年产1000套百千瓦级光伏发电并网用逆变控制功率调节系统高技术产业化项目可行性研究报告.docx
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年产1000套百千瓦级光伏发电并网用逆变控制功率调节系统高技术产业化项目可行性研究报告
第一章总论
1.1项目概况
1.1.1项目名称
某新能源科技有限公司年产1000套百千瓦级光伏发电并网用逆变控制功率调节系统高技术产业化项目
1.1.2项目承建单位
单位名称：
某新能源科技有限公司
注册资本：
2000万元人民币
法人代表：
公司类型：
有限责任公司
1.1.3项目建设地址
某袍江新区越东路与三江路交叉口东南侧某环球光伏科技有限公司的空余厂房内
1.1.4可行性研究报告编制单位及编制依据
编制单位：
某市工业科学设计研究院有限公司
资格等级：
乙级
编号：
1.2项目建设单位概况
某新能源科技有限公司于2009年11月新成立，项目处于筹备建设期，公司已与某工业大学建立有长期紧密的合作关系，公司拟招聘人员100人。
人员计划：
大专以上学历的科技人员84名，占员工总人数的84%；专业从事研究开发的工程技术人员40名，占员工总人数的40%，中级以上职称科技人员20名。
在电力电子应用技术的研究开发方面，既要有工作经验丰富的资深专家，又要有理论功底深厚的中青年工程技术人员，以保证技术开发队伍的雄厚实力。
1.3可行性研究报告编制依据
1、国家现行的有关产业政策、法规及有关技术标准；
2、某新能源科技有限公司委托某市工业科学设计研究院有限公司编制项目可行性研究报告的技术咨询合同；
3、某新能源科技有限公司及有关专业人员提供的相关专业基础资料。
1.4项目提出的背景和必要性
1.4.1项目背景
目前，国际上户用小功率光伏并网发电逆变控制技术的研发已较为成熟，生产光伏发电并网用逆变控制功率调节系统比较知名的公司有SMA、AES、Xantrex和SUNPOWER等。
其中SMA公司占据了欧洲光伏逆变器市场的80%和美国光伏逆变器市场的75%。
在日本，Sharp、MitsubishiElectric、Omron、SanyoElectric等公司都已能开发生产3～5kVA户用光伏并网逆变器。
当前在国内市场应用较多的是德国SMA公司的SUNNYBOY产品，其产品系列完善，工艺先进，采用模块化设计和组合，具有较高的性能指标和较完善的使用功能。
其单相并网逆变器容量从700VA－5000VA，三相并网逆变器容量从50KVA－400KVA。
在世界光伏发电产业发展大潮的带动下,中国的光伏产业也在不断壮大。
因此太阳能光伏发电并网用逆变控制调节系统产业也在同步发展和壮大。
国内光伏发电并网用大功率逆变控制调节系统产业化生产的单位只能几家，年产量约为8000套，安徽某阳光公司年产量约1000套，其产品品种系列可以覆盖中小功率（小功率系列一般为单相1～5kW，见有50kW的三相并网逆变电源产品样机运行示范报道）。
安徽某颐和公司年产量约3000-5000套，南京一家公司年产量也只有500-600套，但以上公司的系列产品目前产量还比较小，生产、调试技术装备还较落后，产品功能、工艺结构和可靠性等方面与国外相比还有较大差距，如要全面进入市场，还有很多需要改进和完善的工作要做。
近几年国际上光伏发电快速发展，2007年全球太阳能新装容量达2826MWp。
2007年，在太阳能光电产业链中有大量的投资集中到新产能的提升上。
2008年全球光伏市场增至5.5GW，全球太阳能安装总量已累计达15GW。
虽然受金融危机影响，德国、西班牙对太阳能光伏发电的扶持力度有所降低，但其它国家的政策扶持力度却在逐年加大目前国外发达国家太阳能光伏发电已开始向规模化并网发电和光伏建筑一体化发展，我国也正由独立的小型光伏电站逐步转向规模化的并网发电。
由于我国对光伏发电技术的研究起步较晚，目前光伏发电并网用逆变控制设备基本上都靠进口。
为此，国家十分重视“高性价比太阳光伏电池及利用技术”的研发，将其作为重点领域中急需发展的优先主题，列入了中长期科技发展规划纲要和863计划；某省政府将“实施太阳能光伏并网电站项目”作为重点任务列入了能源产业科技示范工程。
1.4.2项目意义和必要性
1.4.2.1本项目的建设将有力的推动我国太阳能光伏产业的发展
太阳能被公认为是21世纪最有前景的重要绿色新能源，受到各国政府的高度重视。
我国政府十分重视在这一领域的突破，温家宝总理曾经指示：
“太阳能技术关系到中国的能源战略，要大力发展这一产业”。
国家将“研发高性价比太阳能光伏电池及利用技术”列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006－2020）重点领域中急需发展的优先主题；国家科技部将此课题列入了“863”计划；某省政府将“太阳能光伏电池技术开发与应用”、“实施太阳能光伏屋顶并网电站项目”作为重点任务列入了某省“能源产业科技示范工程”。
近10年来世界光伏产业发展迅速，在2006、2007年，光伏产业维持30％增幅增长。
2008年以后增长速度超过40％。
2010年太阳能产量将达到6000兆瓦，是目前产量的5倍。
未来数十年，全球光伏产业的复合增长率将会高达30％以上。
最近EPIA更新了其对2010年全球光伏市场的预测，从每年3.2GW上调到每年5.4GW。
国际市场目前需求稳定增长。
未来几年美国市场的大量需求会成为继德国之后推动整个光伏产业高速发展的一个主要动力。
按照西方发达国家目前规划，2030年全球光伏发电装机容量将达到300GW百万千瓦），至2040年光伏发电将达到全球发电总量的１5-20％。
德国在近年仍然继续维持高速增长，西班牙以及意大利的需求也不容忽视。
目前发达国家太阳能光伏发电已开始向规模化并网发电和光伏建筑一体化发展，进入能源结构，成为基础能源的重要组成部分。
随着“可再生能源法”的全面实施，我国的光伏发电也将由早期的独立小型电站（主要是为满足无电缺电地区的基本需要）逐步转向规模化的并网发电（解决结构性缺电矛盾）。
当前，限制太阳能光伏发电大规模应用的主要因素：
一是光伏电池制造成本较高；二是光伏发电并网逆变控制系统自身损耗大，运行效率低，可靠性稳定性差。
因此，研发高性价比光伏发电并网逆变控制系统，已成为实现太阳能光伏发电大规模应用的关键，成为国内外光伏界科技创新的最新发展趋势。
本项目产品百千瓦级光伏发电并网用逆变控制功率调节系统，其技术成果来源于某工业大学承担实施的国家863项目“大型光伏并网功率调节系统的研究”（项目编号：
2002AA513040），该项目按照100KW光伏并网发电系统提出的技术质量标准要求，制成的中试产品经用户使用，效果良好。
通过对多机组合自同步技术、大型并网逆变电源并联控制及微网组合技术、内置电能计量、收费和防盗功能一体化技术的研究开发，使本项目产品的技术质量指标能够满足大功率光伏发电系统的并网要求，达到国内领先、国际同类产品的先进技术水平，并实现规模化生产、商业化应用。
本项目产品在性能和功能方面可以全面覆盖国内外已有产品的特点，达到国外同类产品先进水平；在光伏发电逆变系统的结构设计和功能组合方面，如多机组合并网群控、独立并网两用、功率调节控制等方面处于国内领先水平，本项目的研发及产业化，对加快“某省能源产业示范工程”实施，建立某光伏发电设备制造产业群，带动相关产业的发展，提升某光伏产业在全国的地位、影响力以及地方经济竞争力，加快两个率先步伐，建设资源节约型环境友好型社会，将起到重要的推动作用。
1.4.2.2本项目的建设是企业自身经济发展的需要
当今企业之间的竞争，从根本上说，就是科技水平的竞争。
现在国内受国际金融危机的影响最严重的企业类型也充分说明了这一点。
某新能源科技有限公司集聚了某光伏界的技术和管理精英，承载了推动和发展我国太阳能光伏事业的重任。
企业从起步阶段就以高技术产品为起点，通过本项目的实施，企业可进一步提高自主研制开发新产品能力并形成产业化、规模化的的生产能力，从而使该项高新技术产品研制迅速转化为企业的经济效益和社会效益，更有利于企业在激烈的市场竞争中能迅速发展壮大。
1.4.2.3加快高新技术成果产业化
本项目产品技术成果来源于某工业大学研发的“大型光伏并网功率调节系统”高新技术产品，某新能源科技有限公司与某工业大学进行产学联合，某新能源科技有限公司获得该成果某省独家受让权，实现科技成果转化成为生产力，并形成规模化生产，本项目的实施不仅对科技水平的提高有所贡献，而且对鼓励企业参与促进科技成果向生产力转化起到了良好的推动作用。
1.4.2.4符合国家相关高技术产业政策的要求
本项目的建设符合国家和某省的相关产业发展规划及政策，符合国家《产业结构调整指导目录》（2005年本）鼓励类第4类“5.风力发电及太阳能、地热能、海洋能、生物质能等可再生能源开发利用”，符合国家发改委、科技部、商务部、知识产权局《当前优先发展的高技术产业重点领域指南》（2007年版），属于重点支持的三大领域之一的“清洁能源”新兴领域，也符合《高技术产业发展“十一五”规划》等。
1.4.2.5本项目的实施可促进绿色清洁能源的开发利用
传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。
光伏发电的能量是来源于取之不尽，用之不竭的太阳能，且在太阳能光伏发电的过程中，不会给空气带来污染，不破坏生态，是一种清洁安全的能源，同时又具有在自然界不断生成、并有规律得到补充的特点，所以称得上可再生的清洁能源。
因此太阳能的开发利用显得尤为重要，而本项目技术是“具备离网/并网、充电控制及功率调节功能的光伏变流装置”专利成果的产业化实施，是光伏发电并网用逆变控制系统，因此项目的顺利实施，对加快光伏并网发电的推广应用，改善我国的一次能源结构，促进绿色清洁能源-太阳能的综合开发利用，控制环境污染和生态恶化，提高国家能源安全保障能力，将产生重要影响。
1.5可行性研究的指导思想和主要原则
贯彻国家有关技术改造项目的方针、政策，采用先进成熟的工艺技术和设备，力求产品质量高，花色品种多，具有市场竞争力，尽量利用存量资产，节约投资，以取得最大的经济效益和社会效益。
1.6可行性研究报告的主要内容
可行性研究通过对项目在技术上的可靠性、经济上的合理性以及产品市场的全面分析，论述本项目的可行性情况。
主要内容包括：
对产品市场需求、生产工艺流程、设备选型、建设工程方案及配套公用工程、环境保护、生产组织和劳动定员等进行分析，同时进行投资估算，经济效益测算、分析、评价，得到最后结论。
1.7项目建设的主要内容
本项目租用某环球光伏科技有限公司的空余车间进行产业化实施，项目总投资7000万元（其中用汇250万美元），租赁面积为13461.83平方米，利用某工业大学的发明专利“具备离网/并网、充电控制及功率调节功能的光伏变流装置”技术，购置各类先进设备100台/套，项目投产后形成年产百千瓦级光伏发电并网用逆变控制功率调节系统1000套，年销售收入3亿元。
1.8可行性研究的结论
（1）项目建设的必要性。
项目实施后，能扩大企业生产规模，增强自主创新能力及市场竞争能力。
同时有助于促进我国家电产业升级和技术进步，提高节能环保效益。
项目既切合实际又符合国家有关政策方向，项目实施是必要的。
（2）项目在技术上是可行的。
本项目主要工艺和设备从投资经济性和先进性两方面进行了综合比较、分析，选用的设备均具有当今国内外先进水平，具有生产效率高、性能稳定可靠等优点。
（3）项目实施的基础条件具备。
本项目实施地配套有完善的水、电、排污等公用工程设施，可满足本项目实施要求。
（4）项目经济效益良好。
详见《主要经济技术指标表》
综上所述，本项目是可行的。
主要经济技术指标（表1-1）
序号
指标名称
单位
数量
备注
1
项目总投资
万元
7000
其中：
固定资产投资
万元
6000
其中购买设备2500万元
铺底流动资金
万元
1000
2
产品方案
百千瓦级控制调节系统
套/年
1000
3
原材料
吨/年
详见第三章《原辅材料年用量估算表》
4
燃料动力
水
万吨
0.33
电
万度
130
5
定员
人
100
6
年工作日
天
300
7
年销售收入
万元
30000
达产年
8
年总成本
万元
24319.69
达产年
9
年销售税金及附加
万元
1897.04
达产年
10
年利润总额
万元
3783.27
达产年
11
财务内部收益率
%
税后51.87
税前68.05
12
财务净现值
万元
税后10140.12
税前14629.15
13
销售利润率
%
16.29
生产期平均年
14
销售利税率
%
23.92
生产期平均年
15
盈亏平衡点
%
59.34
生产期平均年
16
动态投资回收期（含建设期）
年
税后3.4年
税前2.8年
第二章市场预测和建设规模
2.1市场预测与竞争力分析
2.1.1本产品的市场前景
据世界能源统计资料显示，全球太阳能光伏系统装机容量从1998年的154.9MW增加到2004年的1200MW，年均增长速度超过30％。
2005年高达1818MW，比2004年增长50%。
预计2010年系统装机容量将达到10000MW。
全球大功率光伏独立电站和规模化并网发电装机容量将达到3000MW，这就需要有同等数量级的大功率逆变控制设备与之相配套。
由此可见，未来市场容量大，产业化前景广阔。
太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。
预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30％以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10％以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50％以上，太阳能光伏发电将占总电力的20％以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80％以上，太阳能发电将占到60％以上。
这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。
根据《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，我国力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW（百万千瓦），到2050年将达到600GW（百万千瓦）。
预计，到2050年中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25%，其中光伏发电装机将占到5%。
未来十几年，我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。
目前我国政府已经批准的金太阳示范工程项目294项（完成275个），总投资200亿RMB，共计总装机容量为642MW，年发电量10亿度。
（“金太阳”示范工程是我国促进光伏发电产业技术进步和规模化发展，支持光伏发电技术在各类领域的示范应用及关键技术产业化的具体行动，计划在2~3年时间内实施完成。
）因此本工程的实施将带动百千瓦级光伏发电并网用逆变控制系统的大力发展，只此一项就需约6万套的百千瓦级光伏并网逆变控制设备与之配套。
2009年中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会、欧洲光伏产业协会和世界自然基金会共同发布了《中国光伏发展报告》，报告预测中国太阳能光伏发电发展潜力巨大，到2030年光伏装机容量将达1亿kW，发电量可达1300亿kW·h，这就意味着国内未来将需要相当于100万套百千瓦级光伏发电并网用逆变控制功率调节系统。
就目前国内每年约8000套的生产以能力远远不能满足未来光伏发电产业的需求，因此本项目的市场前景看好。
2.1.2项目产品的经济寿命周期
就世界范围来讲，目前太阳能光伏产业还是一个方兴未艾的产业，光伏发电技术的推广应用还处于刚起步阶段。
因此，本项目产品的经济寿命周期目前还处于萌芽期。
由于人类大规模开采使用一次能源带来的资源日益枯竭、环境不断恶化等严重后果，作为最具发展前景的绿色可再生能源——太阳能，受到世界各国政府的高度重视，太阳能光伏产业正以跳跃式的态势迅猛发展。
预计本项目产品于2010年进入成长期，2015年进入成熟期，2020年以后进入鼎盛时期，发展前景十分广阔。
2.1.3相关替代产品及其竞争力比较
从光伏发电产业向大功率并网发展的大趋势来看，开发光伏发电并网用大功率逆变控制调节设备势在必行，将成为未来光伏发电市场的主流产品，受到青睐，得到广泛应用。
目前国内对“光伏发电并网用大功率逆变控制调节设备”的研发尚处于刚起步阶段（目前推向市场的都是一些中小型逆变控制设备），不具备竞争力。
国外如日本、德国、美国等光伏产业比较发达的国家和地区，大功率光伏发电并网逆变控制设备前期的研发工作已有相当基础，且已有产品推向市场，进入商业应用，虽然目前尚未形成产业规模，但在未来的市场角逐中将具有较强的竞争实力。
本项目产品光伏发电并网用大功率逆变控制调节设备，起点高，总体技术性能指标达到国内领先、国际先进水平。
因此，必将在未来国内外市场角逐中凸现出强劲的竞争优势。
只要其研发工作抓早抓好，就可以抢先一步形成产业规模，占领国内外市场，赢得较大的市场份额。
2.2建设规模
本项目租用某环球光伏科技有限公司的空余车间进行产业化实施，项目总投资7000万元，租赁面积为13461.83平方米，利用某工业大学的发明专利“具备离网/并网、充电控制及功率调节功能的光伏变流装置”技术，购置各类先进设备100台/套，项目投产后形成年产百千瓦级光伏发电并网用逆变控制功率调节系统1000套的生产能力。
2.3产品方案
2.3.1产品纲领
根据市场的需求与企业经营要求,本项目拟定的产品方案如下：
百千瓦级光伏发电并网用逆变控制功率调节系统1000套/年
2.3.2产品技术、质量指标
1、主要技术指标：
●阵列适配功率：
100～130kWｐ；
●阵列电压输入范围：
500V－800V；
●最大输入电流：
200A；
●额定并网功率：
100kW；
●适配电网：
三相380V/50HZ；
●并网电流波形：
正弦波；
●整机逆变效率：
＞95％；
●并网正弦电流畸变率：
≤3%；
●并网功率因数：
≥0.96；
●工频变压器隔离；
●蓄电池匹配电压：
576V；（12V，48节）
●系统蓄电池充电智能管理，电能双向流动；
●正弦逆变电压额定输出：
三相380V/50HZ；
●具有并网/独立两种运行模式，可自动平滑切换；
●具有过热、过载、短路、过压、欠压等常规保护；
●具有电网断电识别功能（反孤岛效应）；
●具有MPPT阵列最大功率点跟踪控制功能；
●可以实现多机并网优化群控功能。
2、主要质量指标：
●产品生产直通率：
≥96％；
●产品调试一次送检合格率：
≥98％；
●产品综合故障率≤0.1％；
第三章原辅材料
3.1原辅材料供应
材料供应厂家如下表：
功能块及部件
品牌/生产商
供货地点（产地）
电气
空气开关
施耐德/schneider
上海
二极管模块
上整/上海整流器厂
上海
霍尔传感器
LEM/LEM
北京
IGBT功率管
EUPEC/EUPEC
深圳
CBB电容
ABB/ABB
上海
高压电容
BHC/BHC
上海
接触器
施耐德/schneider
上海
电缆
熊猫/上海电缆厂
上海
快速熔断器
人民电气/上海人民电气
上海
电子
数字信号处理器
TI/TI
美国
光电耦合器
NEC/NEC
日本
功率模块驱动
三菱/三菱
日本
电源芯片
TI/TI
美国
通信芯片
MAXIM/MAXIM
美国
结构
框架
新世界/新世界箱柜制造厂
张家港
材料供应的备选厂家如下表：
功能块及部件
品牌/生产商
供货地点（产地）
电气
空气开关
正泰/正泰电气
上海
二极管模块
ABB/ABB
北京
霍尔传感器
中霍/中霍传感科技有限公司
南京
IGBT功率管
SEMIKRON/SEMIKRON
德国
CBB电容
松下/松下
日本
高压电容
ABB/ABB
上海
接触器
正泰/正泰电气
上海
电缆
远东/远东控股集团有限公司
宜兴
快速熔断器
正泰/正泰电气
上海
电子
数字信号处理器
ADI/ADI
美国
光电耦合器
Agilent/Agilent
美国
功率模块驱动
SEMIKRON/SEMIKRON
德国
电源芯片
MAXIM/MAXIM
美国
通信芯片
TI/TI
美国
结构
框架
天港/江苏天港箱柜有限公司
张家港
3.2主要原辅材料质量要求
本项目所需原辅料均按国家标准规定的要求验收，并且要满足客户要求，以确保最终成品的质量,质量达到有关标准要求。
3.3原辅材料来源
项目所需的原辅材料，物资配套部门将实行比价采购。
对国内无法满足质量要求的原辅材料，公司将从国外进口。
3.4原料贮存
原辅料的储存量为5～30天，贮存于公司原有仓库内。
第四章生产工艺与设备
4.1生产工艺技术、工艺流程的选择
本项目成果和技术来源于某工业大学“教育部光伏系统工程研究中心”“十五”期间承担实施的国家863计划项目“大型光伏并网功率调节系统的研究”（项目编号：
2002AA513040；产品实物见右下图所示），该项目已于2005年3月通过了由科技部组织的专家验收。
某新能源科技有限公司已获该成果某省独家受让权。
该项目按照100KW光伏并网发电系统提出的技术质量标准要求，制成的中试产品已提供用户试用，效果良好（详见附件用户报告）。
“教育部光伏系统工程研究中心”在产品工艺、装配、系统联调、负载测试等方面，积累了成功经验。
该产品已申请发明专利1件（已通过实审）、实用新型专利1件（已获授权）。
电能质量动态补偿装置光伏并网功率调节设备
4.1.1工艺路线及技术特点
目前国外发达国家太阳能光伏发电已开始向规模化并网发电和光伏建筑一体化发展，我国也正由独立的小型光伏电站逐步转向规模化的并网发电。
由于我国对光伏发电技术的研究起步较晚，目前光伏发电并网用逆变控制设备基本上都靠进口。
本项目结合有源滤波和无功补偿的生产工艺要求，分析与并网逆变设备生产工艺的共同点和不同点，在此基础上添加和改造成完全能满足并网逆变设备生产工艺。
4.1.2项目生产工艺流程图
功率元件测试、筛选→单元组装→检查线路→分步调试→整机联调→
废元件
→功能检验→指标测试→产品包装入库
次品
图4-1项目生产工艺流程图
4.1.3生产工艺流程说明
⑴功率元件测试、筛选
对于100KW逆变器，每个桥臂用单管（一般用IGBT）即可满足要求。
绝缘栅双极晶体管（IGBT）能比其他功率元件提供更多的效益，其中包括高载流能力、以电压而非电流进行控制，并能使逆并联二极管与IGBT配合。
IGBT基本上是具备金属门氧化物门结构的双极型晶体管（BJT）。
这种设计让IGBT的栅极可以像MOSFET一样，以电压代替电流来控制开关。
作为一种BJT，IGBT的电流处理能力比MOSFET更高。
同时，IGBT亦如BJT一样是一种少数载体元件。
这意味着IGBT关闭的速度是由少数载体复合的速度快慢来决定。
光伏并网逆变器是一种功率电子电路，能把太阳能电池板的直流电转换为交流电灌入电网。
其输出交流电的谐波需满足电力公司对入网电能的要求，为满足这个要求，IGBT可在20kHz或以上频率的情况下，对50Hz或60Hz的频率进行脉宽调制，逆变桥输出电抗器可以保持合理的体积，并能有效抑制谐波。
⑵单元组装
包括IGBT模块安装、电抗器和变压器的安装、风机安装及散热器安装。
⑶检查线路
线路检查内容主要如下：
①、检查导线的颜色是否符合二次线导线颜色的规定，采用的线
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