农业科技示范园生态农业大棚光伏电站可行性研究报告.docx
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农业科技示范园生态农业大棚光伏电站可行性研究报告
农业科技示范园生态农业大棚光伏电站
可行性研究报告
第一章综合说明1
1.1概述1
1.2太阳能资源6
1.3工程地质6
1.4工程任务和规模6
1.5光伏系统总体方案设计及发电量计算7
1.6电气设计8
1.7消防设计8
1.8土建工程9
1.9施工组织设计9
1.10工程管理设计9
1.11环境保持和水土保持设计10
1.12劳动安全与工业卫生设计11
1.13节能降耗分析11
1.14设计概算12
1.15财务评价与社会效果分析12
1.16结论及建议13
1.17附表13
第二章太阳能资源16
2.1太阳能资源概况16
2.2区域太阳能资源概况18
2.3太阳能资源分析20
2.4太阳能资源综合评价21
第三章工程地质23
3.1概述23
3.2区域地质及构造稳定性23
3.3场地工程地质条件24
第四章工程任务和规模27
4.1工程任务27
4.2工程规模30
4.3工程建设必要性31
4.4社会稳定性风险分析34
第五章系统总体方案设计及发电量计算36
5.1光伏组件选型36
5.2光伏阵列运行方式选择41
5.3逆变器的选择44
5.4光伏方阵设计47
5.5光伏子方阵设计49
5.6方阵接线方案设计52
5.7辅助方案设计54
5.8光伏发电工程年发电量计算55
第六章电气60
6.1电气一次60
6.2电气二次67
6.3通信74
6.4调度自动化75
第七章土建工程79
7.1设计安全标准79
7.2光伏阵列基础及逆变器室设计79
7.3场内集电线路设计79
7.4基础价格80
7.5费率指标80
第八章工程消防设计83
8.1消防总设计方案83
8.2工程消防设计84
8.3施工消防86
第九章施工组织设计88
9.1施工条件88
9.2施工总布置89
9.3主体工程施工94
9.4施工总进度106
第十章工程管理设计110
10.1工程管理机构110
10.2主要生产管理设施111
10.3电站运行维护、回收及拆除112
第十一章环境保护113
11.1环境保护113
11.2水土保持设计118
第十二章劳动安全与工业卫生121
12.1设计总则121
12.2工程劳动安全与工业卫生危害因素分析123
12.3劳动安全与工业卫生对策措施125
12.4工程安全卫生设计126
12.5影响劳动安全因素128
12.6安全生产监督制度132
12.7工业卫生与劳动保护管理规定133
第十三章节能降耗134
13.1合理用能标准和节能规范134
13.2项目能源消耗状况135
13.3节能措施136
13.4节能效果分析138
第十四章工程设计概算139
14.1编制说明139
第十五章财务评价与社会效果分析141
15.1概述141
15.2财务评价141
15.3基本方案的评价前提142
15.4财务评价指标结果142
15.5社会效果评价143
15.6评价结论143
第一章综合说明
1.1概述
1.1.1项目申报单位概况
1.1.1.1项目申报单位基本情况
项目申报单位名称：
某公司电力有限公司
公司由某公司新能源电力投资发展有限公司与某个人共同成立。
某公司新能源电力投资发展有限公司
注册地址：
某市体育中心游泳场二楼
经营范围：
太阳能光伏发电及其应用系统工程的设计、咨询、集成、工程安装、调试；太阳能光伏电站设计、运营；多晶硅、单晶硅、太阳能电池组件、硅片、硅料销售*
成立日期：
2013年11月12日
法人代表：
注册资本：
伍仟万圆整
1.1.1.2项目申报单位简介
1、某公司某电力有限公司
某公司新能源电力投资发展有限公司（简称“某公司公司”），是某市国有资产经营有限责任公司独资子公司，位于某市体育中心游泳场二楼，是由某市国资公司于2013年10月向某市国资委申请报批，于2013年11月12日正式取得当地工商部门的营业执照。
公司注册资金5000万，公司主营业务包括：
太阳能光伏发电及其应用系统工程的设计、咨询、集成、工程安装、调试；太阳能光伏电站设计、运营；多晶硅、单晶硅、太阳能电池组件、硅片、硅料销售*（以上项目涉及前置许可及国家有关专项规定的除外）。
公司目前投资的某市光伏发电项目已经通过验收；公司的5.9兆瓦项目已进入最后并网验收阶段；*项目主体工程也已完工；另外屋顶300kw、大楼屋顶40kw也正在进行项目前期工作，除上述已经在开展的项目外，某市光伏电站示范区72兆瓦项目也在积极跟进，力争把业务范围扩展到省外乃至全国。
1.1.2合作模式
双方共同出资成立合资公司，作为合作开发、建设和运营项目的主体。
合资公司注册资本金10万元人民币。
其中，某公司新能源电力投资发展有限公司出资2万元人民币，占股20%；某个人出资8万元人民币，占股80%。
1.1.3运营模式
建设期结束后光伏电站项目公司职能转变为项目运营，项目建设人员和新补充人员承担项目运营管理工作，成立光伏电站运营公司。
运营公司做好电站运行和日常维护及定期维护工作，电站的大修、电池板的清洗、电池组件钢架的维修养护、绿化养护、卫生保洁等工作均采用外委方式进行，以减少管理成本，提高经济效益。
1.1.4项目概况
某省省各地年总太阳总辐射量在4542.61～5527.32MJ／㎡之间，其中成武站年总太阳总辐射量最少，为4542.61MJ／㎡，蓬莱年总太阳总辐射量最多，为5527.32MJ／㎡，两者相差约1000MJ／㎡。
某市太阳能资源概况
根据某市气象资料，某市太阳辐射较丰富，属于太阳能资源利用地区，推广、利用太阳能资源是可行的。
太阳辐射量、日照时数、日照百分率年际变化均较稳定，
近年的年太阳辐射量、年日照时数、年日照百分率有减少趋势。
结合本工程特点，依据统计学原理、建筑热环境模拟、建筑能源分析等研究成果，根据NASA网提出的本工程设计代表年的年太阳总辐射量为4398.3MJ/㎡
（1221.75kWh/㎡）。
余市日照充足，经计算年太阳辐射总量为1221.75kWh/㎡，10°倾角方阵面上的一年太阳能总辐照量（即峰值小时数）为1258.22kWh/m2，具有良好的开发条件和应用价值。
某市位于某市，位于某省省中部偏西，浙某省铁路西段，全境东西最长处101.8
公里，南北最宽处65.2公里，距省会南昌市153.1公里，东临樟树市、新干县，西接宜春市袁州区，南连吉安市青原区、安福县、峡江县，北毗上高县、高安市。
总面积3178平方公里（占全省总面积的1.9%），其中渝水区面积1785.92平方公里，分宜县面积1391.76平方公里。
某市属暖温带东亚半湿润季风区大陆性气候，境内气候四季分明，春季干旱多风、夏季高温多雨、秋季秋高气爽、冬季寒冷干燥。
年平均气温11.9℃，无霜期195.5天，日照时数约2700小时，年平均降水量680毫米。
农业科技示范园位于某市北部，大沽河西岸，距市区32千米。
东西横距12.5千米,南北纵距13千米，面积110平方千米。
辖1个居委会、52个行政村。
东部为临河高地，西北部为小弧丘地域，西南部为平洼地域。
全镇总面积109平方公里。
农业科技示范园生态农业大棚所在地年太阳辐射量为1406.3KWh/㎡，太阳能资源丰富，比较适宜建设大型光伏电站。
农业科技示范园生态农业大棚棚顶60MWp光伏并网电站项目位于某市农业科技示范园境内，本工程规划建设在农业科技示范园生态农业园区规划大棚棚顶斜面、钢架大棚上建设，共占棚顶面积约13万平方米，属于充分利用土地。
生态农业园区规划占地面积约550亩。
本工程建成后并入电网，建设期为6个月，生产运行期为25年，建成后通过35kV变压器一次升压，经35kV开关站汇流后，通过35kV高压电缆并入某市220kV变电站35kV侧。
1.1.5目规模和任务
该项目计划投资人民币18000万元，建设规模为60MWp多晶硅太阳能光伏并网电站。
从能源资源利用分析，农业科技示范园生态农业大棚所在地年太阳辐射量为1406.3KWh/㎡，适宜建设光伏电站。
本电站建成投运后，可与地方已建电站联网运行，有效缓解地方电网的供需矛盾，优化系统电源结构，减轻环保压力，促进地区经济可持续发展。
从项目开发建设条件方面分析，本电站场址区场地较开阔，适合布置大型光伏电站。
交通较为便利，有利于建设期间所需设备材料的运输。
综合业主开发建设进度及周边电网现状，农业科技示范园生态农业大棚棚顶60MWp光伏并网电站规模为60MWp是可行的。
经调查，场址内无名胜古迹、文物保护区、自然保护区、军事设施及地下矿藏等，项目建设用地符合国家有关土地利用政策。
根据现场踏勘情况，距场址最近的有条件接入的变电站为某市220kV变电站，光伏电站出线接入条件较为便利。
通过对某市农业科技示范园场址各方面条件的分析，该处场址在技术上是可行的，具备建设大中型光伏电站的条件。
1.2太阳能资源
根据某市气象站和福山区气象局辐照数据，并采用一定方法计算项目所在地年太阳辐射量为1406.3KWh/㎡，通过分析计算得到本工程的太阳能电池组件在朝向正南20度倾角时，斜面年太阳能辐射量为1574.98KWh/㎡。
从太阳能资源利用角度上来说，在场址区建设并网光伏电站是可行的。
根据NASA卫星太阳能数据，可知多年水平面太阳能年总辐射量为1221.75kWh/m2。
项目所在地水平面太阳能月平均总辐射量变化具有夏季高，冬季低的特点，2~7月呈上升趋势，7月达到最高，最高值为162.75kWh/m2；7~3月呈下降趋势，2月达到最低，最低值为55.44kWh/m2。
水平面太阳能月平均日总能辐射量变化见表2-1和图2-1。
表2-1水平面太阳能月平均总辐射量变化表
单位/月份
1
2
3
4
5
6
kWh/m2
65.10
55.44
72.54
93.60
117.80
128.70
MJ/m2
234.36
199.58
261.14
336.96
424.08
463.32
单位/月份
7
8
9
10
11
12
kWh/m2
162.75
142.29
115.20
100.13
87.60
80.60
MJ/m2
585.90
512.24
414.72
360.47
315.36
290.16
总辐射量
1221.75
kWh/m2
4398.30
MJ/m2
图2-1水平面太阳能月平均总辐射量柱状图
1.3工程地质
本期工程拟建场址地处平原，场地地形平坦，地貌单一。
场址所处某市农业科技示范园区域构造稳定性好，附近无活动断裂，无滑坡，泥石流等影响光伏电站安全的不良地质作用。
1.4工程任务和规模
项目计划装设容量60MW，就地升压至35kV，并入某市220kV变电站。
采用晶硅光伏组件与传统农业大棚相结合的方式创造的“光伏农业大棚”，不仅解决了光伏电站用地问题，而且为国家倡导的绿能农业、节能减排提供了一种良好的解决方案。
1.5光伏系统总体方案设计及发电量计算
本工程总装机容量为60MWp，推荐采用分块发电、集中并网方案。
通过技术与经济综合比较，本工程电池组件选用250Wp多晶硅电池组件78624块。
通过对逆变器进行技术与经济综合比较，本工程拟选用国内一线品牌的500kW逆变器，共计36台。
本工程采用固定安装方式，安装在生态农业大棚棚顶，倾斜角度为20度。
蘑菇大棚长90.5m，宽9.52m，前后间距8.8m，每个标准棚棚顶布置250W多晶组件数量546块，组串21块，26路并联，共136.5KW。
每8个大棚为一个1MW发电单元，4个大棚安装一台500kWp的逆变器。
太阳能电池组件经阳光辐射后形成直流电，电池组件串联后的直流电采用光伏电缆送至汇流箱，电池组串经汇流箱汇流后引至逆变器室。
每个1MWp发电单元由2台500kW光伏并网逆变器组成，逆变器输出为315V三相交流电，每2台逆变器交流侧经低压电缆接入1台35kV升压变的低压侧，经过升压接至其它升压变的电缆箱。
变压器容量按两台逆变器配套为1MVA，就近布置在逆变器旁，每6台变压器汇成一组，通过断路器接至开关站35kV母线，汇流后通过35kV高压电缆接入某市220KV变电站35kV侧并网发电。
各子方阵的逆变器室均布置在其子方阵的中间部位，35kV升压变电站与逆变器室相邻布置。
根据农业科技示范园所在地年太阳辐射量，通过分析得到本工程的太阳能电池组件在朝向正南20度倾角时，斜面年太阳能辐射量为1574.98kWh/㎡，系统效率为79％时，首年发电量为2408.98万度，具有良好的开发条件和应用价值。
1.6电气设计
1.6.1电气一次
本工程安装36台500kW逆变器，逆变器出口电压为315V。
整个60MWp系统由18个1.092MWp光伏并网发电单元组成，每个1.092MWp发电单元由2台500kW光伏并网逆变器组成，逆变器输出315V三相交流电，通过1250A的断路器引至升压变低压母线侧，经升压变升压至35kV后，通过集电线路接至开关站。
该接线具有电能损耗少、接线简单、操作方便、任一台箱式变或逆变器故障不会影响其他逆变器的正常运行等优点。
逆变器发电机组采用低压电缆接至箱式升压变压器。
变压器容量按两台逆变器配套为1MVA，就近布置在逆变器旁，每6台变压器汇成一组，接至开关站母线。
1.6.2电气二次
农业科技示范园生态农业大棚棚顶60MWp光伏并网电站工程开关站按照少人值守的运行方式设计，采用计算机监控的控制方式，实现开关站可靠、合理、完善的控制、监视和测量，并具备遥控、遥调、遥信、遥测等远动功能。
二次设备布置采用集中组屏的布置方式，由控制室集中控制。
元件保护按照相关规程规范的要求配置。
光伏电站拟安装单机容量为1MVA的35kV变压器18台，变压器分为3组，每组经1路35kV集电线路送至开关站35kV母线。
集电线路上的光缆需求由电气二次专业考虑。
在为保证调度的可靠性，增加1部市话作为调度电话的备用。
1.7消防设计
本工程消防设计贯彻“预防为主，防消结合”的设计原则，针对工程的具体情况，积极采用先进的防火技术，做到保障安全，使用方便，经济合理。
电站场区内、外交通道净宽均大于4m，都能兼作消防车道，各主要建筑物均有通向外部的安全通道。
方阵配电室配置干粉或CO2灭火器。
严禁采用明火采暖。
各房间采用安全、可靠、绝缘性能好的辐射式电加热器采暖。
消防电源采用两路供电，场内重要场所设有通信电话。
1.8土建工程
该项目规划60MW光伏并网发电系统，共占棚顶面积约13万平方米，在农业科技示范园生态农业园区规划建设大棚棚顶斜面、钢架大棚上建设，本地区抗震设防烈度为7度。
每个标准棚棚顶组串21块，13路并联，1MW为一个发电单元，生产、生活电源从外部接入。
1.9施工组织设计
本期工程项目场址位于某市农业科技示范园，场址内地势平坦。
大型车辆或机械设备进入场内可由厂区旁已有的公路接入，较为方便。
工程所用建筑材料均可通过公路运至施工现场。
水泥可从附件购进，通过公路运至施工现场；沙石料可从附近地区购买。
1.10工程管理设计
建设期间，根据项目目标，以及针对项目的管理内容和管理深度，光伏电站工程将成立项目公司。
项目公司建设期计划设置5个部门：
计划部、综合管理部、设备管理部、工程管理部、财务审计部，共12人。
建设期结束后本项目公司职能转变为项目运营，项目建设人员和新补充人员承担项目运营管理工作，成立电站运营公司。
运营公司做好电站运行和日常维护及定期维护工作，大修采用外委方式进行，以减少管理成本，提高经济效益。
1.11环境保持和水土保持设计
太阳能光伏发电是可再生能源，其生产过程主要是利用太阳能转变为电能的过程，不排放任何有害气体。
工程在施工中由于土石方的开挖和施工车辆的行驶，可能在作业面及其附近区域产生粉尘和二次扬尘，造成局部区域的空气污染。
可采用洒水等措施，尽量降低空气中颗粒物的浓度。
光伏电站场址远离村庄，不存在电站施工噪声及设备运行噪声对附近居民的影响。
太阳能光伏发电具有较高的自动化运行水平，电场运行和管理人员只有12人，少量的生活污水经处理后自然下渗，对水环境不会产生不利影响。
根据本项目新增水土流失的特点，水土流失防治措施主要采用工程措施、植物措施、临时措施、管理措施相结合的综合防治措施。
电站25年运行期满后，电池组件由厂家或专业回收处理公司负责回收及再利用。
组件支架等材料由物质再生公司进行回收。
所有的建（构）物及其基础由专业拆迁公司拆除、清理。
本工程建成后对当地的地方经济发展将起到积极作用，既可以提供新的电源，又不增加环境压力，还可为当地增加新旅游景点，具有明显的社会效益和环境效益。
1.12劳动安全与工业卫生设计
劳动安全及工业卫生设计遵循国家己经颁布的政策，贯彻落实“安全第一，预防为主”的方针，参照DL5061-1996《水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范》的要求，在设计中结合工程实际，采用先进的技术措施和可靠的防范手段，确保工程投产后符合劳动安全及工业卫生的要求，保障劳动者在生产过程中的安全与健康。
设计着重反映工程投产后，职工及劳动者的人身安全与卫生方面紧密相关的内容，分析生产过程中的危害因素，提出防范措施和对策。
劳动安全设计包括防火防爆、防电气伤害、防机械伤害、防坠落伤害、防洪、防淹等内容。
工业卫生设计包括防噪声及防振动、采光与照明、防尘、防污、防腐蚀、防毒、防电磁辐射等内容。
安全卫生管理包括安全卫生机构设置及人员配备，事故应急救援预案等，在采取了安全防范措施及对生产运行人员的安全教育和培训后，对光伏电站的安全运行提供了良好的生产条件，有助于减少生产人员错误操作而导致安全事故以及由于运行人员处理事故不及时而导致设备损坏和事故的进一步扩大，降低了经济损失，保障了生产的安全运行。
1.13节能降耗分析
本工程采用绿色能源—太阳能，并在设计中采用先进可行的节电、节水及节约原材料的措施，能源和资源利用合理，设计中严格贯彻节能、环保的指导思想，在技术方案、设备和材料选择、建筑结构等方面，充分考虑了节能的要求。
通过贯彻落实各项节能措施，本工程节能指标满足国家有关规定的要求。
建成后，预计年平均发电2153.437万kWh，25年总发电量约为53835.92万kWh，所发电力通过逆变、升压后并入某市220kV变电站。
25年共节省标煤约172274.96吨,25年减排温室气体CO2约447914.89吨。
可见光伏电站建设对于当地的环境保护、减少大气污染具有积极的作用，并有明显的节能、环境和社会效益。
可达到充分利用可再生能源、节约不可再生化石资源的目的，将大大减少对环境的污染，同时还可节约大量淡水资源，对改善大气环境有积极的作用。
本工程将是一个环保、低耗能、节约型的太阳能光伏发电项目。
1.14设计概算
工程设计概算结合国家、部门及地区现行的有关规定、定额、费率标准进行编制。
材料预算价格按某市2014年市场价格水平确定，并计入材料运杂费及采购保管费等。
本期工程总投资的20%使用自有资本金，其余由银行贷款；贷款年利率按现行5年以上贷款利率6.55%计算。
电站投产前发生的贷款利息全部计入工程建设投资，投产后发生的利息按投产容量转入生产成本。
工程静态投资17260.74万元，工程动态总投资17690.40万元，每千瓦静态投资8781.4103元/kWp，每千瓦动态投资9000元/kWp。
1.15财务评价与社会效果分析
1.15.1财务评价
财务评价是在国家现行财税制度和价格体系的基础上，对项目进行财务效益分析，考察项目的盈利能力、清偿能力等财务状况，以判断其在财务上的可行性。
财务评价结果表明：
含税上网电价为1元／kW·h（含增值税），在此电价下，项目具有一定的盈利能力。
根据财务评价指标依据，在既定的电价下，税前项目全部投资财务内部收益率为：
9.62%。
本工程的评价指标符合国家对太阳能项目的经济效益评价标准
1.15.2社会效果分析
农业科技示范园生态农业大棚棚顶60MWp光伏并网电站工程的建设与其他化石能源发电方式相比，可使有害物质排放量明显减少，大大减轻了对环境的污染。
还可以促进当地能源电力结构调整，及当地经济和旅游业的发展。
1.16结论及建议
太阳能光伏发电本身没有废气排放、光伏发电本身不需要消耗水资源，也没有污水排放、没有噪声产生。
光伏电场的建成不会对周围环境产生负面影响，提供绿色电力的同时又能增添新的旅游景点，而且不产生大气污染，改善当地的生态环境，有利于环境和资源保护。
本工程的建设具有良好的社会效益和环境效益。
农业科技示范园生态农业大棚棚顶光伏并网电站项目是可行的。
1.17附表
1.17.1光伏发电工程特性表，见表1。
表160MW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
备注
装机容量
MWp
19.656
棚顶面积
万平方米
13
海拔高度
m
40
经度（北纬）
（°′"）
36.54°
纬度（东经）
（°′"）
120.10°
工程代表年太阳总辐射量
kWh/㎡
1406.3
二、主要气象要素
项目
单位
数量
备注
多年平均气温
℃
13.5
多年极端最高气温
℃
38
多年极端最低气温
℃
-6.21
多年平均风速
m/s
5.0
三、主要设备
编号
名称
单位
数量
备注
1光伏组件（型号：
JKM-250P）
1.1
峰值功率
Wp
250
1.2
开路电压Uoc
V
37.7V
1.3
短路电流Isc
A
8.85A
1.4
最大工作电压
V
30.5
1.5
最大工作电流
A
8.2
1.6
峰值功率温度系数
％/℃
-0.41
1.7
开路电压温度系数
％/℃
-0.31
1.8
短路电流温度系数
％/℃
0.06
1.9
外形尺寸
mm
1650*984*30
1.10
重量
kg
17.5
1.11
数量
块
78624
1.12
向日跟踪方式
无
1.13
固定倾角角度
（°）
20
2逆变器（型号：
SG500MX）
编号
名称
单位
数量
备注
2.1
输出额定功率
kW
500
2.2
最大直流功率
kW
560
2.3
最大交流电流
A
1008
2.4
最高转换效率
％
98.7
2.5
欧洲效率
％
98.5
2.6
输入直流侧电压范围
VDC
≤
升级会员 