10MW光伏电站设计项目可行性研究报告Word下载Word文档格式.docx
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青海位于我国西北地区中南部，位于“世界屋脊”—青藏高原的东北部，地大物博。
面积72.21万平方公里，仅次于新疆、西藏、内蒙古，居全国第四位。
青海境内地势高亢，群山高耸绵亘；
青海省湖泊众多，青海湖是我国最大的咸水湖，是高原上一颗美丽迷人的明珠；
青海山高谷深，落差大，水利资源十分丰富；
青海矿产资源十分丰富。
主要的旅游风景区有：
塔尔寺，日月山，文成公主庙，青海湖，鸟岛等。
德令哈市位于青海省西北部，是青海省海西蒙古族藏族自治州的首府，是全州政治、经济、文化科技中心。
德令哈市是改革开放中崛起的一座高原新城，是瀚海戈壁升起的一颗璀璨明珠。
这座沙漠绿城位于柴达木盆地东北边缘，地跨东经约95°
40ˊ─98°
10ˊ、北纬约36°
65ˊ─39°
10ˊ之间。
东与天竣、乌兰县相邻．西与大柴旦镇接壤，北与青海省肃北县毗邻，南与都兰县相连。
东西最大直线距离约215公里，南北最大间距约240公里，总面积为32，401平方公里，其中市区面积25平方公里。
辖有蓄集、宗务隆、怀头他拉、戈壁、郭里木5个乡。
辖区还有德令哈、尕海、怀头他拉、巴音河4个州属国有农场。
1999年末有人口5.65万人，其中少数民族人口占21％。
德令哈市境内地域辽阔，地形复杂，形成山、川、盆、湖兼有的地貌特征、宗务隆山呈东向西，是横贯全境中部的主体山脉，也是一个分水岭，它将全市分为北部祁连山高山区地貌和南部德令哈盆地地貌两大类型。
北部又分高山区与哈拉湖盆地两个地理单元。
高山区以党河南山、疏勒南山为主体，海拔在4，000米以上，许多地方终年积雪不化。
哈拉湖盆地是一个高原高山构造盆地，最低点哈拉湖，湖面海拔为4，O76.8米。
整个祁连山高山区除在谷地少量有水草的地方，可供夏季游牧短暂利用外，其余地域，目前尚不能为人类所利用。
宗务隆山南部的盆地即德令哈盆地，是柴达木盆地的一部分，属闭流断隔或凹陷型盆地，主要由欧龙布鲁克和牦牛山两个扭曲钳形地块及其间若干湖盆地组成。
北高南低，一般坡度为0.02％─0.05％，海拔在2，800米─3，20O米之间，平均海拔为2，981.5米。
光伏并网电站建在德令哈市东出口10公里，这里海拔高，气候干燥，降水少，日照时间长，距离城市电网近，是国内太阳能综合开发条件最好的区域之一。
1.2业主介绍及工程任务
1.2.1业主介绍
北京瑞启达新能源科技发展有限公司
1.2.2工程任务
青海省德令哈10MW光伏电站，本期建设规模为10MW。
受北京瑞启达新能源科技发展有限公司的委托，吉林省东能电力工程有限公司承担《青海德令哈10MW光伏电站工程可行性研究报告》的编制工作。
报告的编制按照国家发展和改革委员会发改办能源【2005】899号文件的要求进行。
报告内容包括综合说明、光照资源、工程地质、项目任务与规模、太阳能发电机组选型和布置、电气、工程消防与规模、发电机组的选型与布置、电气、工程消防设计、土建工程、施工组织设计、工程管理设计、环境保护与水土保护设计、劳动安全与工业卫生设计、CDM项目、项目投资概算、财务评价及结论和建议章节。
1.2.3建设必要性
1、可持续发展的需要
能源既是重要的必不可少的经济发展和社会生活的物质提，又是主要的污染来源。
解决好我国的能源可持续发展战略问题，是实现我国社会经济可持续发展的重要环节。
我国水能资源利用率较低，水电大坝的建设可能存在对流域生态环境的影响；
天然气资源不足，不可能大量用来发电，核能的发展在我国又受到铀资源短缺和核安全问题的严重限制。
因此，开发和利用清洁的、可再生的能源已成为我国能源可持续发展战略的重要组成部分。
太阳能能既是绿色环保的可再生能源，也是国家大力发展的新型能源。
2、社会经济发展的需要
目前，我国已成为世界能源生产和消费大国，但人均能源消费水平还很低。
随着经济和社会的不断发展，我国能源需求将持续增长。
增加能源供应、保障能源安全、保护生态环境、促进经济和社会的可持续发展，是我国经济和社会发展的一项重大战略任务。
3、保护和改善环境的需要
我国长期以来能源结构以煤为主，是造成能源效率低下、环境污染严重的重要原因。
《中国应对气候变化国家方案》指出，减排的主要难度在于煤炭消费比重较大，能源结构的转换将成为减排主要措施之一。
目前我国电力以火电为主，2008年全国发电用原煤13．4亿吨，发电供热用煤占全国煤炭生产总量的54％左右，大约90％的S02排放由煤电产生，80％的C02排放量由煤电排放。
这说明电力工业结构不合理、增长方式粗放的问题比较突出，特别是能耗高、污染重的小火电机组比重偏大，不利于提高能源利用效率和保护生态环境。
2007年9月中华人民共和国国家发展和改革委员会公布了《可再生能源中长期发展规划》，指出：
开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。
目前，我国环境污染问题突出，生态系统脆弱，大量开采和使用化石能源对环境影响很大，特别是我国能源消费结构中煤炭比例偏高，二氧化碳排放增长较快，对气候变化影响较大。
可再生能源清洁环保，开发利用过程不增加温室气体排放。
开发利用可再生能源，对优化能源结构、保护环境、减排温室气体、应对气候变化具有十分重要的作用。
太阳能是绿色环保的可再生能源，是一种不消耗矿物燃料的可再生能源，太阳能的使用，相当于节省相同数量电能所需的矿物燃料，减少因开发一次能源如煤、石油、天然气，所造成的环境问题。
根据《青海省太阳能综合利用总体发展规划》和《青海省柴达木盆地千万千瓦级光伏发电基地规划》，青海省紧紧抓住国家实施新能源战略的政策机遇，依托优势资源，规模化发展太阳能产业，以加快建设全国太阳能基地来推动生态立省，谋求绿色发展,截至２０１１年７月，青海省已有５家光伏发电企业实现并网发电，并网容量达到５６兆瓦，目前，青海省内已获得省发改委许可开展前期工作的光伏发电项目达到３３个。
青海正在成为我国重要的光伏产业基地。
1.3太阳能资源
德令哈地区，地域面积辽阔，气候干燥，降水少，日照时间长，太阳能资源十分丰富，是全国日照辐射量最为丰富的地区之一，太阳能光伏发电开发潜力巨大，是国内太阳能综合开发条件最好的区域之一。
1．4项目任务和规模
德令哈具有可利用的太阳能资源，德令哈电场的建设不仅可以有效地开发当地的太阳能资源、降低一次能源消耗，而且可以优化资源的合理配置，在一定程度上可改善德令哈地区大气和水环境质量。
青海德令哈光伏发电项目总体规划装机30MW，拟分三期建设。
本期工程拟装机容量10MW;
采用35KV电压等级接入青海电网，整体工程占地约43.55万平方米，总投资约48042.4万元，项目建设工期1年。
1．5太阳能发电机组选型
德令哈10MWp的太阳能光伏并网发电系统，推荐采用61360块多晶硅太阳能光伏组件；
根据性价比本方案推荐采用165WP太阳能光伏组件，全部为国内封装组件；
11．6工程消防
太阳能消防设计贯彻“预防为主，防消结合”的消防方针，提出“以水灭火为主，化学灭火为辅及其他方式灭火相结合”的原则，针对工程的具体情况，采用先进合理的防火技术，以保障安全。
消除大火隐患，创造良好的消防环境。
1.6电气
本工程拟采用分块发电、集中并网方案，将系统分成10个1MWp的光伏并网发电单元，分别经过0.4KV/35KV变压配电装置并入电网，最终实现将整个光伏并网系统接入35KV中压交流电网进行并网发电的方案。
1．7土建工程
10MWp光电场总占地面积为441400平方米，光伏阵列占地约316000㎡，电站房屋建筑面积约3600平方米。
其中：
办公室、展厅、食宿楼、机房、控制室、工作间、库房及其它。
光电场周围需安装防护围栏；
方阵支架基础用钢筋混凝土现浇，预埋安装地脚螺栓。
1．8主体工程施工情况
主体工程为光伏阵列基础施工，地基开挖深度为70cm。
开挖出地基底面后先洒少量水、夯实、找平，垫3：
7灰土20cm夯实。
在其上进行混凝土施工，施工需架设模板、绑扎钢筋并浇筑混凝土，混凝土在施工中经常测量，以保证整体阵列的水平、间距精度。
施工结束后混凝土表面必须立即遮盖并洒水养护，防止表面出现开裂。
回填土要求压实，填至与地面水平。
一般情况尽量避免冬季施工。
确需冬季施工时，一定要采取严格保温措。
施工过程中，待混凝土强度达到28天龄期以上方可进行安装。
1．10工程管理
在项目建成后，推荐采用场内太阳能发电机组和电气设备与35kV变电站统一管理，接受专门的运营机构集中管辖。
太阳能电场发电机组采用远动方式进行监控，变电站按照有人值守进行设计。
由于目前尚无可遵照执行的太阳能电场运行人员编制规程，本太阳能电场机构设置和人员编制推荐如下方案：
全厂定员标准20人。
1．11环境保护和水土保持
太阳能电场建成后不仅为当地提供清洁能源，同时还为当地新增添了旅游景点。
太阳能一期建成后每年可为电网提供电205万千瓦时，可节约标准煤5483吨；
在全球能源形势紧张、全球气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。
环境状况已经警示我国所能拥有的排放空间已经十分有限了，再不加大清洁能源和可再生能源的份额，我国的经济和社会发展就将被迫减速。
提高可再生能源利用率，尤其发展太阳能发电是改善生态、保护环境的有效途径。
太阳能光伏发电以其清洁、源源不断、安全等显著优势，成为关注重点，在太阳能产业的发展中占有重要地位。
环境保护措施具体包括：
施工中使用尾气达标排放的施工机械减少大气污染物排放，避开雨季或雨天，防止施工废水漫流，生活垃圾集中后及时清运，对运营可能产生电磁辐射的设备及场所加设了屏蔽。
水土保持措施：
建设过程中为防止水土流失将采取平衡施工、缩小施工场地范围、建设过程中被破坏和松动的植被与地表应在回填后及时采取植被恢复措施。
1．12劳动安全与工业卫生
为适应我国太阳能发电事业建设发展的需要，为安全生产和文明生产创造条件，在太阳能发电项目设计中必须贯彻国家颁布的有关劳动安全和工业卫生法令、政策，提高劳动安全和工业卫生的设计水平。
在太阳能发电场的设计中，应贯彻“安全生产，预防为主”的方针，加强劳动保护，改善劳动条件，减少事故和人身损害的发生。
以保障太阳能电场建设过程中劳动人员和太阳能电场职工生产过程中的安全和健康要求。
本太阳能电场施工期劳动安全问题为高处坠落、提升及车辆伤害、触电、物体打击、坍塌、机械损伤等。
本阶段安全设计从工程施工管理、安全生产制度、安全管理等方面提出了预防措施。
只要业主、工程监理、工程承包商各自严格按照管理办法运作，可有效预防危害事故的发生，最大限度保证工作人员。
太阳能电场在建成投产后，主要预防灾害为自然灾害和工业灾害，包括防火防爆、防触电、防静电和机械伤害等事故。
本工程设计中各个专业均遵循国家有关安全生产的规定，对可能采取的事故拟定了预防性措施，在自然灾害事故发生时可以将损失降到最低，并对工业灾害进行有效预防，最大限度保证工作人员和财产安全。
1．13太阳能电场工程建设项目招标
本工程招标范围为以下设备太阳能光伏组件，太阳能光伏组件支架，单元直流接线箱，直流配电柜，并网逆变器，交流配电柜，升压变压器，电流互感器，断路器，隔离开关，计量装置，防雷及接地装置等；
鉴于太阳能发电机组的复杂性和多样性以及太阳能电场建设的特殊性和重要性，必须根据太阳能电场的光照资源状况选择与之相匹配的、综合指标最佳的太阳能发电机组。
在技术先进适用、运行可靠的前提下，应选择经济上较优、运输和安装方面切实可行的太阳能发电机组。
因此，建议本期工程太阳能发电机组招标采用邀请招标方式。
1．14项目投资概算
本投资估算包括太阳能光伏组件支架，单元直流接线箱，直流配电柜，并网逆变器，交流配电柜，升压变压器，电流互感器，断路器，隔离开关，计量装置，防雷及接地装置等；
厂区内道路等。
根据工程投资概算，工程固定资产静态投资为46852万元，建设期利息为1110.4万元。
单位千瓦静态投资为4.63万元，单位千瓦动态投资为4.745万元，固定资产投资见概算部分。
1.15财务评价按照青海省可批复电价水平测算，该项目资本金内部收益率高于行业基准收益率水平。
说明该项目具有一定的投资价值，建议业主尽快实施。
1.16结论
青海德令哈10MW光伏发电电站厂址太阳能资源丰富，可用
于并网型太阳能发电，具有规模开发的良好前景。
厂址地势平坦、开阔，区域内的地质结构稳定。
对当地环境不会造成污染，电气并网方案经济、可行。
施工建设条件及交通运输条件齐全、便利。
经过项目投资估算和初步财务分析，该项目可以取得一定的经济利益。
适合建设太阳能发电厂。
二、太阳能资源
我国属世界上太阳能资源丰富的国家之一，全年辐射总量在91.7～2,333kWh/m2.年之间。
全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2,000小时。
我国西藏、青海、新疆、青海、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高，属世界太阳能资源丰富地区之一
图1我国太阳辐射年总量分布
我国太阳能理论总储量为147×
108GWh/年。
我国有荒漠面积108万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区。
如果利用十分之一的荒漠安装并网光伏发电系统，装机容量就达大约1.08×
1010kWp。
折算装机功率为1,928GW,相当于128座三峡电站。
可以提供我国2002年16,540亿kWh的耗电量的3.26倍。
2.1太阳能电场所在地气候情况
青海德令哈地区它位于举世闻名的柴达木盆地东北边缘，地理位置处于东经96°
15′——98°
15′，北纬36°
55′——38°
22′之间，平均海拔2981.5米，德令哈地势坦荡辽阔，气候比较温和，水源丰富，年太阳能辐射量在6600~7200MJ/㎡，年日照时数8.7小时，年均日照时间3,300小时~3,400小时，明显高于我国东部同纬度地区，按照总辐射量的全国太阳能分区标准为太阳能资源丰富区域（一类区），（二类区位于辐射量5400~6700MJ/㎡，三类区辐射量4200~5400MJ/㎡，四类区辐射量小于4200MJ/㎡）；
发展光伏电项目具有得天独厚的优势。
距离城市电网近，是国内太阳能综合开发条件最好的区域之一。
德令哈地区是非常适合安装光伏组件。
2.2评估资料收集情况
为了对太阳能电场的太阳能资源状况和气候背景进行分析，本报告采用了如下基本气象资料进行分析和评估。
1）德令哈气象站1981年~2010年共计30年的气温、气压等资料。
2）德令哈气象站气温、气压、降雨、降雪等一些极端天气资料。
3）德令哈气象站风向、风速及其它天气资料。
4）德令哈气象站2010年月平均气温，日照时数，辐射量等天气资料。
2.3气象站资料分析
2.3.1德令哈1981年~2010气象站主要气象要素特征值
表1:
德令哈气象站1981年~2010年平均值
最大冻土深度：
169cm
冻结日期：
10月左右
解冻日期：
4月左右
风向：
ENE
年日照小时数：
3049.5小时
年蒸发量：
1947mm
2.3.2德令哈2010年气象资料信息表
表2德令哈地区气象资料信息表
表3德令哈地区太阳辐射数据表
图2德令哈市日均辐射量和最高、最低温度
2.3.3、2010年其他气象数据
表4德令哈地区其他气象数据表
青海省以夏季太阳总辐射6600—7200MJ／m2，明显高于我国东部同纬度地区，按照总辐射量的全国太阳能资源分区标准为大阳能资源丰富区（一类区）。
空间分布由西向东逐渐递减，高值区在芒崖、冷湖，低值区在盆地东北部的天俊。
柴达木盆地晴天日数多，利用佳期长（一年中日平均气温稳定通过0℃的天数），按照每日日照百分率大于60%的晴天标准，平均年晴天日数在280天以上，冷湖高达311天，最长连续阴天只有3~5天。
年日照时数在3000~3400h,其中冷湖多达3442.6h,4~8月日平均日照时数可达9.1~10.8h,每日平均日照时数为8.7h.海西是青海省年日照百分率最大的地区，除德令哈，乌兰日照百分率小于70%外，其余地区均在70%以上，冷湖最高达78%。
本工程建在太阳能资源丰富地区戈壁荒地上，地势平坦开阔，可作为“大漠光电工程”实施的重点和理想地区。
搞光伏发电，利用我国的荒漠资源，是变废为宝，保障我国能源供应战略安全、大幅减小排放、和可持续发展的重大战略举措。
青海省十分重视可再生能源的开发和利用，根据《青海省“十一五”能源工业发展规划》，到2010年全省可再生能源开发用量达到138万吨标煤，其中电力装机容量200万千瓦（含小水电、风电），发电量60亿千瓦时；
新增节约和开发农村能源150万吨标煤，人均年生活用能达到435公斤标煤，综合热效率达到20%以上。
为实现“十一五”能源工业发展规划目标，促进青海可再生能源资源优势转化为经济优势，提高可再生能源开发利用水平，加快能源结构调整，减少煤炭等化石能源消耗对环境产生的污染，青海省将利用各种途径来发展可再生能源。
其中，选择在德令哈建设太阳能发电项目，就是一种有益的尝试。
目前的太阳能发电技术主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电技术，其中太阳能热发电技术尚处于试验开发阶段，而太阳能光伏发电技术已经成熟、可靠、实用，其使用寿命已经达到25—30年。
要使光伏发电成为战略替代能源电力技术，必须搞大型并网光伏发电系统，而这个技术已经实践证明是切实可行的。
（一）太阳能电池阵列设计
1、太阳能光伏组件选型
（1）单晶硅光伏组件与多晶硅光伏组件的比较
单晶硅太阳能光伏组件具有电池转换效率高，商业化电池的转换效率在15%左右，其稳定性好，同等容量太阳能电池组件所占面积小，但是成本较高，每瓦售价约36-40元。
多晶硅太阳能光伏组件生产效率高，转换效率略低于单晶硅，商业化电池的转换效率在13%-15%，在寿命期内有一定的效率衰减，但成本较低，每瓦售价约34-36元。
两种组件使用寿命均能达到25年，其功率衰减均小于15％。
（2）根据性价比本方案推荐采用165WP太阳能光伏组件，全部为国内封装组件，其主要技术参数见下表：
表12太阳能电池组件性能参数表
2、并网光伏系统效率计算
并网光伏发电系统的总效率由光伏阵列的效率、逆变器效
率、交流并网等三部分组成。
（1）光伏阵列效率η1：
光伏阵列在1000W/m2太阳辐射强度下,
实际的直流输出功率与标称功率之比。
光伏阵列在能量转换过程
中的损失包括：
组件的匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用
的太阳辐射损失、温度影响、最大功率点跟踪精度、及直流线路
损失等，取效率85%计算。
（2）逆变器转换效率η2：
逆变器输出的交流电功率与直流输入功
率之比，取逆变器效率95%计算。
（3）交流并网效率η3：
从逆变器输出至高压电网的传输效率，
其中主要是升压变压器的效率，取变压器效率95%计算。
（4）系统总效率为：
η总＝η1×
η2×
η3＝85%×
95%×
95%=77%
3、倾斜面光伏阵列表面的太阳能辐射量计算
从气象站得到的资料，均为水平面上的太阳能辐射量，需要
换算成光伏阵列倾斜面的辐射量才能进行发电量的计算。
对于某一倾角固定安装的光伏阵列，所接受的太阳辐射能与
倾角有关，较简便的辐射量计算经验公式为：
Rβ＝S×
[sin（α+β）/sinα]+D
式中：
Rβ——倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量
S——水平面上太阳直接辐射量
D——散射辐射量
α——中午时分的太阳高度角
β——光伏阵列倾角
根据当地气象局提供的太阳能辐射数据，按上述公式计算德
令哈市不同倾斜面的太阳辐射量，具体数据见下表：
表10德令哈市不同倾斜面各月的太阳辐射量（KWH/m2）
从上表的计算可以看出，德令哈纬度40.6°
倾角等于40°
时全年接受到的太阳能辐射能量最大,比水平面的数值高约18.9%。
确定太阳能光伏阵列安装倾角为40°
。
4、太阳能光伏组件串并联方案
250KW并网逆变器的直流工作电压范围为：
450Vdc～880Vdc，最佳直流电压工作点为：
560Vdc。
太阳能光伏组件串联的组件数量Ns=560/23.5±
0.5=24（块），这里考虑温度变化系数,取太阳能电池组件18块串联,单列串联功率P=18×
165Wp=2970Wp；
单台250KW逆变器需要配置太阳能电池组件串联的数量Np=250000÷
2970≈85列，1MWP太阳能光伏电伏阵列单元设计为340列支路并联，共计6120块太阳能电池组件，实际功率达到1009.8KWp。
整个10MWp系统所需165Wp电池组件的数量M1=106120=61200（块），实际功率达到10.098MWp。
该工程光伏并网发电系统需要165Wp的多晶硅太阳能电池组件61200块,18块串联,3400列支路并联的阵列。
5、太阳能光伏阵列的布置
（1）光伏电池组件阵列间距设计
为了避免阵列之间遮阴,光伏电池组件阵列间距应不小于D:
D=0.707H/tan〔arcsin（0.648cosΦ-0.399sinΦ）〕式中Φ为当地地理纬度（在北半球为正，南半球为负），H为阵列前排最高点与后排组件最低位置的高度差）。
根据上式计算，求得：
D=5025㎜。
取光伏电池组件前后排阵列间距5.5米。
（2）太阳能光伏组件阵列单列排列面布置见下图：
（3）10MWP太阳能光伏组件阵列布置见下图：
4）总占地面积计算：
10MWp太阳能光发电场由1700个单列太阳能光
伏阵列构成，前后排阵列间距5.5米。
占地面积=935×
472=44.14
万平方米。
6、土建设计
（1）10MWp光电场总占地面积=935米×
472米=441400平方米
（2）光伏阵列占地约316000㎡，电站房屋建筑面积约3600平方
米。
办公室、展厅、食宿楼：
40m×
20m×
2=1600㎡；
机房、控制室：
80m×
10=1600㎡；
工作间、库房及其它：
20m×
20m=400㎡；
（3）光电场周围需安装高度2.5米防护围栏，围栏总长度：
（935+472）×
2=2814m；
（4）方阵支架基础用钢筋混凝土现浇，预埋安装地脚螺栓。
总
计5100个基础，单体基础0.256m3。
（2）太阳能光伏方阵直流防雷汇流箱设计
如上图所示，光伏阵列防雷汇流箱具有以下特点：
（1）满足室外安装的使用要求；
（2）同时可接入6路太阳电池串列，每路电流最大可达10A；
（3）接入最大光伏串列的开路电压值可达DC900V；
（4）熔断器的耐压值不小于DC1000V；
（5）每路光伏串列具有二极管防反保护功能；
（6）配有光伏专用高压
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