我国颁布实施了《可再生能源法》，制定了可再生能源发电优先上网、全额收购、价格优惠及社会公摊的政策。
2007年《中国的能源状况与政策》白皮书明确：
“大力发展可再生能源，可再生能源是中国能源优先发展的领域。
可再生能源的开发利用，对增加能源供应、改善能源结构、促进环境保护具有重要作用，是解决能源供需矛盾和实现可持续发展的战略选择”。
《可再生能源中长期发展规划》提出，到2010年使可再生能源消费量达到能源消费总量的10%，到2020年达到15%的发展目标。
强有力的能源政策和法律支持为太阳能的开发利用创造了有利条件，太阳能产业在我国具有广阔的发展前景。
2.3宁夏自治区太阳能资源简介
2.3.1宁夏自治区太阳能资源分布情况
宁夏太阳能资源丰富，是我国太阳辐射的高能区之一。
其地势海拔高、阴雨天气少、日照时间长、辐射强度高、大气透明度好，日照时数多达2835h，年日照百分率达64％，年太阳能辐射总量为每平方米4936～6119兆焦，由南向北平均每10公里每平方米递增50兆焦。
据1961-2004年宁夏太阳辐射资料统计表明,全区平均5781MJ/m2.a，其空间分布特征是北部多于南部，南北相差约1000MJ/m2.a，灵武、同心最大，达6200MJ/m2.a
以上。
且太阳辐射能直接辐射多、散射辐射少，对于太阳能利用十分有利。
2.4盐池太阳能资源评估
2.4.1盐池地貌及气象概况
盐池地处内陆，属温带大陆性半干旱气候，冬无严寒，夏无酷暑，年降水量在260.7mm，年蒸发量2018mm。
这里四季分明，日照充足，蒸发强烈，雨雪稀少，昼夜温差大，全年日照2955小时，无霜期163天，是全国太阳辐射最充足的地区之一，特别适宜农作物及瓜果生长。
当地气象地理条件概述盐池县属于中温带干旱区，热量适中，降水不足，光能丰富。
由东南向西北，气温增高，降水减少，年平均气温7.7～9.2度。
本可研报告以银川国家基准气候站提供的1979-2008年近30年的多年太阳总辐射数据为基础资料对站区太阳能资源情况进行分析。
2.4.1.1站址的气象资料选取
距离站址附近的银川气象站2001~2008年间逐月平均总辐射值及2001-2006年各月日照时数及该气象站1970-2000年累年各月气温，见下表2-5。
表2-5银川气象站2001-2008年逐月年总辐射值及累年月平均值（MJ/m2）
年
月
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
平均值
1
274.66
289.54
303.49
285.82
265.98
198.4
287.83
223.94
266.21
2
336.28
350.28
340.2
386.68
326.48
323.68
318.37
367.5
343.68
3
521.11
525.76
465.62
497.24
536.3
489.49
467.16
533.17
504.48
4
519.3
586.2
575.1
614.7
649.2
582.9
610.73
564.54
587.83
5
751.44
611.63
656.27
696.57
675.8
664.33
745.69
724.31
690.76
6
700.8
723.9
679.5
592.8
614.1
718.2
593.71
739.05
670.26
7
695.02
722.92
613.8
577.22
669.91
589.62
683.09
686.09
654.71
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