光伏扶贫项目实施方案.docx

1、光伏扶贫项目实施方案徐州市沛县安国镇33MW地面光伏扶贫项目实施方案说明 二一六年五月1、综合说明根据发改能源2016621号文件关于实施光伏发电扶贫工作的意见，为切实贯彻中央扶贫开发工作会议精神，扎实落实中共中央 国务院关于打赢脱贫攻坚战的决定的要求。拟在徐州市沛县安国镇建设开发建设33MW光伏扶贫项目。此项目可利用当地较好的光照资源条件结合煤矿塌陷区域因地制宜开展光伏扶贫，既符合精准扶贫、精准脱贫战略，又符合国家清洁低碳能源发展战略；既有利于扩大光伏发电市场，又有利于促进贫困人口稳收增收。本项目位于沛县安国镇，沛县位于徐州市西北部，处于苏、鲁、豫、皖四省交界之地，沛县境内公路四通八达，交通

2、十分便利。项目地属暖温带半湿润季风气候，四季分明。年平均气13。8，年平均降水量757。8毫米，年日照时间2308小时，年平均无霜期260天，年平均相对湿度72%。沛县地区太阳能总辐射量年总量平均值为5439.96MJ/m2左右，属于太阳能资源较丰富地区。 本拟建工程场区太阳能资源丰富，对外交通便利，开发建设条件优越，是建设太阳能光伏发电站适宜的站址，同时本工程的开发建设是贯彻社会经济可持续发展要求的具体体现，符合国家能源政策的战略方向，可减少化石资源的消耗，减少因燃煤等排放有害气体对环境的污染，对于促进地方经济快速发展将起到积极作用，因此，开发本工程是必要的。本拟建光伏扶贫项目总规划容量33

3、MWp，共安装124600块标准功率为265Wp的晶体硅光伏组件，预计电站运营期内平均年上网电量为3959.2万kWh，年等效满负荷利用小时1199.7h。二、项目概况2.1 地理位置沛县位于江苏省西北端，东靠微山、昭阳两湖，与山东省微山县毗连，西北与山东省鱼台县接壤，西邻丰县，南界铜山县。地处北纬34度28分34度59分，东经116度41分-117度09分，全境南北长约60公里，东西宽约30公里，总面积1576平方公里。沛县境内无山，全部为冲积平原，海拔由西南部的41米到东北部降至31.5米左右。境内有9条骨干河流，地下水总储量约为22.19亿立方米，属淮河流域泗水水系中的南四湖水系。沛县濒

4、临北方最大的淡水湖微山湖，兼有公路、铁路、航运、航空之便。京杭大运河穿境而过；徐沛铁路纵贯南北，与欧亚大陆桥、京九、京沪、京广铁路接轨；正在建设中的徐济高速公路穿越全境，10分钟可进入全国高速公路网；1小时可达徐州观音机场。 徐济高速公路已经开工建设，将结束沛县没有高速公路的历史。丰沛铁路的建设对丰县和沛县的建设将有重大的意义。地形：沛县地势西南高东北低，为典型的冲积平原形。气候：属暖温带半湿润季风气候，四季分明。年平均气13。8，年平均降水量757。8毫米，年日照时间2308小时，年平均无霜期260天，年平均相对湿度72%。 水资源：境内水资源较丰富，东西走向的主要河道有安国河、沿河、鹿口河

5、等，南北流向的主要河道有大沙河、姚楼河、龙口河、徐沛河、苏北堤河、顺堤河等。地下水储量约22.19亿立方米。 矿产：境内以煤炭资源最为丰富，煤田面积为160平方公里，已探明储量为23。7亿吨，具有煤层多、煤层厚、储量大、煤质好、分布稳定而有规律等特点。现在，年产优质原煤已达1000万吨以上，是我国沿海地区主要的煤炭基地之一。2.2 电网结构现状当地作为江苏省的电力能源基地，至2013 年底，徐州地区500 千瓦及以上电厂发电装机容量为1076.6 万千瓦同比下降2.5%。作为国家电网“西电东送”和江苏电网“北电南供”的重要枢纽，徐州电网拥有500 千伏送出线路9 回、220 千伏送出通道10

6、回，2013 年累计外送电量407.30 亿千瓦时（含阳城过境）。2013 年我市电网最高用电负荷547.8 万千瓦，同比增长9.1%，统调负荷520.8 万千瓦，同比增长7.8%。全社会用电量336.4 亿千瓦时，同比增长5.6%，地区售电量287.5 亿千瓦时，同比增长8.4%。至2013 年底，徐州电网拥有500 千伏变电所3 座，开关站1 座，主变容量450.00 万千伏安，500 千伏线路1056.17 公里;220 千伏变电所29 座，开关站2 座，主变51 台，主变总容量822.00 万千伏安，线路2233.55 公里;110 千伏变电所95 座，主变170 台，主变总容量861

7、.7 万千伏安，线路2508.00 公里。沛县电网隶属于徐州电网，位于徐州电网北部。2013 年沛县全社会最大负荷525MW，全社会用电量为 30.1 亿 kWh，分别较上年增长 17.7%、8.7%。至2013 年底沛县电网有 220kV 变电站2 座，主变压器4 台，变电总容量600MVA，220kV 线路总长度41km；110kV 变电站12 座，变压器 20 台，变电容量 1274MVA，110kV 线路总长度 165km；35kV变电站 11 座,主变21 台，变电容量225MVA，35kV 线路总长度 233km。至 2013 年底，沛县电网统调装机容量534MW，其中大屯电厂42

8、4MW、龙固电厂110MW，另有非统调小机组容量 33MW。将本工程周边电网概况介绍如下：距离本工程较近的系统变电站是220kV 汪塘变，110kV 奚阁变和110kV 安国变，变电站的概况如下：220kV 汪塘变220kV 汪塘变位于本工程西侧 2500m 处，2003 年建成投运，目前主变容量 （180180）MVA，电压等级为 220/110/35kV。其中220kV为双母线接线，220kV 出线规模8 回，目前已投运2 回；110kV 为双母线接线，110kV 出线规模14 回，目前已投运12 回；35kV 目前为单母线分段接线，远景为单母线三分段接线，35kV 出线规模18 回，目前

9、已投运2 回。110kV 奚阁变110kV 奚阁变电站，于1999 年投运，与本项目距离约 3km，主变2 台， 设计规模 50+50MVA, 已投运50+50MVA ， 电压等级110/35/10kV。其中，110kV 出线规模 3 回，已投运 3 回，电气主接线型式为单母线分段；35kV 出线规模 5 回，已投运5 回，电气主接线型式为单母线分段；10kV 出线规模 12 回，已投运 8 回，电气主接线型式为单母线分段。110kV 安国变110kV 安国变电站，2013 年由原35kV 安国变升压建成，与本项目距离约9km，主变2 台，设计规模280MVA，已投运280MVA，电压等级11

10、0/10kV。其中，110kV 出线规模 2 回，已投运 2 回，电气主接线型式为内桥接线；10kV 为单母线四分段环形接线，出线24回。安国镇现有110KV变电所1座，35KV变电所2座，电力设施齐全。2.3 安国镇经济概况安国镇地处微山湖西畔，安国镇地处江苏省沛县西北部。安国镇工业发展迅速，已形成铸造、造纸、酿酒、缫丝、纺织、塑编、木材加工、机械制造等八大工业体系，工业产品100余种，徐州古沛酒业有限公司、华东纸制品有限公司、徐州春燕水泵厂、中外合资徐州宏泰毛纺织有限公司等到一批骨干企业发展迅猛。私营经济发展迅速，私营个体户1100余户，私营企业200余家，建成了张双楼、刘邦、五座楼、周田

11、、蔡家五大工业园区，形成了板皮加工、塑料纺织、铸造加工、机械制造四大主导产业，有台湾、山东、浙江等外地客商100家来镇投资办厂。镇党委、政府实施招商引资项目建设、增收富民、财源建设三大战略，强化农村基层管理和目标责任制，统一思想，凝心聚力，狠抓落实，三个文明建设再创佳绩。2006年，实现财政收入1980万元，其中，一般预算收入1281万元。2007年，安国镇将坚持招商全民全方位，项目快建争投产，“抓大不放小”，着力构建“实力安国、活力安国、魅力安国”，打造“徐州重镇”、“苏北强镇”。建设完善5万亩瓜菜棉高效基地，打造“中国西瓜生产第一镇”；培强板材加工业，拉长产业链条，打造“沛县板材加工第一镇

12、”等；确保农民人均纯收入5760元，增长24%。2.4 安国镇贫困户现状 安国全镇31个行政村共有贫困户2642户，贫困人口7124人，其中五保贫困户303户，五保贫困人口323人，低保贫困户982户，低保贫困人口1911人，一般贫困户1357户，一般贫困人口4890人。安国镇贫困户原因主要如下：1，公共服务设施、基础配套设施较为缺乏，土地资源缺乏有效利用；2，群众思想观念仍未根本转变，发展缺少内在动力；3，农业产业化发展水平较低，集体经济来源单一。本光伏扶贫项目的开发，可以促进全镇贫困人口稳收增收，为打赢脱贫攻坚战增添新的力量。光伏产业的发展可以改善当地产业结构，带动当地农户发展生产和促进就

13、业创业，是现阶段带动农民脱贫的有效措施，同时也符合发展光伏扶贫的背景、政策。2.5 地区太阳能资源情况因未取得当地气象局日照辐射量实测数据，现阶段先参考NASA中数据进行项目地的日照资源分析。NASA气象数据来源于美国国家航空航天局，该气象数据库为19831993年的平均各月总辐射量。本工程位于徐州市沛县安国镇境内下图为NASA数据库当地的气象测量数据界面。 图 NASA 中项目地数据气象资料由上图所示徐州市沛县安国地区水平面全年日照辐射总量约1497.6kWh/ m2即5391.4MJ/m2；徐州市沛县太阳总辐射月总量主要集中在48月，其中5月份为辐射量最佳的月份。根据全国日照辐射量分布，本

14、项目所在地属二类地区，太阳能资源非常好，且当地气候条件较佳，空气洁净度高，场址周边无大气污染源，适合光伏电站项目的开发建设。下阶段建议调取当地气象局的资料作进一步分析，项目建成后在项目现场应设立太阳辐射观测系统以及包括风向、风速、温度、气压、能见度等观测的综合测站，并根据现场太阳能辐射观测资料，复核并实时监测本光伏发电站太阳能资源量。2.6 工程地质本拟建33MW光伏扶贫项目场址位于江苏省徐州市沛县安国镇。距沛县县城约20公里，正在建设中的徐济高速公路穿越全境，10分钟可进入全国高速公路网；1小时可达徐州观音机场，交通十分便利，非常有利于项目开发建设。本工程拟建场地为采煤塌陷区坑塘建设光伏电站

15、。根据建筑抗震设防规范（GB 50011-2010）场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，第二组。地地貌类型较单一，为黄河冲积平原地貌单元，地形较平坦。本场区勘察深度范围内，地基土层主要由粉土和砂土组成，地基土自上而下分为8层，层耕土，层粉土夹粉质粘土，层粉砂夹粉土， -1层淤泥质粉质粘土， -2层淤泥质粉土，层粉土夹粉砂，层粉土夹粉砂，层粉土夹粉砂，层粉土夹粉砂，层粉质粘土。根据规范规定，本场地饱和粉土和砂土层可不进行液化判别，但有软弱黏性土层，为对建筑抗震的不利地段。综上所述，工程场区场地相对稳定，在保证光伏组件支架基础和支架抗腐蚀性强度要求的条件下适宜建设光伏电站。三

16、、主要技术方案3.1 光伏组件选型光伏组件选择的基本原则：在产品技术成熟度高、运行可靠的前提下，结合电站周围的自然环境、施工条件、交通运输的状况，选用行业内的主导光伏组件类型。再根据电站所在地的太阳能资源状况和所选用的光伏组件类型，计算出光伏发电站的年发电量，最终选择出综合指标最佳的光伏组件。3.1.1 晶体硅与非晶硅光伏组件之间对比选型商用的光伏组件主要有以下几种类型：单晶硅组件、多晶硅组件、非晶硅组件、碲化镉组件、铜铟镓硒组件等。上述各类型组件分类见图5-1，主要性能参数见表5-1。图3-1 光伏组件分类表5-1 光伏组件性能参数比较种类组件类型效率使用寿命特点目前应用范围晶体硅组件单晶硅

17、高25年效率高技术成熟集中发电系统独立电源民用消费品市场多晶硅高25年效率高技术成熟集中发电系统独立电源民用消费品市场薄膜组件非晶硅低25年弱光效应较好成本相对较低民用消费品市场集中发电系统碲化镉低25年弱光效应好成本相对较低民用消费品市场铜铟镓硒低20年弱光效应好成本相对较低民用消费品市场少数独立电源由表3-1可知，晶体硅组件由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点，被广泛应用于大型并网光伏发电站项目。目前，全球光伏发电产业中，晶体硅材料是生产及应用技术最成熟的光伏发电材料。在可以预见的未来10年，晶体硅材料仍将为主流光伏发电材料。我国光伏组件商业化生产的光伏组

18、件主要以晶体硅光伏组件为主。不同材料的光伏组件性能对比如表3-2所示。 表3-2 不同材料的光伏组件性能对比项目A公司B公司C公司组件种类单位单晶硅多晶硅薄膜峰值功率W260260260开路电压V38.537.841.3短路电流A9.109.181.57工作电压V30.730.561.7工作电流A8.638.701.93外形尺寸mm16509923516409903512456359.6重量kg18.618.515.1峰值功率温度系数%/-0.41-0.42-0.331开路电压温度系数%/-0.32-0.32-0.326短路电流温度系数%/0.050.050.02310年功率衰降%101010

19、25年功率衰降%202020组件转换效率%16.216.36.2晶体硅组件由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点，被广泛应用于大型并网光伏发电站项目。同样尺寸的光伏组件，晶体硅与晶体硅组件标称峰值功率参数基本相同。同样的可利用面积，可认为选择单晶硅或多晶硅组件装机容量几乎没有差别。 综合考虑以上各种因素，本工程采用拟全部选用晶体硅光伏组件。3.1.2 光伏组件规格选型光伏组件的功率规格较多，从1Wp到315Wp国内均有生产厂商生产，且产品应用也较为广泛。由于本工程系统总容量为30MWp，光伏组件用量大，占地面积广，组件安装量大，所以应优先选用单位面积容量大的光伏

20、组件，以减少占地面积，降低光伏组件安装量。通过市场调查，在目前技术成熟的大容量光伏组件规格中，初选的光伏组件容量为205W、265W、315W，其各种技术参数比较如下：综合考虑组件效率、技术成熟性、市场占有率，以及采购订货时的可选择余地，本工程推荐采用265W型晶体硅光伏组件，最终光伏组件选型应根据招标情况确定。表3-4 多晶硅组件技术参数光伏组件型号多晶硅265 W最大输出功率（Pmax）265Wp功率公差（Wp）0+3最佳工作电压（Vmp）30.6最佳工作电流（Imp）8.50开路电压（Voc）38.2短路电流（Isc）9.0工作温度（）-40+85NOCT（）442最大系统电压1000电

21、池类型多晶硅电池电池片尺寸(mm)156156组件尺寸（mm）165099235重量（kg）18.6电流温度系数+0.05%/电压温度系数-0.32%/功率温度系数-0.41%/最大风荷载（Pa）2400最大雪荷载（Pa）5400注：上述组件功率标称在标准测试条件（STC）下：1000W/m2、太阳电池温度25、AM1.5。图3-2 I-V 特性曲线图3.2 直流配电柜光伏并网发电系统配置的直流配电柜安装在室内，主要是将汇流箱输出的直流电缆接入后进行汇流，再与并网逆变器连接，方便操作和维护。其主要性能和特点如下：1）每台直流防雷配电柜的容量为500kW；2）每台直流防雷配电柜具有10路直流输入

22、接口，可接10台汇流箱；3）直流母线输出侧都配有光伏专用防雷器。每台直流配电柜按照500kWp的直流配电单元进行设计，每个光伏发电单元需配置2台直流配电柜。每个直流配电单元可接入10路光伏方阵防雷汇流箱。3.3 逆变器选型逆变器选型主要对以下指标进行比较：a) 逆变器输入直流电压的范围：由于太阳电池组串的输出电压随日照强度、天气条件及负载影响，其变化范围比较大。要求逆变器能够在较大的直流输入电压范围内正常工作，并保证交流输出电压稳定。b) 逆变器输出效率：大功率逆变器在满载时，效率必须在95%98%以上。中小功率的逆变器在满载时，效率必须在90%以上。即使在逆变器额定功率10%的情况下，也要保

23、证90%（大功率逆变器）以上的转换效率。c) 逆变器输出波形：为使光伏阵列所产生的直流电经逆变后向公共电网并网供电，就要求逆变器的输出电压波形、幅值、相位及频率等与公共电网一致，以实现向电网无扰动平滑供电。所选逆变器应输出电流波形良好，波形畸变以及频率波动低于国家标准要求值。d) 最大功率点跟踪：逆变器的输入终端阻抗应适应于光伏发电系统的实际运行特性。保证光伏发电系统运行在最大功率点。e) 可靠性和可恢复性：逆变器应具有一定的抗干扰能力、环境适应能力、瞬时过载能力及各种保护功能，如：过电压情况下，光伏发电系统应正常运行；过负荷情况下，逆变器需自动向光伏电池特性曲线中的开路电压方向调整运行点，限

24、定输入功率在给定范围内；故障情况下，逆变器必须自动从主网解列。f) 监控和数据采集：逆变器应有多种通讯接口进行数据采集并发送到集控室，监控设备还应有模拟输入端口与外部传感器相连，测量日照和温度等数据。逆变器主要技术指标还有：额定容量，输出功率因数，额定输入电压，电流，电压调整率，总谐波畸变率等。整个光伏系统采用若干组逆变器，每个逆变器具有自动最大功率跟踪功能，并能够随着光伏组件接受的功率，以最经济的方式自动识别并投入运行。通过对逆变器产品的考察，现对各厂家逆变器做技术参数比较，如下表所示。表-3-5市场主流逆变器参数对比表逆变器厂商A厂A厂A厂B厂C厂C厂推荐的最大功率275kW619kW77

25、1kW550kW560kW714kW绝对最大输入电压1000Vdc1000Vdc1000Vdc1000Vdc1000 Vdc1000 VdcMppT 输入电压范围450V-850V450V-950V540V-950V450V-800V460V-850V460V-850V峰值效率98.2 %98.5%98.6%98.5%98.7%98.7%欧洲效率97.8%98.3%98.3%98%98.5%98.5%额定交流输出功率250kW500kW630kW500kW500kW630kW额定交流输出电流481A962A958A1080A1008A1280A额定交流输出电压300Vac300Vac380Va

26、c270Vac315Vac315Vac额定交流频率50Hz50Hz50Hz50Hz50Hz50Hz防护等级IP20IP20IP20IP54IP21IP21功率因数(cos)0.990.990.990.990.990.99电流波形畸变率3%(额定功率)3%(额定功率)3%(额定功率)3%(额定功率)3%(额定功率)3%(额定功率)由上表比较可以看出，各厂家提供的逆变器技术参数均满足国家电网公司光伏电站接入电网技术规定的要求。且绝对最大输入电压及 MPPT 输入电压范围相差不大，随着额定交流输出功率的增大，逆变器效率及输出电流增大。从工程运行及维护考虑，若选用单台容量小的逆变设备，则设备数量较多，

27、会增加投资后期的维护工作量；在投资相同的条件下，应尽量选用容量大的逆变设备，可在一定程度上降低投资，并提高系统可靠性。但若是逆变器容量过大，则在一台逆变器发生故障时，发电系统损失发电量过大。本工程拟建设规模为20MW，因此，本工程推荐选用容量为500kW 的逆变器，500kW 逆变器和选用的 260Wp 多晶硅光伏组件能够良好匹配。最终逆变器选型应根据招标情况确定。本工程拟选用的逆变器功率为500kW，输入直流电压范围为DC460 820V，输出交流电压为315V，功率因数大于0.99，谐波畸变率小于3%THD。3.4 汇流箱设计本工程根据各子系统单元容量大小，拟选用16进1出汇流箱，汇流箱就

28、近安装在光伏支架上。该汇流箱集测量、报警、故障定位、汇流功能于一体，具有下列特点：（1） 防护等级IP65，满足室外安装的要求；（2） 可同时接入16路电池串列，每路电池串列的允许最大电流12A；（3） 每路接入电池串列的开路电压值可达1000V；（4） 每路电池串列的正负极都配有光伏专用中压直流熔丝进行保护，其耐压值为DC1000V；（5） 直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间配有光伏专用中压防雷器，选用知名品牌防雷器，其额定放电电流为20kA，最大电流为40kA；（6） 直流输出母线端配有可分断的知名品牌直流断路器；（7）采用智能汇流箱；（8） 光伏方阵防雷汇流箱的技术参数如下：根

29、据工程的实际情况，汇流箱的外壳为冷轧钢板材质，表面涂防腐漆。表3-6 光伏方阵防雷汇流箱主要参数表直 流 输 入 路 数16路直流输出路数1路正极，1路负极直流输入的正负极线径4mm2直流输出的正负极线径50120mm2地线线径16mm2每路直流输入的保险丝12A直流输出最大电流225A防护等级IP653.5 光伏方阵设计3.5.1 组件安装倾角的设计固定式安装的最佳倾角选择取决于诸多因素，如：地理位置、全年太阳辐射分布、直接辐射与散射辐射比例、负载供电要求和特定的场地条件等。并网光伏发电系统方阵的最佳安装倾角是系统全年发电量最大时的倾角。根据本项目所在地当地纬度和当地太阳辐射资料，采用目前光伏工艺常用的两种方法确定固定支架的最佳安装倾角。通过PVSYST模拟计算最佳倾角利用PVSYST软件对支架倾角从23度到35度，方位角从5度、0度、-5度进行组合模拟分析。模拟结果见下表：表3-7 不同方位角与倾角斜面上太阳辐射量（kWh/m2） 倾角方位角23252729313335-514501454145514561455145414500145114541456145714561455145251451145414561456145614541451图3-4 不同方位角与倾角斜面上太阳辐射量折线图（kWh/m2）