精品昆明安宁气象数据及发电量估算.docx
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精品昆明安宁气象数据及发电量估算
昆明安宁气象数据及发电量估算
昆明安宁气象数据收集
1．项目背景
1.1编制背景
在2008年召开的昆明市委九届四次全体（扩大）会议上，云南省委常委、昆明市委书记仇和如此描绘昆明的蓝图：
作为云南省唯一的一座大城市，昆明市要站在更高起点上建设国际化城市，不断提高昆明的综合竞争力。
通过5到10年的努力，将以人为本、以民为主的现代新昆明基本建设成为，以“一湖四环”、“一湖四片”、“一城四区”为载体，以人的现代化为核心，以生产方式和生活方式进步为标志，三大板块协调发展，集湖光山色、滇池景观、春城新姿，融人文景色和自然风光于一体的森林式、环保型、园林化、可持续发展的高原湖滨特色生态城市，成为经济景气指数高、文化特色浓、人居环境好、投资环境佳、社会安定和谐的面向东南亚、南亚的区域性国际化城市。
1.2城市概况
1.2.1行政区划
昆明安宁市位于滇中高原的东部边缘，地处东经102°10′至102°37′，北纬24°31′至25°06′之间；南北长约66.5公里，东西宽约46.5公里；总面积1321平方公里。
安宁距昆明32公里，是昆明通往滇西8个地州，并经畹町直接与缅甸相连的交通重镇。
市境东北与西山区相连，东南与晋宁县接壤，西与易门、禄丰县毗邻，由昆明市代管。
平均海拔1800米，年平均气温14.7C。
1995年撤县设市，辖7镇、2街道办事处，有66个村民委员会，348个村民小组，33个社区居民委员会，148个居民小组，人口31万。
安宁地理优越、交通发达，320国道直通缅甸，昆安、安楚高速，成昆铁路等穿境而过，安晋高速、昆广铁路复线已开工建设，柏油路直达各行政村。
安宁距昆明32公里，是昆明通往滇西8个地州，并经畹町直接与缅甸相连的交通重镇。
市境东北与西山区相连，东南与晋宁县接壤，西边与易门、禄丰县毗邻。
安宁历史悠久，汉武帝元封二年（公元前109年），西汉王朝在此置连然县。
唐武德四年（公元621年），称安宁县。
元至元十二年（公元1275年），称安宁州。
民国2年（公元1913年），复称安宁县。
1950年4月20日，安宁县人民政府成立。
1956年10月，改安宁县为昆明市安宁区。
1959年9月，复称安宁县。
1995年10月13日，经国务院批准设安宁市至今。
安宁市是云南省最重要的冶金、盐磷化工基地；是环滇经济圈绿色工业城市；是以温泉为主的休闲、疗养、旅游度假区；是安宁市的政治、经济、科技文化中心。
以连然主城（含昆钢）为中心，发展建设城市中心区；东部以太平为重点发展城市新区和高新产业区；南部发展以八街为中心的农业产业和水资源保护区；西部以草铺、禄脿为重点的工业园区；北部以温泉、青龙为主的螳螂川康体休闲生态旅游带。
沿安晋高速公路一带，配合做好调整昆钢、海口片区的工作，最终城市将形成“四区、一带、两片”的空间布局。
各区块间以500～2000米森林绿化带分隔，将50%左右的土地作为绿化用地。
安宁，由于得天独厚的地理自然优势，被誉为“连然金方，螳川宝地”，历来是昆明的重要门户，迤西咽喉，历史上曾是南方丝绸之路的重要站口，史称“安宁雄镇，诸爨要冲”。
图1-1项目地址
2、太阳能资源分析
2.1云南省太阳能资源
云南地处低纬高原，北回归线贯穿于省内南部，各地海拔相对较高，所处地理位置特殊，全年可接受太阳辐射能充裕，全年太阳高度角变化幅度不大，冬夏半年太阳可照时数差别较小，一年中太阳辐射能差异不大，季节分配比较均匀，四季温暖，年气温差较小。
云南全省国土均位于北纬300以南的区域，许多地区海拔都在2000m左右，分属热带山原或低纬高原。
境内大部分地区地势较高，山地、高原占全省总面积的94%，地表上空大气层厚度较薄，空气密度小而大气透明度高，太阳辐射获取量多。
云南太阳能资源仅次于西藏、青海等省区，是中国最丰富的省份之一。
云南北部的金沙江河谷地区干旱少雨，日照充足，是全省太阳总辐射量最多的地区。
2.1.1云南日照时数分布
1）空间分布：
云南地区太阳的年理论可照时数约4400hr，南北纬度形成的差异仅6hr左右。
云南各地地形复杂，天气气候各异，各地实际日照时数相差十分悬殊。
根据云南省各地气象资料分析，省内日照时数最大的地方在永仁县、为2698hr，日照时数最小的地方在盐津县、为869hr；省内大部分地区的年实际日照时数在2100～2500hr之间。
云南省各地（实际）年日照时数的分布情况见图2.1.1-1。
图2.1.1-1：
云南省年日照时数分布图（单位：
0.1hr）
2）时间分布：
云南低纬高原多数地区无明显的四季之分，只有干季、雨季之别，干季（11月～5月中旬）和雨季（5月下旬～10月）的日照时数有较大差异。
干季晴天多，雨日、云天少，日照充足，多数地区风高物燥，不仅降雨日数少，云量也十分稀少，日照时间长，光照强度大。
雨季的降雨日数多，云层较多，各地日照时数一般比干季少。
根据全省126个气象站多年逐月平均日照时数分析显示，云南省
月平均日照时数时间分布的特征是：
干季日照时数要明显大于雨季，省内大多数地方全年月最高日照时数一般出现在3月，最低日照时数一般出现在7、9月份。
2.1.2云南日照百分率分布
1）空间分布：
云南省大部分地区的年日照百分率在46～54%之间，最大的地方在永仁县、为61%，最小的地方在盐津县、为20%。
云南省各地年平均日照百分率分布图如图2.1.2-1。
图2.1.2-1：
云南省年平均日照百分率分布（单位：
%）
2）时间分布：
与全年月最高日照时数的规律相似，云南大多数地方全年月最高日照百分率一般出现在干季的1、2月份，全年月最低日照百分率一般出现在7月份。
省内月平均日照百分率峰值为60%，出现在1～3月；低值为30%，出现在7月；冬半年与夏半年日照百分率差异显著。
2.1.3云南太阳总辐射的变化规律
云南地处低纬度高原，海拔高度大多在1000m以上，大气透明度好，干季晴朗少云，空气十分干燥，日照时数多。
雨季多以过程性降水为主，长时间连绵阴雨少，夜雨多，全省大部分地区到达地面的太阳辐射强度大。
云南太阳总辐射量的地区分布受天气气候影响很大，不同于“太阳辐射随纬度增加而降低、随高度增加而增大”的一般规律。
1）空间分布：
一般而言，纬度低的区域冬夏半年太阳高度角大，太阳辐射总量较纬度高的地方多。
在云南全省范围内，太阳辐射总的分布趋势是南多北少。
其中，云南北部河谷地区干旱少雨、日照充足，乃是全省太阳总辐射量最多的地区。
在云南省125个县（市、区）中，有12个县的年太阳总辐射在6000MJ/m2.a以上，有71个县的年太阳总辐射在5500MJ/m2.a以上，有103个县的年太阳总辐射在5000MJ/m2.a以上。
云南省年太阳总辐射的空间分布趋势与年日照时数和年日照百分率的空间分布趋势是一致的，见图2.1.3-1。
2）时间分布：
一般而言，我国大部分地区太阳总辐射量夏季最大，极端最高气温一般出现在盛夏的7、8月份。
夏季太阳直射北半球，太阳高度角大，日照时间长，地表单位面积获得的太阳总辐射量多，气温高；冬季则相反，受季风的影响，形成冬冷夏热的气候特点。
在云南省，夏季因受云雨影响，太阳总辐射并非全年最多，冬、夏太阳总辐射量的季节差别不大，年间气温差远低于其它省区。
即云南省多数地区春季太阳总辐射量最大，极端最高气温常出现在春末夏初。
一般情况下，云南全省范围内春季太阳总辐射量多于秋季太阳总辐射量，春温高于秋温。
其中：
（1）云南省滇东北北部地区的太阳总辐射量表现为“夏大冬小”，一年中高值出现在夏季（6～8月），最大值一般出现在7月；低值出现在11～1月，最小值一般出现在12月，这段时间受冷空气影响，阴雨天气多，日照百分率很低。
（2）云南省其它地区的太阳总辐射量多表现为“春大秋小”，一年中最高值大多出现在4～5月，这段时间正值雨季来临前，空气十分干燥，日照时间长，日照百分率高，到达单位地表的太阳总辐射量多；最低值一般出现在11～12月，主要是天文辐射量少的缘故。
根据云南省7个辐射站连续10年的年太阳总辐射值显示，7个站10年间逐年太阳总辐射值与其本站10年太阳总辐射平均值的距平百分率，最大为12.84%，最小为0.084%，平均为3.85%，表明这7个站年太阳总辐射的年际变化是很小的。
图3.1.3-1：
云南太阳能年总辐射量分布图（单位：
MJ/m2.a）
2.1.4云南太阳总辐射的区域分类
在综合考虑太阳总辐射、日照时数、日照百分率三个要素的基础上，《云南省太阳能资源评价报告》将云南省太阳能资源开发区划分为四类区域，即：
最佳开发区、较佳开发区、可开发区、一般区。
1）最佳开发区：
此区域内年太阳总辐射在6000MJ/m2.a以上，年日照时数在2300hr以上，年日照百分率在61～53%之间。
主要分布在丽江市中部和东部，大理州东部，楚雄州西部和北部。
此区域内有永仁、宾川、弥渡、元谋、华坪、祥云、丽江、南涧、保山、大姚、洱源和姚安等12个县，其国土总面积为3.66x104
km2，占全省总面积的9.29%。
2）较佳开发区：
此区域内年太阳总辐射在5500～6000MJ/m2.a之间，年日照时数在2100～2300hr之间，年日照百分率不低于50%。
主要分布在迪庆州东部、丽江市北部和西部、大理州西部、保山市中部、德宏州、临沧市东部、普洱市西部、西双版纳州西部、楚雄州东部和南部、昆明市北部和南部、红河州北部和西部、玉溪市。
此区域内有陇川、剑川、梁河、永胜、宁蒗、潞西、鹤庆、晋宁、南华、双柏、漾濞、大理、墨江、牟定、永德、元江、建水、瑞丽、盈江、新平、华宁、云县、临沧、石屏、巍山、双江、耿马、景洪、西盟、江川、腾冲、东川、路南、易门、凤庆、龙陵、呈贡、禄丰、峨山、马龙、永平、武定、勐海、蒙自、施甸、通海、宜良、孟连、中甸、会泽、泸水、澜沧、开远、维西、昌宁、昆明、楚雄、弥勒、富民等59个县，其国土总面积为17.08x104km2，占全省总面积的43.35%。
3）可开发区：
此区域内年太阳总辐射在5000～5500MJ/m2.a之间，年日照时数在2100hr左右，年日照百分率在45～50%间。
主要分布在迪庆州西部、怒江州南部、保山市北部、临沧市西部、普洱市中部、西双版纳州东部、昆明市中部、曲靖市西部、昭通市南部、文山州西部、红河州中部。
此区域内有禄劝、曲靖、巧家、澄江、绿春、泸西、红河、普洱、寻甸、景谷、玉溪、兰坪、景东、思茅、六库、个旧、陆良、德钦、勐腊、安宁、沾益、镇康、镇沅、云龙、江城、宣威、昭通、
沧源、丘北、嵩明、文山、鲁甸等32个县，其国土总面积为11.3x104km2
占全省总面积的28.67%。
4）一般区：
在此区域内年太阳总辐射在5000MJ/m2.a以下，年日照时数在2100hr以下，年日照百分率不到40%。
主要分布在文山州北部、东部和南部、昭通市北部、曲靖市东部、怒江州北部。
在此区域内有师宗、富源、马关、砚山、广南、元阳、富宁、河口、罗平、金平、麻栗坡、屏边、西畴、福贡、贡山、镇雄、彝良、永善、大关、威信、盐津、绥江等22个县，其国土总面积为7.36x104km2，占全省总面积的18.68%。
2.2云南安宁太阳能资源
2.2.1安宁气候特征：
昆明安宁受南部孟加拉湾海洋季风和东南部北部湾暖湿气流的影响，具有亚热带气候特征。
干湿季节分明、日照充足、雨量丰沛、四季如春，被人誉为〃天气常如二三月，花枝不断四时春〃，昆明因此又有〃春城〃之称。
①年平均气温15°C，最热月平均气温19.8°C，最冷月平均气温7.7°C，极端高温31.5°C，极端低温-5.4°C。
②年均日照2480h。
年平均降雨量800mm，每年六月至十月为雨季，雨季降雨量占全年总降雨量的80.0%。
对基础工程施工较为不利，每年十二月至次年叫月为旱季，旱季降雨量占全年总降雨量的7.0%，对基础工程施工较为有利。
年平均蒸发量1685mm，干燥度为1.67，为微湿润气候区，日最大降雨量153.0mm。
③夏季平均气压606.2mmHg。
④30年一遇最大风速23.7m/s。
⑤最大积雪厚度17cm
⑥年日照数2200h。
2.2.2地形与地貌
境内地形以高原陷落盆地与陷落河谷相交错，中部高，四周低，境内河流分属金沙江、珠江、红河三大水系，形成高山大河与盆地共生、地面高差悬殊、水系复杂的地形特点，其中昆明坝子为全市最大的盆地。
著名的高原湖泊滇池是云南省最大的湖泊，总面积约300km2。
境内85%左右为山地，位于禄劝县境内的轿子雪山马鬃岭为乌蒙山主峰，海拔4247m，也是滇中第一高峰。
东部梁王山逶迤而下，最高海拔2820m，西部富民西山主峰高2834m。
最低海拔在北部金沙江边，仅746m。
昆明市区地面海拔1891m
2.2.3安宁太阳能资源
图1.2.3-1昆明安宁市月总辐射量
安宁市位于昆明市西南部，由图1.2.3-1可知，该地区日照资源相对充足，年均辐射量约为5508.9MJ/m2，年峰值日照小时数为1530.237小时，年等效利用小时数为1185.934小时。
总体来看，该地区太阳能资源比较丰富，具备建设太阳能光伏发电站的条件。
4光伏发电工程年上网电量计算
由图1.2.3-1可知安宁市按全年太阳辐射为5508.9MJ/m2，即1530.237kWh/m2计算出峰值日照小时数为1530.237小时，等效利用小时数为1185.934小时，首年发电量为1292.668kWh/m2
要估算项目上网电量，需在理论发电量上进行如下折减：
1）光伏方阵效率
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与传输过程中的损失包括：
组件匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用的太阳辐射损失、温度的影响以及直流线路损失等。
（1）组件匹配损失：
对于精心设计、精心施工的系统，约有4%的损失；
（2）粉尘污染损失：
即组件表面尘埃遮挡损失，取值4%；
（3）不可利用太阳辐射损失：
即不可利用的低、弱太阳辐射损失，取值3%；
（4）温度损失：
温度影响额定输出功率，温度高于标准温度时额定输出功率下降，取值4%；
（5）直流线路损失取3%。
所以，综合各项以上各因素，η1=96%×96%×97%×96%×97%=83.24%。
2）逆变器效率
逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比。
包括逆变器转换的损失、最大功率点跟踪（MPPT）精度损失等。
对于大型并网逆变器，取η2=97%。
3）交流并网效率
即从逆变器输出至高压电网的传输效率，其中最主要的是升压变压器的效率和交流电气连接的线路损耗。
本次测算采用96%。
系统的总效率等于上述各部分效率的乘积，即：
η=η1×η2×η3=83.24%×97%×96%=77.52%。
逐年理论发电量
根据光伏组件电池组件25年衰减率，按照线性衰减，计算得出25年分年发电量，详见下表1-2表中可以看出，考虑组件衰减性，第一年发电量理论计算值为1292.668kWh/m2比年平均上网电量高出9%，每年按0.8%线性衰减。
表1-225年分年发电量
年份
发电量（kWh/m2）
年份
发电量（kWh/m2）
1
1292.668
14
1164.498
2
1282.326
15
1155.182
3
1272.068
16
1145.94
4
1261.891
17
1136.773
5
1251.796
18
1127.678
6
1241.782
19
1118.657
7
1231.847
20
1109.708
8
1221.993
21
1100.83
9
1212.217
22
1092.023
10
1202.519
23
1083.287
11
1192.899
24
1074.621
12
1183.356
25
1066.024
13
1173.889
平均
1185.934
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