农场10MWp光伏电站与10MW光热电站一体化项目可行性研究报告.docx

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农场10MWp光伏电站与10MW光热电站一体化项目可行性研究报告

农场10MWp光伏电站与10MW光热

电站一体化工程

可行性研究报告

第一章综合说明3

1.1项目概况3

1.2编制依据3

1.3研究内容4

1.4场址概况4

1.510MWp光伏电站与10MW光热电站概况5

第二章太阳能资源和当地气象地理条件6

2.1太阳能资源条件6

2.2某市其它气象条件7

2.3项目所在地地理条件8

2.4光伏电站场址建设条件8

第三章其他必要的背景资料9

3.1国际光伏发电现状9

3.2国内光伏发电现状9

3.3某电力现状及发展规划10

第四章项目任务与规模12

4.1项目建设的必要性12

4.2项目任务与规模14

第五章总体设计方案16

5.1光伏组件及其阵列设计16

5.2电气设计16

5.3工程消防16

5.4土建设计及抗风沙设计16

5.5采暖通风设计17

5.6施工组织设计17

5.7工程管理设计18

5.8环境保护与水土保持设计18

5.9劳动安全与工业卫生18

5.10工程设计概算19

第六章电站的技术设计20

6.1光伏组件及其阵列设计20

6.2电气设计23

6.3土建工程设计30

6.4采暖通风设计32

第七章消防33

7.1范围33

7.2设计主要原则33

7.3防火间距与交通要求34

7.4建筑物与构筑物要求34

7.5灭火器的配置34

7.6消防给水和电厂各系统的消防措施35

7.7火灾报警及控制系统36

7.8防排烟设计36

7.9消防供电及应急照明36

第八章施工组织设计38

8.1指导思想及实施目标38

8.2工程概况及编制依据38

8.3施工组织40

8.4施工准备42

8.5建筑主要分部工程的施工方法46

8.6安装主要分部分项工程的施工方法51

次数不得少于二遍，中间间距时间不得少于8小时。

54

8.7项目工程施工组织计划54

第九章环境保护与水土保持设计57

9.1法律法规依据57

9.2建设施工期环境影响评价及减排措施57

9.3运行期环境影响评价及减排措施58

9.4节能及减排效益分析59

9.5综合评价59

第十章劳动安全与工业卫生60

10.1工程概述60

10.2劳动安全与工业卫生设计依据60

10.3工程安全与卫生潜在的危害因素60

10.4劳动安全与工业卫生对策措施60

第十一章投资估算及经济评价63

11.1工程投资总额预测63

11.2发电量预测63

11.3电价及各年主营业务收入预测（2015年——2040年）63

附件一名词解释64

附件二涉及的主要技术标准和技术规范目录68

（1）承办单位概况

某股权投资基金管理有限公司根据国家产业政策，拟在某市某农场投资地面光伏电站与光热电站一体化建设项目。

某股权投资基金管理有限公司是一家致力于清洁技术，特别是光伏新能源电站、光热电站投资、建设、开发利用和运营的公司。

公司依托技术、产品和装备的研发和集成，依托工程设计和建设运营，生产清洁能源，为地方经济发展和节能环保做出应有的贡献。

第一章综合说明

1.1项目概况

（1）项目名称：

某农场10MWp光伏电站与10MW光热电站一体化工程

（2）建设单位：

某股权投资基金管理有限公司。

（3）建设规模：

建设装机总容量10MWp光伏+10MW光热。

（4）主要发电设备：

单晶硅光伏组件、热应力机。

（5）关键电气设备：

光伏发电专用逆变器、热应力机。

（6）光伏组件支撑系统：

镀锌型材固定支架系统。

（7）选址：

本项目光伏电站位于某市某农场境内，建设光伏电站与光热电站一体化项目及办公生活设施，建设工程用地总面积约2000亩。

地理坐标为东经93°44′，北纬42°78′。

（8）根据预测，该项目潜在的节能减排效果为：

每年减轻排放温室效应气体CO2约4688.76吨；每年减少排放大气污染气体SOx约357.14吨、NOx约120.96吨。

1.2编制依据

本报告主要根据下列文件和资料进行编制的：

（1）《中华人民共和国可再生能源法》，2006年1月1日

（2）国家标准GB/T19939-2005《光伏系统并网技术要求》

（3）国家标准GB/T19964-2005《光伏电站接入电力系统技术规定》

（4）《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》（试行）

（5）《可再生能源发电有关管理规定》，国家发改委2006年1月5日

（6）《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》，国家发改委2006年1月4日

（7）《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》，国家发改委2007年1月11日

（8）《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》，财政部2006年5月30日

1.3研究内容

（1）本报告主要对项目建设的原始条件及必要性、可行性等进行研究论证。

（2）通过对工程规模、建设条件、工程布置、工程实施以及对社会、环境的影响等方面的研究，评价项目实施的可行性。

（3）本报告的工作范围包括：

太阳能资源分析，光伏发电工程的建设条件，接入系统方案推荐，工程规模的确定论证和拟定太阳能光伏发电系统配置方案，设备选择和布置设想，编制工程投资估算、工程设想、环境保护、生产组织和劳动定员、实施轮廓进度，经济评价等内容。

（4）项目的范围：

本工程建设规划容量约为10MWp光伏+10MW光热，主要采用单晶硅光伏组件、热应力机，采用固定支架系统，合理固定倾角方案，以提高系统发电效率，根据建设方案配置相应的接入系统。

项目主要组成包括光电转换系统、直流系统、逆变系统、、热应力系统、交流升压系统和高压输送电系统等。

1.4场址概况

某农场10MWp光伏电站与10MW光热电站一体化项目（以下简称本工程）由某股权投资基金管理有限公司投资开发建设。

本项目在某市某农场境内。

某地区位于新疆维吾尔自治区最东端，地跨天山南北，地区最东在星星峡东北东经96°23′00″处，最西在七角井以西东经91°06′33″处，最南为某市嘎顺戈壁的白龙山附近北纬40°52′47″，最北在巴里坤哈萨克自治县的大哈甫提克山北纬45°05′33″。

南北距离约440千米，东西相距约404千米。

东部、东南部与甘肃省酒泉市为邻；南接巴音郭楞蒙古自治州；西部、西南部与昌吉回族自治州、吐鲁番地区毗邻；北部、东北部与蒙古国接壤，有长达586.663千米的国界线。

某属典型的温带大陆性干旱气候，干燥少雨，晴天多，年平均气温9.8度，年降水量33.8毫米，年蒸发量3300毫米，年均日照3358小时，无霜期182天。

春季多风、冷暖多变，夏季酷热、蒸发强，秋季晴朗、降温迅速，冬季寒冷、低空气层稳定。

极端最高气温43℃，极端最低气温-32℃，无霜期平均182天。

空气干燥，大气透明度好，云量遮蔽少，光能资源丰富，为全国光能资源优越地区之一，日照充足，全年日照时数为3300至3500小时，为全国日照时数最多的地区之一。

本项目建设地点中心区域坐标为北纬42.78°、东经93.44°，厂区水平面年平均辐射量为：

9000.47MJ/m²/a，属我国第一类地区，具有利用太阳能发电，实施“光热一体”示范工程的客观条件。

1.510MWp光伏电站与10MW光热电站概况

本项目报告的编制深度满足初步设计深度要求，拟建某市某农场10MWp光伏电站与10MW光热电站概况见下列特性表。

表1-110MWp太阳能光伏电站概况特性表

序号

项目名称

规格型号

数量

1

总装机容量

10MWp+10MW

2

太阳能光伏组件

单晶硅300W/块

33336块

3

汇流\逆变\升压一体机

1000kVA35/0.4kV

10台

4

控制保护系统

无功补偿系统\不间断电源\35kV成套屏柜综合自动化保护\电度表屏等

1套

5

热应力机

10MW

第二章太阳能资源和当地气象地理条件

2.1太阳能资源条件

2.1.1我国太阳能资源分析

地球上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。

资源丰度一般以全年总辐射量和全年日照总时数表示。

就全球而言，美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大，为世界太阳能资源最丰富地区。

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。

图2-1我国太阳能资源分布

我国将图2-1中日照辐射强度超过9250MJ/m2的西藏西部地区以外的地区分为五类。

一类地区全年日照时数为3200～3300小时，年辐射量在7500～9250MJ/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5850～7500MJ/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5000～5850MJ/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、江苏中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4150～5000MJ/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，年日照时数不小于2200h，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。

项目拟建地某市某农场，属太阳能资源一类地区。

2.1.2项目所在地太阳能资源分析结论

某市地处太阳能资源一类地区，日照相对充足。

全年日照时数为3335小时，辐射量在9000MJ/m2，属我国第一类太阳能资源区域，适合建设光伏电站项目。

2.2某市其它气象条件

1、环境温度条件影响分析

根据气象站提供的多年实测气象资料，本工程场址区的多年平均气温9.8℃，多年极端最高气温43℃，多年极端最低气温-32℃。

因此，按本工程场区极端气温数据校核，本项目太阳电池组件、热应力机的工作温度可控制在允许范围内。

本项目逆变器在采取措施后，其工作温度可控制在允许范围内。

故场址区气温条件对太阳能电池组件及逆变器的安全性没有影响。

另外，本工程太阳能电池组件运行环境温度年平均温度适宜，在太阳能电池组件的串并联组合设计中，应根据当地的实际气温情况进行温度修正计算，以确保整个太阳能发电系统在全年中有较高的运行效率。

2、风速影响分析

由于某多年平均风速为1.8m/s，累年瞬时极大风速为19.3m/s，因此，组件支架设计必须考虑风荷载的影响。

项目所在地多年平均太阳辐射量9000.47MJ/m²/a，太阳能资源优越，但由于交通运输等条件较好，并网接入条件优越，适合建设并网光伏电站。

2.3项目所在地地理条件

拟建项目在某市某农场境内。

本区位于新疆维吾尔自治区最东端，全境南北距离约440千米，东西相距约404千米。

总面积138919平方公里。

拟建场地及附近未发现有活动性断裂，地震活动相对较弱，拟建场地相对稳定，适宜建设。

2.4光伏电站场址建设条件

2.4.1场址宏观建设条件分析

某农场10MWp光伏电站与10MW光热电站一体化项目在水文、气象、太阳光照资源、交通运输条件方面符合建设条件。

2.4.2场址微观建设条件分析

在某农场境内。

本区位于新疆维吾尔自治区最东端，东经93°44'北纬42°78'，全境南北距离约440千米，东西相距约404千米。

总面积138919平方公里。

构成了以某为枢纽、北连南接的交通运输网络。

交通条件便利。

2.4.3场址建设条件分析结论

项目所在地某市某农场，其具有丰富的太阳光照资源，保证了发电效率；靠近主干电网，能减少新增输电线路的投资；主干电网的线径具有足够的承载能力，在基本不改造的情况下有能力输送光伏电站的电力；交通运输、生活条件便利；能产生附加的经济、生态效益，有助于抵消部分电价成本；在此建设太阳能发电站，既方便地将太阳能电力通过35kV输电线路接入电网系统，减少输电损失，同时还可以起到积极的宣传示范作用。

第三章其他必要的背景资料

3.1国际光伏发电现状

全球人口2008年是66亿，能源需求折合成装机是16TW；到2050年全世界人口至少要达到100－110亿，按照每人每年GDP增长1.6%,GDP单位能耗按照每年减少1％，则能源需求装机将是30－60TW，届时主要靠可再生能源来解决。

可是，世界上潜在水能资源4.6TW，经济可开采资源只有0.9TW；风能实际可开发资源2TW；生物质能3TW。

只有太阳能是唯一能够保证人类能源需求的能量来源，其潜在资源120000TW，实际可开采资源高达600TW。

由于光伏发电能为人类提供可持续能源，并保护我们赖以生存的环境，世界各国都在竞相发展太阳能光伏发电，尤其以德国、日本和美国发展最快。

在过去的10年中，世界光伏发电的市场增长迅速，连续8年年增长率超过30％，2007年当年发货量达到733MW，年增长率达到42%。

图3-1给出了1990到2007年的世界太阳电池发货量的增长情况：

光伏组件成本30年来降低了2个多数量级。

根据So1arbuzzLLC．年度PV工业报告，2007年世界光伏系统安装量为2826MW，比2006年增长了62％，2010年世界光伏发电累计装机容量已经超过15GW，预计到2050年，太阳能光伏发电将达到世界总发电量的10－20％，成为人类的基础能源之一。

光伏发电的应用形式包括：

边远无电农牧区的离网发电系统、通信和工业应用、太阳能应用产品、与建筑结合的并网发电系统以及大型并网电站。

国际能源机构（IEA）特别将超大规模光伏发电（VLS-PV）列为其第8项任务（Task8），主要研究、追踪超大规模光伏发电的技术和信息，并在此领域开展国际间的交流和合作。

3.2国内光伏发电现状

2014年，我国光伏发电设备新增装机容量1060万千瓦，除地面大型并网电站外，主要应用在如下几个方面：

3.2.1通信和工业应用：

●微波中继站；

●光缆通信系统；

●无线寻呼台站；

●卫星通信和卫星电视接收系统；

●农村程控电话系统；

●部队通信系统；铁路和公路信号系统；

●灯塔和航标灯电源；

●气象、地震台站；

●水文观测系统；

●水闸阴极保护和石油管道阴极保护。

农村和边远地区应用：

●独立光伏电站（村庄供电系统）；

●小型风光互补发电系统；

●太阳能户用系统；

●太阳能照明灯；

●太阳能水泵；

●农村社团（学校、医院、饭馆、旅社、商店等）

3.2.2光伏并网发电系统

并网光伏发电系统包括城市与建筑结合的并网光伏发电系统（BIPV）和大型光伏电站。

目前BIPV应用尚处于试验示范阶段。

3.2.3其它太阳能商品

●太阳能路灯；

●太阳能草坪灯；

●太阳能信号标识；

●太阳能广告灯箱等；

●太阳能充电器；

●太阳能电动汽车；

●太阳能游艇等。

目前我国大型并网光伏电站经历2011年-2014年四年跨越式发展，已达到15GW以上规模。

3.3某电力现状及发展规划

3.3.1某电力系统现状

●1、发展现状

经过十多年的发展，某太阳能光伏产业已具有一定的规模和基础，在研发、制造和应用方面取得了长足发展。

“十一五”以来持续加速，2010年，我区光伏产业完成主营业务收入达到30亿元，同比增长100%以上。

截至目前，某核准的光伏发电项目中，装机容量250兆瓦，在总能耗中的比重不断增加。

●2、发展优势

某具备发展太阳能光伏产业得天独厚的条件，有利于加快资源优势向产业优势转换，为抢占产业技术制高点，实现光伏产业跨越式发展奠定了良好的基础。

●3、面临型式

国内市场快速启动将为光伏产业发展带来新机遇。

随着国内光伏上网电价的出台，着力保障能源供应、建设低碳社会、推动经济结构调整、培育战略性新兴产业的战略实施，国家初步规划，“十二五”末，国内太阳能发电装机容量将超过1500万千瓦，同时，我国将建设100个新能源城市和1000个新能源园区，再加上农业、旅游、交通和军事等领域的应用，光伏产业面临快速发展的新机遇。

第四章项目任务与规模

4.1项目建设的必要性

4.1.1项目的建设符合国家产业政策

开发利用可再生能源是国家能源发展战略的重要组成部分，《中华人民共和国电力法》规定：

“国家鼓励和支持利用可再生能源和清洁能源发电”。

我国《可再生能源中长期发展规划》提出到2020年达到180万千瓦的装机目标，并在（2005）2517号文件中将并网型的光伏发电列为可再生能源产业发展指导目录，本项目利用当地丰富的太阳能资源建设光伏发电场，符合国家产业政策。

4.1.2优化能源和电力结构

太阳能光伏发电作为重要的可再生能源形式，发电产业快速发展，市场应用规模迅速扩大，太阳能光伏发电有可能在不远的将来很大程度上改变能源生产、供应和消费方式，给能源发展带来革新。

中国光伏产业在国家大型工程项目、推广计划和国际合作项目的推动下，以前所未有的速度迅速发展。

目前国家及地方大力推广光伏屋顶发电系统，在可再生能源领域内仅次于水电和风力发电，对优化能源结构起到非常重要的作用。

装机容量的增长，也是光伏发电成本降低的主导因素之一。

4.1.2.1光伏发电本身的优越性

⏹不需要耗费燃料，太阳辐射为其提供取之不竭的能源。

⏹发电系统无噪声、无污染、无任何排放物、不消耗水资源。

⏹系统构成简单，施工难度小，周期短，可模块化施工，易于增容，便于检修。

⏹可方便的与建筑结合，可大规模利用荒漠、荒地、空地。

⏹无人值守，维护成本极低，运行可靠，使用安全。

⏹寿命长，经济寿命为20年，使用寿命可超过25年。

⏹技术和工艺正在走向成熟。

图4-1光伏系统发电价格随装机容量的变化（2007年中国光伏产业发展报告）

4.1.2.2大规模并网型光伏发电项目积极性、建设性示范作用

4.1.2.2.1清洁能源

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，因此实施本工程对推广太阳能利用、推进光伏产业发展是十分必要的。

4.1.2.2.2进入规模化发展起步阶段

我国太阳能光伏技术开始于20世纪70年代，开始时主要用于空间技术，而后逐渐扩大到地面并形成了中国的光伏产业。

目前，我国已安装光伏电站约5GW，大规模地面并网电站为主要组成板块。

4.1.2.2.3大型并网光伏电站是光伏发电迈向电力规模应用的必然结果

国际能源机构（IEA）特别将超大规模光伏发电（VLS-PV）列为其第8项任务（Task8），主要研究、追踪超大规模光伏发电的技术和信息，并在此领域开展国际间的交流和合作。

荒漠光伏电站正在从小规模（100kW以下）、中规模（100kW~1MW）向大规模（1MW~10MW）和超大规模（10MW以上）发展。

我国可再生能源中长期发展规划已于2007年8月31日正式发布。

4.1.2.3小结

出于优化电网能源结构考虑，我国目前处于兆瓦及以上级别的太阳能光伏发电上网项目的成熟阶段，结合我国电网特点，兆瓦级光伏发电上网亟需在当前基础上利用在太阳能资源较有优势的地区建设更多示范性项目，以推动我国在该领域的成功运作。

某自然条件、产业条件都具备相当的优势，当前，在此基础上建设太阳能光伏发电示范项目必将起到显著的示范效果。

4.1.3保护环境，节省能源、减少温室气体排放

根据目前某的能源结构，基本上尚属于煤电的传统电力系统，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。

为提高环境质量，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。

4.1.4结论

某日照资源丰富，基本无灾害性天气，具备发电上网条件，交通便利。

建设光伏电站对于改善当地电力系统的能源结构、减少燃煤发电厂的环境污染、满足用电负荷迅速增长的需要都是有意义的。

某10MWp光伏电站与10MW光热电站一体化项目的建设，符合我国21世纪可持续发展能源战略规划；也是发展循环经济模式，建设和谐社会的具体体现；同时对推进太阳能利用及光伏组件产业的发展进程具有非常重大的示范意义，其社会政治、经济、环保等效益显著。

源于上述有利条件和新能源建设机遇。

4.2项目任务与规模

随着某市国民经济的快速发展，对于电力工业的发展提出了更高的要求。

本项目建成后可进一步满足所在地区的能源需求。

根据初步规划的地域面积以及当地日照辐射资源情况，该项目建设规模为10MWp+10MW，可供给当地用电负荷，也可通过公共电网外送。

初步计算表明,本项目装机容量不会对电网的安全运行产生影响。

4.2.1发电量预测

根据中国部分省市光伏电站最佳安装倾角及发电量速查表中查算，某每瓦每年发电量为1.7KWh/W的情况下，该项目建设规模为10MWp+10MW，每年可发电量1700万度+8760万度。

4.2.2具有节能、环保效益

目前，某电网基本属于火电+水电电网，发电厂多为燃煤机组发电机组，电源结构较单一。

光伏发电是一种清洁的能源，建成投产后既不消耗燃料资源和水资源，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。

某农场10MWp光伏电站与10MW光热电站一体化项目的建设，将在节省燃煤、减少CO2、SO2、NOx、烟尘、灰渣等污染物排放效果上，起到积极的示范作用。

根据国际能源署（IEA）《世界能源展望2007》，中国的CO2排放指数为：

0.814kg/kWh，同时，我国火电厂每发电上网1kWh，需消耗标准煤305g，排放6.2克的硫氧化物（SOx）（脱硫前统计数据）和2.1克的氮氧化物（NOx）（脱氮前统计数据），对环境和生态造成不利的影响。

本10MWp光伏电站与10MW光热电站一体化项目整个25年规划运行期内年平均上网电量约1700万kWh+8760万kWh。

与相同发电量的火电厂相比，按照当前主力发电机组600MW发电机组平均供电煤耗水平305g/kWh计，每年可为电网节约标煤约41175吨。

在其25年使用期内，该光伏发电项目总共节省标煤约51.475万吨。

该项目的建设，将在节省燃煤、减少CO2、SOx、NOx、烟尘、灰渣等污染物排放效果上，起到积极的示范作用。

根据预测，该项目潜在的节能减排效果为：

每年减轻排放温室效应气体CO2约14066.28吨；每年减少排放大气污染气体SOx约535.71吨、NOx约181.84吨。

同时该项目可节约用水，不存在废水和温排水等对水环境