1MW用户侧光伏发电工程项目可行性研究报告Word格式.docx
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27′。
拟利用石家庄科林电气股份有限公司1#、2#、3#、4#车间、6#、7#宿舍及研发中心等7个建筑物屋顶进行建设。
本工程装机容量1MWp，用户侧低压并网，自发自用，余电上网，全部采用多晶硅电池组件。
1.2项目业主信息
石家庄科林电气股份有限公司（以下简称公司）成立于2000年2月，隶属于石家庄高新技术产业开发区，是一家集电力产品研发、生产、销售、服务为一体的高新技术企业，是河北省科技厅、河北省财政厅、河北省国家税务局和河北省地方税务局联合认定的“高新技术企业”、河北省工业和信息化厅认定的“软件企业”、石家庄市科技局认定的石家庄市首批“创新型企业”，公司的研发中心先后被评为“省级企业技术中心”、“市级智能电网工程技术中心”。
科林公司是我国电力系统领域的知名厂商和骨干企业，主要为电力行业、公共事业及大型行业客户提供电力系统一、二次完整解决方案、优质产品和服务。
主营业务包括智能电网变电设备、智能电网用电设备和高低压开关及成套设备等软硬件产品的研发、生产和销售等。
公司产品应用领域主要为国家智能电网中的110kV及以下电压等级的智能电网变电环节和用电环节。
科林公司在智能电网变电设备、智能电网用电设备、高低压开关及成套设备等相关领域拥有完全自主知识产权的核心技术，是国内为数不多的具备一、二次系统整体设计生产能力的企业。
经过十多年的发展，本公司通过技术创新、自主研发和深入挖掘用户的需求，先后推出了多种具有自主知识产权的智能电网变电设备、智能电网用电设备、高低压开关及成套设备产品系列。
截止目前，公司掌握了22项核心技术，拥有13项专利证书、51项软件著作权和66项软件产品登记证。
此外，发行人非常注重产品质量、环境管理和职业健康安全管理，先后通过了ISO9001:
2008质量管理体系认证、ISO14001:
2004环境管理体系和OHSAS28001-2001职业健康安全管理体系认证。
如今的科林公司已成为我国电力行业及电气行业的知名企业，具有良好的企业形象和信誉。
科林公司将继续坚持“厚德共生、至信共赢”的核心价值观，弘扬“敬业、修炼、创新、拼搏”的企业精神和“重人和、讲科学、求实效”企业作风，不断创新管理机制，不断严格质量控制，不断提高服务水平，竭诚为广大用户提供超值的产品和服务。
科林公司2011年利润总额5500万，资产负债率39.63%。
1.3太阳能资源
站区年总辐射量为1422kWh/m2（5119.2MJ/m2），根据太阳能资源丰富程度等级划分标准，太阳能资源属于II“资源很丰富”，较适宜开展光伏电站的建设。
1.4工程地质
石家庄市地处河北省中南部，域跨太行山地和华北平原两大地貌单元。
西部地处太行山中段。
主要地层由第四系冲洪积成因的黄土状粉质粘土、黄土状粉土、细砂、粉土、中砂等构成，地层层位比较不稳定，按其工程地质特性，共划分为8层。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），站址区域抗震设防烈度为6度（第二组），设计基本地震加速度值为0.05g,场地稳定。
拟建场地及其周围未发现影响工程稳定的不良地质作用，属可进行建设的一般场地，场地稳定，适宜建筑。
场地土标准冻结深度0.60m。
此工程为屋面光伏电站，不新建建筑物，屋面形式为水泥屋面，均为平屋面。
1.5工程任务和规模
石家庄电网拥有35千伏及以上变电站352座，变电总容量2216.54万千伏安，输电线路7233.94公里，实现售电量157.97亿千瓦时。
规划新建石西500千伏站，扩建石北500千伏站，藁城新建藁北220千伏站、正定新建正东220千伏站，扩建正西220千伏站，扩建大河220千伏站。
新建胜利、方村、裕华、城南、临济5座110千伏变电站。
新建或改造220千伏线路310公里，新建或改造110千伏线路700公里。
本工程任务为开发建设石家庄科林电气股份有限公司建设的用户侧1MW屋面光伏电站。
总装机容量为1MWp，本期全部上齐。
1.6光伏系统总体方案设计及发电量计算
本工程光伏并网系统主要由太阳能电池（光伏组件）、逆变器及输配电系统三大部分组成。
本工程拟选用250Wp多晶硅电池组件，50kW、100kW、250kW并网逆变器。
多晶硅电池组件及并网逆变器的选型均为目前主流产品，选用的光伏系统的总体方案比较适合本项目的具体情况。
光伏组件全部为34º
倾角，固定式支架安装。
25年发电量总和2736.12万kWh，年平均发电量109.44万kWh。
1.7电气设计
本工程为用户侧并网，自发自用，余电上网。
根据项目装机容量及各厂房所装容量，确定所用并网逆变器容量，就地以0.4/0.23kV接入用户侧低压电网。
逆变器交流侧输出接入并网低压开关柜。
经初步核实，各并网点所用配电室内剩余空间可容纳本项目光伏相关设备。
直流柜、逆变器及并网箱柜采用落地式安装，利用原配电室备位或空地。
1.8土建
本工程无新建建筑物，屋面形式均为水泥屋面，平屋顶，光伏组件均采用固定式安装方式，保证组件与支架连接牢固可靠，并能很方便地更换太阳能电池组件。
太阳能电池方阵及支架能够抵抗102km/h的风力而不被损坏。
1.9消防设计
本工程消防总体设计采用综合消防技术措施，根据消防系统的功能要求，从防火、灭火、排烟、救生等方面作完善的设计，力争做到防患于未然，减少火灾发生的可能，一旦发生也能在短时间内予以扑灭，使火灾损失减少到最低程度，同时确保火灾时人员的安全疏散.
1.10施工组织设计
项目所在地区交通条件非常便利，主要安装材料可就近采购，施工用电、用水就近引接自用户内已有系统。
施工区拟布置在1#厂房和2#厂房中间，主要包括施工生活区和材料堆场。
工程工期10个月。
1.11工程管理设计
光伏电站的自动化程度较高，管理机构的设置应根据生产经营需要，本着高效、精简的原则，实行现代化的企业管理。
在完成光伏电站建设后，项目公司将在建设期的基础上作出一定的调整。
调整后，项目公司的组织机构设置如下：
四部–运行检修部、财务部、综合管理部、安全质量部，四部以上设总经理1人。
四部中财务部、综合管理部、安全质量部人员由厂区已有相应部门的人员兼任，运行检修部设3人。
光伏组件设计寿命25年，组件达到使用寿命后由专业公司回收。
组件支架等钢材由物质再生公司回收。
1.12环境保护和水土保持
光伏发电的生产过程是将太阳光能直接转变为电能。
在整个流程中，不需要消耗其他常规能源，不产生废气、废水、固体废弃物等污染物，也不会产生大的噪声污染。
光伏发电的节能效益主要体现在光伏发电运行时不需要消耗其他常规能源，环境效益主要体现在不排放任何有害气体和不消耗水资源。
本工程为屋面光伏电站，不站用土地。
施工过程中无地表开挖、回填、平整等扰动活动，施工场地不站用植被良好区。
综合以上因素，本工程不会产生水土流失。
1.13劳动安全与工业卫生设计
认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针。
本工程不存在传统发电技术（例如燃煤发电）带来的污染物排放和劳动安全、职业卫生问题，劳动者的劳动安全、工业卫生条件较好。
设计中针对防雷、接地、防火等方面采取相应的技术防范措施，尽可能将危害职工劳动安全的各种因素控制到最小或最低程度；
针对防电磁辐射、防噪声、人体工效学等方面采取了必要且可行的技术防范措施，尽可能将危害职工身体健康的各种因素控制到最小或最低程度
1.14节能降耗分析
本工程为并网型发电站，不需要配置蓄电池，从而减少了蓄电池的重放电损失。
本工程没有煤炭、燃油消耗，是节能型、环保型、效益型电厂。
项目本期建成投产后，每年发电约109.44万kWh，折合节约标准煤约394t。
1.15投资概算
概算编制办法执行国家能源局颁布的《陆上风电场工程设计概算编制规定及费用标准》（2011年版）。
总投资概算9550万元，其中设备及安装工程费816.6万元，其它费用105万元，基本预备费18.4万元。
工程静态投资为940万元，动态投资为940万元。
单位千瓦静态投资为9550元/kW，单位千瓦动态投资9550元/kW。
本项目建设投资940万元，其中自筹资金440万元，申请财政补助资金500万元（按5元/W计算）。
1.16财务评价与社会效果分析
根据投资、发电量、电价和成本计算，本项目全部投资税后财务内部收益率为13.1%，全部投资回收期为7.2年；
资本金税后财务内部收益率为13.8%，资本金投资回收期为7.2年。
根据投资、发电量、电价和成本计算，全部投资所得税后财务内部收益率为11.6%，投资回收期为7.9年。
资本金所得税后财务内部收益率为12.2%,投资回收期为7.9年。
1.17结论
本项目从项目产地光能资源分析、工程地质、总体方案、发电量计算，电气工程，土建、给排水工程、消防工程、施工组织、工程管理设计、环境保护和水土保持综合评价、劳动安全与工业卫生和电站建成后效益分析，本项目的建设切实可行。
1.18附图、附表
1.18.1光伏电站地理位置示意图
项目所在地
1.18.2光伏发电工程特性表
一.光伏发电工程站址概况
项目
单位
数量
装机容量
MWp
占用面积（屋顶）
m2
1.73万
海拔高度
m
23
经度（东经）
（º
ˊ）
114°
45′
纬度（北纬）
37°
95′
工程代表年太阳总辐射量
MJ/m2
5119.2
工程代表年日照小时数
h
2337.5
二.主要气象要素
多年平均气温
℃
12.7
多年极端最高气温
43
多年极端最低气温
-23.6
多年平均风速
m/s
2.82
多年平均雷暴日数
日
27.9
三.主要设备
编号
1.光伏组件（型号：
250Wp）
1.1
峰值功率
Wp
250
1.2
开路电压（Voc）
V
38.4
1.3
短路电流（Isc）
A
8.79
1.4
工作电压
30.4
1.5
工作电流
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
-0.33
1.8
短路电流温度系数
+0.06
1.9
10年功率衰降
%
8.8
1.10
25年功率衰降
20
1.11
外形尺寸
mm
1650×
990×
40
1.12
重量
Kg
19.1
1.13
块
3980
1.14
固定倾角角度
）
34
2.逆变器
2.1
输出额定功率
kW
50/100/250
2.2
最大交流电流
80/158/397
2.3
最高转换效率
96.6/97/97.3
2.4
欧洲效率
95.7/96.4/96.7
2.5
最大功率跟踪（MPPT）范围
VDC
450-820
2.6
最大直流输入电流
130/250/600
2.7
允许电网电压波动范围
Vac
310-450
2.8
宽/高/厚
800x1984x646/1800x2180x850
1800x2180x850
2.9
643/925/2100
2.10
工作环境温度范围
-25-+55
2.11
（台）
1/2/3
四.土建施工
光伏组件支架钢材量
t
90
五概算指标
总投资
万元
9550
静态总投资
940
动态投资
单位千瓦静态投资
元/kWp
5
单位千瓦动态投资
6
设备及安装工程
816.6
7
建筑工程
8
其他费用
105
9
基本预备费
18.4
10
建设期利息
六经济指标
年平均上网电量
万kWh
109.445
上网电价（25年）
0.8
含税
项目投资内部收益率
12.3
税后
资本金内部收益率
12.2
项目投资回收期
年
7.9
资本金投资回收期
2.太阳能资源和当地气象条件
2.1.太阳能资源分析
2.1.1太阳能资源概况
太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。
我国属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，根据中国气象局风能太阳能评估中心推荐的国内太阳能资源地区分类办法，共分5类，其中：
图2.1.1-1我国太阳能资源分布
一类地区全年日照时数为3200～3300小时，年辐射量在6700～8370MJ/m2。
相当于225～285kg标准煤燃烧所发出的热量。
主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。
二类地区全年日照时数为3000～3200小时，辐射量在5860～6700MJ/m2，相当于200～225kg标准煤燃烧所发出的热量。
主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。
此区为我国太阳能资源较丰富区。
三类地区全年日照时数为2200～3000小时，辐射量在5020～5860MJ/m2，相当于170～200kg标准煤燃烧所发出的热量。
主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部和安徽北部等地。
四类地区全年日照时数为1400～2200小时，辐射量在4190～5020MJ/m2。
相当于140～170kg标准煤燃烧所发出的热量。
主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。
五类地区全年日照时数约1000～1400小时，辐射量在3350～4190MJ/m2。
相当于115～140kg标准煤燃烧所发出的热量。
主要包括四川、贵州两省。
此区是我国太阳能资源最少的地区。
一、二、三类地区，年日照时数大于2000h，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2／3以上，具有利用太阳能的良好条件。
四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。
2.1.2河北省太阳能资源概况
在中国广阔富饶的土地上，有着十分丰富的太阳能资源。
全国各地太阳年辐射总量为3340-8400MJ/m2，中值为5852MJ/m2。
从中国太阳年辐射总量的分布来看，总体上西部多于东部、高原大于平原、内陆大于沿海、干燥区大于湿润区。
河北省地处我国的中东部地区，其太阳能资源的分布也存在北部高于南部、内陆高于沿海的分布特征，我省大部分地区太阳能资源都属于“较丰富带”。
从河北省太阳总辐射的空间分布图上可以看出（图2.1.2-1），河北省年太阳总辐射量为4828~5891兆焦/平方米，其总体分布趋势：
北部年值高于南部，中部东西横向由边缘趋于中间时呈递减特性。
除省内中南部和东部部分地区年太阳总辐射小于5200MJ/m2外，其他地区均在5200MJ/m2以上，其中，冀西北及冀北高原为5600~5891MJ/m2，属全省总辐射最多地区，其中康保年总量达5891MJ/m2，为全省最多；
长城以南大部地区年太阳总辐射一般在5000~5400MJ/m2，个别地区低于5000MJ/m2，尤其容城、永清一带不足4900MJ/m2，为全省最低值区；
河北省各地的太阳直接辐射量为2299~3274MJ/m2，起分布趋势与总辐射分布趋势基本一致。
河北省太阳能资源丰富程度与其他省份相比，其太阳辐射年总量比内蒙古、新疆、青海、西藏等省少800兆焦/平方米左右，和辽宁、吉林、山东、山西等省份相近，根据太阳能资源丰富程度评估指标（年总辐射量在5000-6000兆焦/平方米为资源较丰富区），我省大部分地区属于太阳能资源较丰富区，太阳能资源开发利用潜力巨大。
图2.1.2-1河北省太阳总辐射年总量空间分布（MJ/m2）
2.1.3站区太阳能资源
站区年平均日照时数2337.5小时，日照条件好。
河北省目前只有乐亭气象站有太阳辐射观测数据，石家庄市没有观测辐照数据的气象站，本项目可研阶段暂利用专业气象软件Meteonorm软件获取项目所在地太阳辐射数据，该软件可根据附近2-3个有辐射观测数据的气象站，并考虑地理纬度、海拔高差、两地距离以及气候条件拟合出一组项目所在地的辐照数据。
通过查取Meteonorm软件中距项目所在地最近的气象站有太原气象站（168km）和北京气象站（272km），据此拟合出项目所在地1981~2000年的辐照数据见表2.1.3-1。
表2.1.3-1太阳辐射量
月份
平均月总辐射量
（kWh/m2）
70
83
121
148
179
171
152
平均月散射辐射量
42
61
78
92
98
93
11
12
年总
144
101
71
1421
87
68
54
37
30
774
图2.1.3-1、2.1.3-2和表2.1.3-1给出了项目所在地太阳辐射月际变化分布情况，由图可知：
太阳总辐射以夏季、秋季最多，冬季次之，春季最少，就月份分布来看5月最多，12月最少。
从季节分析看出，春季太阳辐射量比秋季多主要由于春季3月以后太阳直射北半球，白昼时间长，秋季9月后直射南半球，昼短夜长所致。
直接辐射和散射辐射的月际变化趋势与总辐射一致。
图2.1.3-1平均太阳总辐射量变化直方图
《太阳能资源评估方法》（QX/T89—2008）中规定以太阳总辐射的年总量为评价指标，将太阳能资源划分为四个等级：
资源最丰富、资源很丰富、资源丰富、资源一般。
详细划分见表2.1.3-2。
表2.1.3-2太阳能资源丰富程度等级
太阳总辐射年总量
资源丰富程度
≥1750kW·
h/（m2·
a）
资源最丰富
≥6300（MJ/m2·
1400~1750kW·
资源很丰富
5040~6300（MJ/m2·
1050~1400kW·
资源丰富
3780~5040（MJ/m2·
<
1050kW·
资源一般
3780（MJ/m2·
根据表2.1.3-1，站址所在地年总辐射量为1422kWh/m2（5119.2MJ/m2），太阳能资源属于II“资源很丰富”，较适宜开展光伏电站的建设。
2.2其他气象条件
1）气候特征
石家庄市地处中纬度内陆地带，属暖温带半湿润半干旱季风型大陆性气候，四季分明，春季干燥多风，降水量小，常有4、5级风，可能伴有扬沙天气；
夏季，炎热多雨，干湿差异显著；
秋季，日照充足，秋高气爽，温度适中，气候适宜；
冬季，雨雪较少，气候干燥。
2）常规气象条件
石家庄市多年平均气温12.7℃，7月平均气温最高26.7℃，1月平均气温最低-3.6℃，极端最高气温43.0℃，极端最低气温-23.6℃。
年平均降水量493.2毫米，年平均无霜期197天。
3）特殊气候影响
I、温度影响分析
该地区多年极端最高气温为43℃，多年极端最低气温为-23.6℃，多年平均气温为12.7℃。
本项目主要在光伏组件串并联方案、电气设备选择以及系统效率折减等方面考虑温度对整个光伏电站的影响。
a）在进行光伏组件串并联方案设计时，要考虑在极端温度下，组件串联后的最大开路电压不能超过组件的最大系统电压，不能超过逆变器的最大允许电压；
工作电压要在逆变器工作电压的跟踪范围之内。
b）光伏组件的设计温度一般为25℃，温度过高会造成组件输出功率降低，本项目选用多晶硅光伏组件，其峰值功率的温度系数为-0.45%/℃，由温度带来的折减按4%考虑；
同时，对于布置在配电室内的逆变设备，也应控制其工作温度保持在允许工作温度范围内。
II、风速影响分析
该地区多年平均风速2.82m/s，该地区风速较小，对光伏电站运行有一定影响，应采取一定有效的抗风措施。
III、雨、雪天气影响分析
该地区年均降雨量为456.9mm，降水季节分布不均，多集中在夏季，6-9四个月降水量一般可达全年总降水量的70-80%。
该地区多年最大积雪深度为23cm。
降雨对电池组件的发电效率影响不大，对电池组件发电效率造成影响的主要是降雪。
在降雪天气时应及时清扫电池板，同时组件支架设计根据《建筑结构荷载规范》考虑雪荷载的影响。
IV、雷暴影响分析
项目所在地多年平均雷暴日数为31.2天，雷暴日数较多，属于多雷暴区，是当地常见的自然灾害之首，雷暴主要出现在春季和夏季。
本项目拟选用的光伏组件采取了严格的抗冰雹、抗霜冻设计，满足室外安装的使用要求，同时在光伏阵列支架的设计时，做相应的防雷保护装置设计，以保证光伏组件安全。
总之，本项目将通过设备选型和相关设计技术的优化，将气象因素对光伏电站的负面影响降低到最低程度。
3.工程地质
3.1区域地质情况
3.2场地工程地质条件
石家庄市地处河北省中南部，域跨太行山地和华北平原两大地
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