分布式太阳能光伏发电项目可行性报告.docx

1、分布式太阳能光伏发电项目可行性报告沈阳工程学院分布式光伏发电项目可行性研究报告辽宁太阳能研究应用有限公司1 概述 61.1 项目概况 61.2 编制依据 61.3 地理位置 61.4 投资主体 72 工程建设的必要性 72.1 国家可再生能源政策 72.2 地区能源结构、电力系统现状及发展规划 82.3 地区环境保护 83 项目任务与规模 84 太阳能资源 94.1 太阳能资源分析 104.2 太阳能资源初步评价 105 网架结构和电力负荷 115.1 电力负荷现状 115.2.电站厂址选择 126 太阳能光伏发电系统设计 136.1 光伏组件选择 136.1.1 标准和规范 136.1.2

2、主要性能、参数及配置 146.2 光伏阵列的运行方式设计 156.2.1 光伏电站的运行方式选择 156.2.2 倾角的确定 166.3 逆变器选型 166.4 光伏阵列设计及布置方案 206.4.1 光伏方阵容量 206.4.2 光伏子方阵设计 226.4.3 汇流箱布置方案 236.5 年上网电量估算 236.5.1 光伏发电系统效率分析 236.5.2 年上网电量估算 247 电气 257.1 电气一次 257.1.1 设计依据 257.1.2 接入电网方案 267.1.3 直流防雷配电柜 277.1.4 防雷及接地 287.1.5继电保护、绝缘配合及过电压保护 287.1.6 电气设备

3、布置 297.2 电气二次 297.2.1 电站调度管理与运行方式 297.2.2 电站自动控制 297.2.3 继电保护及安全自动装置 307.2.4 二次接线 307.2.5 控制电源系统 307.2.6 火灾自动报警系统 307.2.7 视频安防监控系统 317.2.8 电工实验室 317.2.9 电气二次设备布置 317.3 通信 317.4 计量 318 工程消防设计 319 劳动安全与工业卫生 329.1 工程概述 329.2 设计依据、目的与任务 329.3 劳动安全与职业卫生潜在危害因素分析 339.4 劳动安全与职业卫生对策措施 339.4.1设备运输、吊装作业的安全措施 3

4、39.4.2 施工时高空作业 339.4.3 施工时用电作业及其它安全措施 349.4.4 运行期安全与工业卫生对策措施 3410 施工组织设计 3510.1 施工条件 3510.1.1 主要工程项目的施工方案 3510.1.2 施工场地及施工生活区 3510.1.3 地方材料供应情况 3510.1.4 动力能源供应 3610.2 工程项目实施的轮廓进度 3611 环境影响评价 3611.1 工程施工期对环境的影响及防治 3611.1.1 噪声影响及防治 3611.1.2 扬尘、废气 3611.1.3 运输车辆对交通干线附近居民的影响 3611.1.4 污染物排放 3611.2 运行期的环境影

5、响 3711.2.1 噪声影响 3711.2.2 废水影响 3711.2.3 电磁场影响 3711.2.4 雷击 3711.2.5 污染物排放总量分析 3711.2.6 光污染及防治措施 3711.3 环境效益 3812 节能降耗 3813 投资估算与经济分析 3813.1 投资估算 3813.1.1编制依据及原则 3813.1.2 工程系统配置 3913.2 经济技术分析 3914 结论和建议 4114.1 主要结论 4114.1.1 本工程的建设是必要的 4114.1.2 本工程的建设是可行的 4114.1.3 本工程建设经济上是合理的 4214.2 社会效益 4215 项目汇总表 431

6、 概述 1.1 项目概况 沈阳工程学院坐落于辽宁省沈阳市道义经济开发区。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，校园内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，辽宁太阳能研究应用有限公司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。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，

7、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内最大负荷的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、条例以及规程和规范。 1.3 地理位置 本项目位于辽宁省沈阳市道义经济开发区，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

8、伏并网电站。 1.4 投资主体 本项目由辽宁能源投资（集团）有限责任公司投资兴建。 辽宁能源投资（集团）有限责任公司（简称辽宁能源），是经辽宁省人民政府批准设立的大型国有独资公司，隶属于辽宁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。 辽宁能源的投资领域主要是以电力能源为主。“十一五”期间，辽宁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 我国政府已将

9、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范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共和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，符

10、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范区的通知（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范推广效应。依托沈阳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 辽宁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年辽宁省全社会用电量占东北电网的50.2%，而辽宁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

11、地区等老工业基地加快调整和改造政策的实施，辽宁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，社会经济全面复苏，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，辽宁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

12、缺额2578MW，到2010年电力缺额为5711 MW。为了改变这种用电紧张的局面，除了正常受入黑龙江省、吉林省的盈余电力外，“十五”期间应适当考虑在辽宁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，对于满足辽宁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 本工程建设于沈阳工程学院现有建筑的楼顶屋面上。项目总装机容量是2.2MWp，

13、 25年年均发电量约为230.68万kWh。采用多晶硅光伏组件，光伏组件分别铺设在学校内的各个楼顶上，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 辽宁省太阳资源具体的分布如下：图4.1 辽宁省太阳能资源分布图根据上图，可以看出辽宁沈阳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。沈阳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

14、，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。年均日照时数28502950小时, 日照率6368%。沈阳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 5200.48MJma，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

15、土屋顶选择南向倾角41度。1、沈阳地区的年太阳总辐射为5200 MJm2左右，即1444kWhm2左右；近6年（20042009年），年平均太阳总辐射量偏低，为5101.8 MJm2，即1417.2kWhm2。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 MJm2左右，12月份辐射最弱，为206 MJm2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

16、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。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，沈阳市太阳能资源丰富，属辽宁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

17、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 电力负荷现状 沈阳工程学院配电服务范围内2011年最大用电负荷为2400千瓦，最小用电负荷为0.2千瓦。配电区内输电电压为100.4千伏，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 沈阳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

18、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100.4kV2.3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100.4kV3.3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 沈阳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，结合沈阳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

19、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）富集的太阳光照资源，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）良好的示范性，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 标准和规范 (1) IEC61215 晶体硅光伏组件设计鉴定和定型 (2)

20、 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) GBT18479-2001地面用光伏（PV）发电系统 概述和导则 (5) SJT11127-1997光伏（PV）发电系统过电压保护导则 (6) GBT 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.

21、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

22、-2002 光伏器件 第8部分: 光伏器件光谱响应的测量(18) GBT 18210-2000 晶体硅光伏（PV）方阵 I-V特性的现场测量 (19) GBT 18912-2002 光伏组件盐雾腐蚀试验 (20) GBT 19394-2003 光伏（PV）组件紫外试验 (21) GBT 133841992 机电产品包装通用技术条件 (22) GBT 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

23、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) GBT 14007-1992 陆地用太阳能电池组件总规范； (28) GBT 14009-1992 太阳能电池组件参数测量方法； (29) GBT 9535-1998 地面用晶体硅太阳电池组件设计鉴定和类型； (30) GBT 11009-1989 太阳电池光谱响应测试方法； (31) GBT 11010-1989 光谱标准太阳电池； (32) GBT 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范； (34) S

24、JT 2196-1982 地面用硅太阳电池电性能测试方法； (35)SJT 9550.29-1993 地面用晶体硅太阳电池单体 质量分等标准； (36)SJT 9550.30-1993 地面用晶体硅太阳电池组件 质量分等标准； (37)SJT 10173-1991 TDA75 单晶硅太阳电池； (38)SJT 10459-1993 太阳电池温度系数测试方法； (39)SJT 11209-1999 光伏器件 第6部分 标准太阳电池组件的要求； (40) DGJ32J87-2009太阳能光伏与建筑一体化应用技术规程； 上述标准、规范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

25、范和规程，并且所用标准和技术规范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mm165

26、0*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运行温度范围-40+85最大风雪负载Pa24005400 注：上述组件功率标称在标准测试条件（STC）下：1000Wm2、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 本项目计划于沈阳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

27、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内最大负荷的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内直流配电柜，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，结合沈阳本地太阳辐射资源

28、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，本系统逆变器采用合肥阳光电源有限公司生产的型号为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范围，可保证绝大多数直流输出电压范围均在MPPT范围内，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范围内（450V-820V），并不超过设备安全电压1000V。阳光电源生产的光

29、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 SG100K3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，功率因数范围超前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 SG100

30、K3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电压范围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额定电网频率50Hz60Hz允许电网频率4751.5Hz5761.5Hz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（室内）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