分布式光伏发电项目可行性研究报告.docx

1、分布式光伏发电项目可行性研究报告吴家沟165KW分布式光伏发电项目可行性研究报告二0一六年十月二十七日1 概述 1.1 项目概况工程学院坐落于省市道义经济开发区。学院校园规划用地86万平方米，现有占地面积60余万平方米，规划建筑面积35万平方米，现有建筑面 积27万平方米，学院校园设计理念先进、结构布局时尚、功能设施完善，校园可铺设太阳能电池方阵的建筑楼顶总面积为58336平方米，计划可安装电池组件的规划容量为2.2MW，实际装机容量为2286.78kWp，太阳能研究应用负责电站的设计及施工安装。本工程按照“就近并网、本地消耗、低损高效”的原则，以建筑结合的分布式并网光伏发电系统方式进行建设。

2、每个发电单元光伏组件通三相并网逆变器直接并入三相低压交流电网（AC380V，50Hz），通过交流配电线路给当地负荷供电，最后以 10kV电压等级就近接入，实现并网。由于分布式电源容量不超过上一级变压器供电区域最大负荷的25%，所有光伏发电自发自用。以保障安全、优化结构、节能减排、促进和谐为重点，努力构建安全、绿色、和谐的现代电力工业体系。1.2 编制依据 国家、地方和行业的有关法律、法规、条例以及规程和规。1.3 地理位置本项目位于省市道义经济开发区，东经123、北纬41，年日照数在2200-3000小时，年辐射总量达到5000-5850 MJ/，太阳能资源较好，属于三类光伏发电区域。由于交通

3、运输等条件较好，并网接入条件优越，可以建设屋顶太阳能分布式光伏并网电站。1.4 投资主体本项目由能源投资（集团）XX公司投资兴建。能源投资（集团）XX公司（简称能源），是经省人民政府批准设立的大型国有独资公司，隶属于省国有资产监督管理委员会，是省政府授权的投资主体和国有资产经营主体，是经营省本级电力建设基金和管理省级电力资产的出资人。目前拥有13家全资及控股子公司。 能源的投资领域主要是以电力能源为主。“十一五”期间，能源逐步向节能环保和低碳经济领域拓展，着力发展风电、太阳能发电等业务。“十二五”期间，公司将大力拓展在可再生能源和循环经济的投资。2 工程建设的必要性2.1 国家可再生能源政策我

4、国政府已将光伏产业发展作为能源领域的一个重要方面，并纳入了国家能源发展的基本政策之中。已于2006年1月1日正式实施的可再生能源法明确规了政府和社会在光伏发电开发利用方面的责任和义务，确立了一系列制度和措施，鼓励光伏产业发展，支持光伏发电并网，优惠上网电价和全社会分摊费用，并在贷款、税收等诸多方面给光伏产业种种优惠。2009年12月26日第十一届全国人民代表大会常务委员会第十二次会议通过了全国人民代表大会常务委员会关于修改中华人民国可再生能源法的决定。修改后的可再生可能源法进一步强化了国家对可再生能源的政策支持，该决定将于2010 年4 月1 日起施行。本项目采用光伏发电技术开发利用太阳能资源

5、，符合能源产业政策发展方向。国家能源局关于申报分布式光伏发电规模化应用示区的通知（国能新能2012298号）为契机，积极发展分布式光伏发电，形成整体规模优势和示推广效应。依托太阳能资源丰富的优势，充分利用建筑物空间资源，发挥削峰填谷作用。通过利用学校的建筑物屋顶，积极开发建设分布式光伏发电低压端并网自发自用项目。2.2 地区能源结构、电力系统现状及发展规划省是我国重工业和原材料工业基地之一，在现代化建设中发挥着举足轻重的作用。2003年省全社会用电量占东北电网的50.2%，而省电源装机容量占东北地区的39.5%；2004年用电负荷极不相称，一直处于缺电状态。随着国家支持东北地区等老工业基地加快

6、调整和改造政策的实施，省作为我国的老工业基地，一大批国有骨干企业生产规模不断扩大，社会经济全面复，全社会用电量和用电负荷在“十五”后两年将有一个跳跃式的发展。因此“十五”后两年和“十五”期间，省经济将伴随工业的振兴，占全社会用电量比重较大的第二产业用电量将会有较大幅度的攀升，相应的会带动第一产业和第三产业用电量的全面回升，人民生活水平也会随着社会经济的发展将有较大的改善，用电量和用电负荷将大幅度增长。2001年、2002年、2003年2004年全社会用电量分别比上年增长2.1%、5.84%、12.16%、12.32%，全省用电量呈现加速增长趋势。2005年最大电力缺额2578MW，到2010年

7、电力缺额为5711 MW。为了改变这种用电紧的局面，除了正常受入省、省的盈余电力外，“十五”期间应适当考虑在本省加强电源点建设的工作。因此，建设光伏发电站，探索新能源发电，对于满足地区负荷增长的需要，振兴东北老工业基地是非常必要的。2.3 地区环境保护光伏系统应用是发展光伏产业的目的所在，它的应用情况代表着一个国家或地区对光伏产业的重视程度，标志着当地政府对能源及环境的认识水平。该电站的建成每年可减排一定数量的CO2，在一定程度上缓解了环保压力。3 项目任务与规模本工程建设于工程学院现有建筑的楼顶屋面上。项目总装机容量是2.2MWp， 25年年均发电量约为230.68万kWh。采用多晶硅光伏组

8、件，光伏组件分别铺设在学校的各个楼顶上，可铺设太阳能电池方阵的屋顶总面积约为58336平方米。 4 太阳能资源省太阳资源具体的分布如下：图4.1 省太阳能资源分布图根据上图，可以看出为太阳能资源中等地区，年日照数在2200-3000小时，年辐射总量达到5000-5850 MJ/，相当于日辐射量3.84.5KWh/。市属北温带大陆季风气候区，由于北部蒙古高原的干燥冷空气经常侵入，形成了半干旱半湿润易旱地区。主要气候特点为四季分明，雨热同季，日照充足，日温差较大，降水偏少。春季少雨多旱风，夏季炎热雨集中，秋季晴朗日照足，冬季寒冷降雪稀。全年平均气温5.48.7，最高气温37，最低气温-36.9。年

9、均日照时数28502950小时, 日照率6368%。地区太阳能辐射量年际变化较稳定，其数值区间稳定在3828.695507.17MJ/之间，年平均辐射总量为5154.68 MJ/。年降水量450580mm,平均614.7mm，多集中在79月份,无霜期120155天。属太阳能资源较丰富区，位于全省前列。4.1 太阳能资源分析项目所在地多年平均太阳辐射量 5200.48MJ/m/a，属我国第三类太阳能资源区域，但从气象部门获得的太阳能总辐射量是水平面上的，实际光伏组件在安装时通常会有一定的倾角以尽可能多的捕捉太阳能。混凝土屋顶选择南向倾角41度。1、地区的年太阳总辐射为5200 MJ/m2左右，即

10、1444kWh/m2左右；近6年（20042009年），年平均太阳总辐射量偏低，为5101.8 MJ/m2，即1417.2kWh/m2。该地区的年日照时数为2800 h左右，年日照百分率为63%左右，太阳能资源处于全省前列。2、太阳能资源以春季和夏季较好、冬季最差为主要特征。其中，5月份太阳辐射最强，可达到620 MJ/m2左右，12月份辐射最弱，为206 MJ/m2左右。春、夏、秋、冬四季总辐射量分别约占年总辐射量的31.31%、33.25%、21.01%和14.43%左右。3、从日平均状况看，1114时的太阳辐射较强，可占全天辐射量的53%左右，是最佳太阳能资源利用时段，12时前后辐射最强

11、。4、日照时数以7.5 h左右的天数最多，全年可达到60天左右，占14%以上；6.112.0h区间的天数较多，总天数为250天以上，可占全年的69%，年可利用率较高。综上所述，市太阳能资源丰富，属省太阳能资源丰富区，可以开展太阳能发电和太阳能资源热利用项目。4.2 太阳能资源初步评价项目所在地太阳能资源条件较好，由于交通运输等条件较好，并网接入条件优越，可以建设屋顶太阳能光伏并网电站。光伏电站角度的选取采用“四季均衡，保证弱季”的原则。本项目太阳能电池板采用按最佳倾角41的方式安装在楼顶屋面上，系统年平均峰值日照时间为4.5小时，年日照总量为1600小时。5 网架结构和电力负荷5.1 电力负荷

12、现状工程学院配电服务围2011年最大用电负荷为2400千瓦，最小用电负荷为0.2千瓦。配电区输电电压为10/0.4千伏，变电站容载比为1.25。变压器7台，其中2*1600kVA有1台，2*630kVA共6台，总容量1.07万千伏安。表5.1 工程学院变电站基本负荷资料汇总表序号项目数值单位备注1变电站1.1最大负荷2400kW峰值负荷1.2最小负荷0.2kW1.3变电站年停电时间10-18min1.4容载比1.251.5配电变压器数量7台根据配电变压器数量逐个填写配电变压器相关数据1.6日典型负荷630kW96点/日，表格2配电变压器12.1变电容量0.63*2KVA2.2电压等级10/0.

13、4kV2.3低压侧馈线回路数14回2.4低压侧馈线导线截面各路不同mm23配电变压器23.1变电容量0.63*2KVA3.2电压等级10/0.4kV3.3低压侧馈线回路数14回3.4低压侧馈线导线截面各路不同mm25.2.电站厂址选择工程学院分布式光伏发电项目拟选址在工程学院现有的建筑物楼顶上建设太阳能电站，在开发利用太阳能资源的同时节省了土地资源。根据光伏电站的区域面积、太阳能资源特征、安装条件、交通运输条件、地形条件，结合气象站的相关资料等，同时考虑光伏电站的经济性、可行性，初步规划出分布式光伏发电项目。该项目建设地点完全按照国家有关规定规划建设，经实际考察，无遮挡现象，具有以下特点：（1

14、）富集的太照资源，保证很高的发电量；（2）靠近主干电网，以减少新增输电线路的投资；（3）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；（4）离用电负荷近，以减少输电损失；（5）便利的交通、运输条件和生活条件；（6）能产生附加的经济、生态效益，有助于抵消部分电价成本；（7）良好的示性，国家电网启动分布式光伏发电支持政策。6 太阳能光伏发电系统设计6.1 光伏组件选择6.1.1 标准和规(1) IEC61215 晶体硅光伏组件设计鉴定和定型(2) IEC6173O.l 光伏组件的安全性构造要求(3) IEC6173O.2 光伏组件的安全性测试要求(4) GB/T1

15、8479-2001地面用光伏（PV）发电系统概述和导则(5) SJ/T11127-1997光伏（PV）发电系统过电压保护导则(6) GB/T 19939-2005光伏系统并网技术要求(7) EN 61701-1999 光伏组件盐雾腐蚀试验(8) EN 61829-1998 晶体硅光伏方阵 I-V特性现场测量(9) EN 61721-1999 光伏组件对意外碰撞的承受能力(抗撞击试验) (10) EN 61345-1998 光伏组件紫外试验(11) GB 6495.1-1996 光伏器件第1部分: 光伏电流电压特性的测量(12) GB 6495.2-1996 光伏器件第2部分: 标准太阳电池的要

16、求(13) GB 6495.3-1996 光伏器件第3部分: 地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辐照度数据(14) GB 6495.4-1996 晶体硅光伏器件的 I-V实测特性的温度和辐照度修正方法。(15) GB 6495.5-1997 光伏器件第5部分: 用开路电压法确定光伏(PV)器件的等效电池温度(ECT) 。(16) GB 6495.7-2006 光伏器件第7部分：光伏器件测量过程中引起的光谱失配误差的计算(17) GB 6495.8-2002 光伏器件第8部分: 光伏器件光谱响应的测量(18) GB/T 18210-2000 晶体硅光伏（PV）方阵 I-V特性的现场测量(19)

17、GB/T 18912-2002 光伏组件盐雾腐蚀试验(20) GB/T 19394-2003 光伏（PV）组件紫外试验(21) GB/T 133841992 机电产品包装通用技术条件(22) GB/T 191-2008 包装储运图示标志(23) GB 20047.1-2006 光伏（PV）组件安全鉴定第1部分：结构要求(24) GB 20047.2-2006 光伏（PV）组件安全鉴定第2部分：试验要求(25) GB6495-86 地面用太阳能电池电性能测试方法；(26) GB6497-1986 地面用太阳能电池标定的一般规定；(27) GB/T 14007-1992 陆地用太阳能电池组件总规；

18、(28) GB/T 14009-1992 太阳能电池组件参数测量方法；(29) GB/T 9535-1998 地面用晶体硅太阳电池组件设计鉴定和类型；(30) GB/T 11009-1989 太阳电池光谱响应测试方法；(31) GB/T 11010-1989 光谱标准太阳电池；(32) GB/T 11012-1989 太阳电池电性能测试设备检验方法；(33) IEEE 1262-1995 太阳电池组件的测试认证规；(34) SJ/T 2196-1982 地面用硅太阳电池电性能测试方法；(35)SJ/T 9550.29-1993 地面用晶体硅太阳电池单体质量分等标准；(36)SJ/T 9550.

19、30-1993 地面用晶体硅太阳电池组件质量分等标准；(37)SJ/T 10173-1991 TDA75 单晶硅太阳电池；(38)SJ/T 10459-1993 太阳电池温度系数测试方法；(39)SJ/T 11209-1999 光伏器件第6部分标准太阳电池组件的要求；(40) DGJ32/J87-2009太阳能光伏与建筑一体化应用技术规程；上述标准、规及规程仅是本工程的最基本依据，并未包括实施中所涉及到的所有标准、规和规程，并且所用标准和技术规均应为合同签订之日为止时的最新版本。6.1.2 主要性能、参数及配置6.1.2.1 主要性能光伏组件为室外安装发电设备，是光伏电站的核心设备，要求具有非

20、常好的耐侯性，能在室外严酷的环境下长期稳定可靠地运行，同时具有高的转换效率。本工程采用 245Wp 组件。 6.1.2.2 设备主要参数 表6.1 太阳电池组件技术参数太阳电池种类多晶硅指标单位数据峰值功率Wp245功率偏差w0/+3组件效率%14.7开路电压（Voc）V37.2短路电流（Isc）A8.37工作电压（Vmppt）V30.4工作电流（Imppt）A7.89系统最大耐压Vdc1000尺寸mm1650*992*40重量kg19.5峰值功率温度系数%/K-0.43开路电压温度系数%/K-0.32短路电流温度系数%/K0.047运行温度围-40+85最大风/雪负载Pa2400/5400注

21、：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 256.2 光伏阵列的运行方式设计6.2.1 光伏电站的运行方式选择本项目计划于工程学院楼顶斜屋安装面铺设光伏发电系统，楼顶可铺设电池板面积约为58336平方米， 可安装太阳能电池板2286.78kWp，装机容量约2.2MW。本工程按照“就近并网、本地消耗、低损高效”的原则，以建筑结合的分布式并网光伏发电系统方式进行建设。每个发电单元光伏组件通三相并网逆变器直接并入三相低压交流电网（AC380V，50Hz），通过交流配电线路给当地负荷供电，最后以 10kV电压等级就近接入，实现并网。由于分布式电源容量不超过上一级变压

22、器供电区域最大负荷的25%，所有光伏发电自发自用。为了减少光伏阵列到逆变器之间的连接线及方便日后维护，建议配置光伏阵列汇流箱，该汇流箱可直接安装在电池支架上，汇流箱的输出经直流线缆接至配电房直流配电柜，经直流配电后接至并网逆变器，逆变器的交流输出经交流配电柜接至防逆流控制柜，输出0.4KV,50Hz三相交流电源，实现用户侧并网发电功能。6.2.2 倾角的确定根据本项目的实际情况，结合本地太阳辐射资源情况，保持原有建筑风格，学校楼顶屋面采用41度倾角布置。6.3 逆变器选型光伏并网发电系统由光伏组件、并网逆变器、计量装置及配电系统组成。太阳能能量通过光伏组件转换为直流电力，在通过并网逆变器将直流

23、电转换为电网同频率、同相位的正弦波电流，一部分给当地负载供电，剩余电力馈入电网，本系统逆变器采用电源生产的型号为SG100K3，功率为100KW的逆变器。这样根据光伏组件的电压变化和温变化围，可保证绝大多数直流输出电压围均在MPPT围，汇流后进入一台逆变器可保证输出电压变化不超出设备最大功率跟踪围（450V-820V），并不超过设备安全电压1000V。电源生产的光伏并网逆变器具有根据天气变化自动启停及最大功率跟踪控制功能。当系统出现异常时可以使逆变器自动停止工作并安全与系统脱离。逆变器的控制选用电压型电流控制方式，输出基波功率因数大于等于95%，电流各次谐波不得大于3%。图6-2 SG100K

24、3逆变器外观图SG100K3逆变器具有以下特点：和谐电网 零电压穿越功能 有功功率连续可调（0100%）功能 无功功率可调，功率因数围超前0.9至滞后0.9 高效发电 含变压器最高转换效率达97.0% 高精度电能计量装置 方案灵活 2555可连续满功率运行 适用高海拔恶劣环境，可长期连续、可靠运行 加热除湿功能（可选）其主要技术参数列于下表：表6-2 SG100K3并网逆变器性能参数表型号SG100K3直流侧参数最大直流电压900Vdc最大直流功率113kWp满载MPP电压围450820V最大输入电流250A交流侧参数额定输出功率100kW额定电网电压400Vac允许电网电压310450Vac

25、额定电网频率50Hz/60Hz允许电网频率4751.5Hz/5761.5Hz总电流波形畸变率0.99（额定功率）系统最大效率97.0%（含变压器）欧洲效率96.4%（含变压器）防护等级IP20（室）允许环境温度-25+55冷却方式风冷允许相对湿度095%,无冷凝允许最高海拔6000米显示与通讯显示触摸屏标准通讯方式RS485可选通讯方式以太网/GPRS机械参数外形尺寸（宽x高x深）1015x1969x785mm净重925kg选择使用的电源的SG50K3电站型光伏逆变器；转换效率高达98.7%；户型、户外型、集装箱型产品设计；适用于大中型电站项目，具有适应各种自然环境、符合各项并网要求、发电量高

26、、可靠稳定的特点。图6-3 SG50K3逆变器外观图其主要技术参数列于下表：表6-3 SG50K3并网逆变器性能参数表型 号SG50K3输 入 数 据最大直流输入功率（W）57kWp直流输入电压围，MPPT（V）450-820允许最大直流输入电压（V）900允许最大直流输入电流（A）130输出数据额定交流输出功率（W）50kW额定电网电压 (V)440Vac最大交流输出电流（A）80电网工作频率围（Hz）50/60功率因数0.95电流总谐波畸变率THD（%）3%效率最大效率（%）96.6%欧洲效率（%）95.7%保护功能过/欠压保护，过/欠频保护，防孤岛效应保护，过流保护，防反放电保护，极性反

27、接保护，过载保护，过温保护防护等级及环境条件外壳防护等级IP20工作环境温度 ()-25 +55最高海拔(m)2000相对湿度95%,无冷凝冷却方式风冷显示和通讯显示LCD液晶触摸显示屏标准通讯方式RS-485、以太网电网监测具备接地故障监测具备认证情况金太阳认证（鉴衡CGC认证）体积和重量宽/高/深（mm）820/1984/646重量（kg）6436.4 光伏阵列设计及布置方案6.4.1 光伏方阵容量以教学楼D座为例进行设计，D座楼顶并网发电系统将采用分布式并网的设计方案，单台并网逆变器装机容量为100KW，容量103.6kW的太阳能电站通过1台SG100k3并网逆变器接入 0.4kV 交流

28、电网实现并网发电。下面以单机100KW光伏组件汇入并网逆变器为例，进行并网电站的设计。本项目的电池组件可选用英利公司自产的功率245Wp 的多晶硅太阳电池组件，其工作电压约为30.2V，开路电压约为 37.8V。根据SG100k3并网逆变器的 MPPT 工作电压围（450V820V）， 每个电池串列按照 20 块电池组件串联进行设计，100kW 的并网单元需配置 20 个电池串列，逆变器装机容量为100KW，需太阳能电池板共400块。为了减少光伏电池组件到逆变器之间的连接线，以及方便维护操作，建议直流侧采用分段连接，逐级汇流的方式连接，即通过光伏阵列防雷汇流箱（简称“汇流箱”）将光伏阵列进行汇

29、流。此系统还要配置直流防雷配电柜，该配电柜包含了直流防雷配电单元。其中：直流防雷配电单元是将汇流箱进行配电汇流接入SG100k3逆变器；经三相计量表后接入电网。另外，系统应配置 1 套监控装置，可采用 RS485 或 Ethernet（以太网）的通讯方式，实时监测并网发电系统的运行参数和工作状态。100KW光伏并网发电示意图如图6-1所示。D座项目将1台逆变器并联接入0.4KV电网。图6-4并网发电示意图本项目光伏组件铺设在工程学院的各个楼顶的屋面上。各区域面积及装机容量如表6.4所示：表6.4工程学院分布式光伏电站项目汇总表教工食堂169866.5616学生1食堂90035.28学生2食堂48519.012学校医院69127.0872学校浴池60523.716学校变电所32012.544学校物业办公室61223.9904总计583362286.77126.4.2光伏子方阵设计6.4.2.1 光伏子方阵容量考虑到房屋的实际情况每个光伏方阵容量、汇流箱、直流汇流屏及逆变器等因素，经技术经济比较后确定光伏子方阵的容量为100kW 和50kW。6.4.2.2 光伏组件布置方式根据选定的光伏组件和逆变器形式与参数，结合逐时太阳能辐射量与风速、气温等数据，确定晶硅光伏组件组串数为：20，汇流形式为：12进1出。6.4.2.3 光伏组件支架设计本项目光伏组件直接安装在支架上。6.