太阳能光伏发电站项目可行性研究报告.docx
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太阳能光伏发电站项目可行性研究报告
太阳能光伏发电工程
可行性研究报告
一、概述……………………………………………………………6
二、建设的必要性
（一）开发利用太阳能资源，符合能源产业发展方向…………8
（二）**省建设大型并网光伏发电系统的条件………………9
（三）开发太阳能资源，实现地区电力可持续发展……………11
（四）加快能源电力结构调整的需要……………………………12
（五）改善生态、保护环境的需要………………………………13
（六）开发太阳能，促进旅游业的发展…………………………13
（七）发挥减排效益，申请CDM…………………………………14
三、基本情况
（一）**省电力现状及发展规划
1、电力系统现状………………………………………………15
2、**电力系统规划…………………………………………17
（二）**市电力建设基本情况及发展规划
1、**市电力建设情况………………………………………18
2、**市电网供应情况………………………………………19
3、**市电网需求状况………………………………………19
4、电网存在的主要问题………………………………………20
5、**市电力发展规划………………………………………21
四、**市建设条件
（一）光照资源条件
1、我国太阳辐射年总量的地理分布…………………………23
2、**省太阳能资源分布特点………………………………24
3、**市太阳能资源…………………………………………25
4、**地区平均10年气象资料供给表……………………27
5、其他气象数据………………………………………………28
（二）场址条件
1、场址地理位置………………………………………………29
2、场址建设条件………………………………………………29
3、地理地貌……………………………………………………29
4、地址状况……………………………………………………30
5、冻土深度……………………………………………………30
6、场地结论……………………………………………………30
五、太阳能光伏电站预选方案设计
（一）太阳能电池阵列设计
1、太阳能光伏组件选型………………………………………31
2、并网光伏系统效率计算……………………………………32
3、倾斜面光伏阵列表面的太阳能辐射量计算………………34
4、太阳能光伏组件串并联方案………………………………35
5、太阳能光伏阵列的布置……………………………………35
6、土建设计……………………………………………………36
（二）太阳能光伏方阵直流防雷汇流箱设计…………………38
（三）直流配电柜设计…………………………………………39
（四）太阳能光伏并网逆变器的选择…………………………40
（五）交流防雷配电柜设计……………………………………43
（六）交流升压变压器…………………………………………44
（七）系统组成方案原理框图……………………………………45
（八）系统接入电网设计………………………………………45
（九）方案改进措施………………………………………………53
（十）施工组织设计
1、施工条件…………………………………………………54
2、施工交通运输………………………………………………54
3、工程永久占地……………………………………………56
4、主体工程施工……………………………………………56
5、太阳能光伏阵列安装………………………………………56
6、施工总布置……………………………………………57
六、环境影响评价
1、环境现状………………………………………………57
2、建设施工期环境影响评价及减排措施……………………58
七、预测发电量的计算…………………………………………61八、投资估算……………………………………………………63
九、财务分析…………………………………………………65
十、附件…………………………………………………104
一、概述
**市位于**省河西走廊最西端，地处甘、青、新三省交界处，总面积3.12万平方公里，现有荒漠面积1.8万平方公里；总人口18万人。
平均海拔1138m。
境内有回、藏、蒙古等10个少数民族。
现存各类文物点241处，其中国家级文物保护单位3处，特别是被誉为“文化瑰宝”的莫高窟，已于1991年列入世界文化遗产名单，使**成为了“丝绸之路”旅游线上的黄金旅游点。
随着**机场的扩建、玉敦铁路、313高等级公路和广播电视网络中心的建设，“航线出国、铁路入市、油路进村、信息上网”的目标的实现，**市将成为**省发展特色和开放个性鲜明，经济环境、社会化服务一流，物质文明和精神文明协调发展的区域中心城市和国际化旅游名城。
**市高举旅游龙头，按照“三优一特两突破四围绕”的思路，发展**经济。
2005年全市完成国内生产总值20900万元。
旅游接待人数100万人次，旅游社会总收入完成39100万元，财政总收入完成11800万元。
**市地处内陆，四季分明，昼夜温差大，日照时间长，属典型的暖温带干旱性气候。
全年日照小时数3246.7h，日照辐射量为163.87千卡/c㎡。
总辐射量最大值出现在5、6、7三月，从随季节的变化量看，以夏季最大，冬季最小。
日照时数的年际变化是夏秋季最大，冬季最小。
一年中日照时数从2月份开始逐月增多，6月份达到最高值，伏期和秋季维持次高状况，直到冬季的12月至2月降到最低值。
党河是境内唯一的河流，发源于祁连山脉，全长390公里，年平均径流量为2.9亿立方米。
预选的七里镇场址位于**市七里镇西南，距市区13km。
东经94°31′，北纬40°04′。
海拔1200m，距国道215线1km。
距110KV、容量为51500KVA的杨家桥变电站11km。
日照辐射量为6882.1MJ/㎡，日照小时数3362h，最大阵风风速14m/s，沙尘天数7d/y。
平均气温9.3℃，场地开阔、平坦，扩容空间大。
土质为砂砾戈壁滩，地下水水位35m。
站点距世界著名的莫高窟38km，月牙泉19km，玉门关82km，雅丹地貌152km。
地处**古城—党河—玉门关—雅丹地貌旅游线必经之路上。
本期工程计划总装机容量10MWP，采用35KV电压等级接入**电网，整体工程占地约43.55万平方米，总投资约48042.4万元，项目建设工期1年。
**汇能新能源技术发展有限公司经**省发改委同意，依据开展**10MWP太阳能光伏发电项目前期工作的要求，承担《**10MWP太阳能光伏发电工程可行性研究报告》编制工作。
内容包括项目建设的必要性和建设规模、太阳能光伏发电场址选择、太阳能资源、工程地质、设备选型、发电量测算、电气、土建工程、施工组织设计、环境影响评价、投资估算、财务效益初步分析等工作。
10MWP太阳能光伏电站概况特性表
序号
项目名称
规格型号
数量
1
总装机容量
10.1244MWP
25年年均发电量1637万KWh
2
太阳能光伏组件
多晶165WP
61360块
3
太阳能光伏组件支架
镀锌角钢
2475吨
4
单元直流接线箱
喷塑密封
400台
5
直流配电柜
250KW
40台
6
并网逆变器
250KW
40台
7
交流配电柜
2MW
5台
8
升压变压器
2500KVA
5台
9
电流互感器
600/5
5套
10
断路器
5套
11
隔离开关
5套
12
计量装置
5台
13
防雷及接地装置
40套
14
控制检测传输系统
1套
二、建设的必要性
（一）开发利用太阳能资源，符合能源产业发展方向
我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，能源将近76%由煤炭供给，这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济和社会负面影响。
大量的煤炭开采、运输和燃烧，对我国的环境已经造成了极大的破坏。
大力开发太阳能、风能、生物质能等可再生能源利用技术是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。
“十一五”期间我国在能源领域将实行的工作重点和主要任务是首先加快能源结构调整步伐，努力提高清洁能源开发生产能力。
以太阳能发电、风力发电、太阳能热水器、大型沼气工程为重点，以“设备国产化、产品标准化、产业规模化、市场规范化”为目标，加快可再生能源的开发。
**省十分重视可再生能源的开发和利用，根据《**省“十一五”能源工业发展规划》，到2010年全省可再生能源开发利用量达到138万吨标煤，其中电力装机容量200万千瓦（含小水电、风电），发电量60亿千瓦时；新增节约和开发农村能源150万吨标煤，人均年生活用能达到435公斤标煤，综合热效率达到20%以上。
为实现“十一五”能源工业发展规划目标，促进**可再生能源资源优势转化为经济优势，提高可再生能源开发利用水平，加快能源结构调整，减少煤炭等化石能源消耗对环境产生的污染，**省将利用各种途径来发展可再生能源。
其中，选择在**市建设太阳能发电项目，就是一种有益的尝试。
目前的太阳能发电技术主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电技术，其中太阳能热发电技术尚处于试验开发阶段，而太阳能光伏发电技术已经成熟、可靠、实用，其使用寿命已经达到25—30年。
要使光伏发电成为战略替代能源电力技术，必须搞大型并网光伏发电系统，而这个技术已经实践证明是切实可行的。
（二）**省建设大型并网光伏发电系统的条件
我国太阳能理论总储量为147×108GWh/年。
从理论上讲除去农田、草原、森林、河流、湖泊、道路等，在任何荒地和建筑上都可以安装光伏组件。
**省具有丰富的太阳能资源，年太阳能总辐射量在4800－6400MJ/m2，年资源理论储量67万亿KWh，每年地表吸收的太阳能相当于大约824亿吨标准煤的能量，开发利用前景广阔。
河西走廊、甘南高原为**省太阳辐射丰富区，年太阳总辐射量分别为每平方米5800MJ和6400MJ；陇南地区相对较低，年太阳总辐射量仅4800～5200MJ；其余地区为5200-5800MJ。
除陇南地区外，**省年太阳总辐射量比同纬度的华北、东北地区都大。
**省以夏季太阳总辐射最多，冬季最少，春季大于秋季。
7月各地太阳总辐射量为每平方米560～740MJ；1月为260～380MJ；4月为480～630MJ；10月为300～480MJ。
太阳总辐射冬季南北差异小，春季南北差异大。
**省各地年日照时数在1700-3320小时之间，自西北向东南逐渐减少。
河西走廊西部年日照时数，在3200小时以上；陇南南部，在1800小时以下；其余地区在2000～3000小时之间。
**省是全国降水量稀少的地区之一，年降水量在300毫米以下的地区占总面积的58％，年降水量最多的地区是陇南东南部，为700-800毫米；年降水量最少的地区是河西走廊，为40-200毫米。
由于受地理环境和大气环流的影响，降水量不但空间分布不均，而且年际变化也很大，因而干旱出现频率高。
**省年平均降水日数日降水量≥0.1mm的天数在17～150天之间，由东南向西北递减。
河西走廊年平均降水日数为17～20天，是降水日数最少地区；祁连山区为40～120天，中部为60～120天；陇东为80～l10天；陇南和甘南高原为100～150天，是降水日数最多的地区。
**省年蒸发量在1100～3000毫米之间，分布趋势由东南向西北增大。
河西走廊一般为2000～3000毫米，是**省蒸发量最大的地区；祁连山区为1600～1800毫米；中部为1300～2000毫米；陇南和甘南高原一般为1100～1300毫米，是**省蒸发量最小的地区。
资源分布，一是自东南向西北逐渐递增的规律，二是不同地区太阳能季节差异特征明显。
太阳能资源丰富地区多数为沙漠、戈壁及未利用荒地，地势平坦开阔，可作为“大漠光电工程”实施的重点和理想地区。
搞光伏发电，利用我国的荒漠资源，是变废为宝，保障我国能源供应战略安全、大幅减小排放、和可持续发展的重大战略举措。
（三）合理开发太阳能资源，实现地区电力可持续发展
根据《西北电网“十一五”电力行业规划及2020年远景目标研究》中的电力需求预测，**电网2010年需电量646亿KWh,最高负荷为10960MW。
要满足负荷要求，需增加装机容量约4700MW左右。
即使考虑在建电站的投产，仍不能满足**省电力的发展需求。
**市2006年全社会用电量12576万千瓦时,其中：
党河发电公司水电发电量3025万千瓦时，拉排发电公司水电发电量1890万千瓦时，购酒玉电网电量7634万千瓦时。
根据**市社会和经济发展情况预测2007年后全社会用电量增长率为15％，用电负荷增加很快，特别是在旅游旺季和农灌高峰时，电力供应十分紧张，供需矛盾突出，煤炭、石油、水力资源等能源相对匮乏，但是**市的太阳能资源是**省最丰富的地区之一，通过对现场的太阳能资料分析，该项目具有很高的开发价值。
**市全年日照小时数3246.7h，日照辐射量为163.87千卡/c㎡，该太阳能光伏电站建成后，与当地电网联网运行，可有效缓解地方电网的供需矛盾，促进地区经济可持续发展。
（四）加快能源电力结构调整的需要
2005年，**电网中水电装机3850.595兆瓦，占总装机容量的39.6%；火电装机5728.5兆瓦,占总装机容量的58.9%；风电及燃机138.7兆瓦,占总装机容量的1.42%，电网以火电为主。
**省一次能源相当匮乏，火电装机比重过大，每年耗用大量的燃煤，CO2、SO2等排放量造成生态环境的破坏和严重污染，且火电燃料运输势必增加发电成本。
根据我国《可再生能源中长期发展规划》，提出了未来15年可再生能源发展的目标：
到2020年可再生能源在能源结构中的比例争取达到16％，太阳能发电装机180万千瓦。
**省的可在生能源中，水能资源的开发已达35％左右。
除水电外，相对于其他能源，太阳能发电技术已日趋成熟，从资源量以及太阳能产品的发展趋势来看，在**省开发太阳能兆瓦级发电项目，将改变能源结构，有利于增加可再生能源的比例，同时太阳能发电不受地域限制，所发电力稳定，可与水电互补，优化系统电源结构，没有任何污染减轻环保压力。
（五）改善生态、保护环境的需要
在全球能源形势紧张、全球气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。
环境状况已经警示我国所能拥有的排放空间已经十分有限了，再不加大清洁能源和可再生能源的份额，我国的经济和社会发展就将被迫减速。
提高可再生能源利用率，尤其发展太阳能发电是改善生态、保护环境的有效途径。
太阳能光伏发电以其清洁、源源不断、安全等显著优势，成为关注重点，在太阳能产业的发展中占有重要地位。
（六）建设太阳能光伏发电项目，促进当地旅游业的发展
**太阳能光伏发电站距国道215线0.4km,太阳能光伏电站占地40万平方米,距世界著名的莫高窟38km，月牙泉19km，玉门关82km，雅丹地貌152km。
地处**古城—党河—玉门关—雅丹地貌旅游线必经之路上。
不但可以给当地电网提供电力，而且宏伟太阳能光伏阵列本身可以成为一道风景，**市是一个旅游城市,每年接待约100万人次的中外游客,具有良好的示范条件，和一定的国际影响力,让公众认识和接受光伏发电技术。
（七）发挥减排效率,申请CDM（清洁能源机制）
我国是《联合国气候变化框架公约》（1992）和《京都议定书》（1997）的签字国，为努力减缓温室气体排放的增长率，承担“共同但有区别的责任”。
在2002年约翰内斯堡全球可持续发展峰会上，中国政府已核准《京都议定书》，中国将坚定不移地走可持续发展的道路。
CDM作为国际社会对全球气候变化的一项重要措施，一方面可以帮助发达国家以较低成本实现减排目标，另一方面也可以促进资金和技术向发展中国家进行实质性转让。
**10MWP项目不但属于清洁能源，也属于议定书中规定的清洁机制的范围，能够获得减排义务的资助，随着项目建设和电力的发展，太阳能光伏发电装机容量可以不断扩大，如果有先进的技术或额外资金的支持，将大大降低太阳能光伏发电的投资压力，不但可以扩大**环境保护的宣传影响，促进项目的实施和建设，从而促进太阳能光伏产业的发展。
本项目的实施，探讨目前实用的技术方案和可供考虑的投融资方案；测算该项目发电成本；提出实施该项目所需要的政策支持；为下一步的可行性研究奠定坚实的基础。
本项目的研究成果将为我国的大规模太阳能光电开发利用提供基础数据，为国家出台相关政策提供参考数据，因此本项目的建设是非常有必要的。
三、基本情况
（一）**省电力现状及发展规划
1、电力系统现状
**电网处于西北的中心位置，是西北电网的主要组成部分，东与陕西电网通过330KV西桃、天雍、秦雍、嵋雍线联网，西与青海电网通过330KV华海一回、海阿三回、官兰西线双回联网，北与宁夏电网以330LV靖青双回、靖固一回及石中线联网。
**电网主网电压等级为330KV。
**省电网分为中部电网、东部电网和河西电网，其中中部电网包括兰州、白银、定西、临夏等地区，河西电网包括金昌、张掖、嘉酒等地区。
**中部电网不但是**省电网的核心，也是西北电网的核心，担负着东西部水火电交换的重要任务；河西电网通过海石湾～永登～凉州330KV三角环和凉州～金昌～张掖～嘉峪关330KV双回线与**主网相连。
2005年底，**电网统调装机容量9717.795MW（五级调度调管范围），其中水电3850.595MW，占总装机的39.6％；火电5728.5MW，占总装机的58.9％；风电及燃机138.7MW，占总装机的1.42％。
截至2005年底，**电网已建成750KV线路1条、长度127.71Km（省内长度）,变电所1座、总容量1500MVA；330KV线路58条、长度5104.45Km（省内长度），变电所19座、总容量8090MVA；220KV线路42条、长度1415.32Km（含跨省联络线），变电所11座（不包括铝厂专用变）、总容量3180MVA；110KV线路334条、总长度约10299Km，变电所178座、总容量9663MVA。
全省在实现乡乡通电的基础上，配电网络的供电能力、供电质量、调度自动化水平以及安全可靠性均有大幅提高。
2005年全省统调最大发电负荷444.03亿KWh，增长8.14％，全社会用电量424.76亿KWh,增长4.99％。
**电网全网用电量及用电负荷总体保持2002年年底以来出现的增长势头。
2005年**电网发、用电形势为总体平衡，个别时段有缺口。
**全省近年来的电力平衡状况如下表所示：
表1**全省近年电力平衡表（单位：
亿千瓦小时）
项目
2002
2003
2004
2005
可供量
342.33
398.33
452.00
489.48
生产量
340.33
404.02
457.26
506.17
水电
106.07
108.07
122.39
166.47
火电
234.26
295.95
334.87
399.70
进口量
2.00
44.06
55.82
51.14
出口量（-）
-49.74
61.08
67.83
消费量
342.33
398.33
452.00
489.48
在消费量中:
农林牧渔、水利
45.47
41.66
41.33
51.70
工业
242.47
266.30
343.28
364.46
建筑业
2.91
4.03
5.08
4.08
交通电讯业
11.82
12.61
14.47
15.34
商业
5.35
5.72
6.41
6.72
其他
11.11
18.18
14.02
14.72
生活消费
23.20
23.73
27.41
32.46
在消费量中:
终端消费
321.07
372.22
433.01
467.96
工业
221.21
266.29
324.29
342.94
输配电损失量
21.26
26.11
18.99
21.52
2、**电力系统规划
西北电力设计院、西北电网有限公司2004年编制的《西北电网“十一五”电力行业规划及2020年电网规划设计》中的电力需求预测，**电网2010年需电量646亿KWh，最高负荷为10960MW；2015年需电量906亿KWh，最高负荷为15500MW；2020年需电量1277亿KWh，最高负荷为21900MW。
“十一五”增长率分别为7.5％和8.59％；“十二五”增长率分别为7.00％和7.19％；“十三五”增长率分别为7.11％和7.16％。
**省电力公司2004年5月编制的《**省电网“十一五”电力发展规划及2020年远景目标研究》中的电力需求预测见下表：
表2**地区电网电力需求预测表
单位：
MW
项目
低负荷水平
中负荷水平
高负荷水平
2005年
电量（亿KWh）
450
450
450
负荷（MW）
7256
7256
7256
2010年
电量（亿KWh）
646
655
667
负荷（MW）
10955
11164
11319
2015年
电量（亿KWh）
906
940
971
负荷（MW）
15500
16028
16631
2020年
电量（亿KWh）
1277
1318
1375
负荷（MW）
21900
22690
23876
（二）**市电力建设基本情况及发展规划
1、**市电力建设情况
**市电力建设自一九六三年开始起步，从无到有，从小到大得到了长足的发展，全市电网发展经历了小水电独立网为主、嘉酒电网为补充，到目前，已形成了一个以嘉酒电网为主，小水电自发为补充，联系肃北、阿克塞三县市的地方电力网，肃北、阿克塞经**35KV输电网购取嘉酒网电力。
实施农村电网建设改造工程后，已从根本上解决了长期以来存在的电网发展缓慢、网架结构薄弱、供电可靠性低、电能质量差、线路损耗大、用电不安全的问题，基本形成了“网架结构合理、供电安全可靠、运行经济灵活、电能质量合格、降损节能增效、技术可靠先进”的坚强电网。
并不断加大投入，电力自动化步伐不断加快,实现了县级电网调度自动化和县城配网自动化。
2005年全社会用电量突破1亿千瓦时，发电总装机容量达59100千瓦，年发电量23400万千瓦。
其中天然气燃机电厂装机容量50000千瓦，年发电量20000万千瓦时；党河水库坝后渠系4个小水电站装机容量9100千瓦，年发电量3400千瓦时。
辖区内建成110千伏线路2条217.8公里，110千伏变电站一座，容量51500千伏安；建成35千伏线路18条283.38公里，35千伏变电所9座，总容量47890千伏安；建成10千伏线路41条768公里，安装配电台区1528台，总容量95810千伏安；建成0.4千伏低压线路882公里。
2、**市电网供应情况
截止2006年底，**市全社会发电总装机容量5.91万千瓦，共建成了35千伏变电站9座，变电容量4.789万千伏安；35千伏线路283.38公里。
**电网主网110千伏线路与嘉酒电网相连接。
3、**市电网需求状况
**地处河西走廊西端，干旱是制约农业生产发展的主要因素，因此大力发展水利灌溉，电力提灌成为**农业发展的基础。
电灌用电设备装见容量达到43000千瓦，占全市农村用电设备装见容量的80%，用电量
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