20MWp农光互补光伏电站项目实施计划方案.docx
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20MWp农光互补光伏电站项目实施计划方案
20MWp农光互补光伏电站
项目实施方案
1申报单位及项目概况1
1.1申报单位概况1
1.2项目概况4
1.3项目建设条件5
1.4工程技术方案6
1.5总体方案设计9
1.5.1光伏系统总体方案9
1.5.2光伏阵列设计及布置方案9
1.5.3年上网发电量9
1.6电气设计10
1.6.1光伏发电工程接入电力系统方案10
1.6.2光伏发电工程电气主接线11
1.6.3光伏方阵配电系统11
1.6.4逆变升压站11
1.6.5逆变器与箱式变压器的组合方式12
1.6.6集电线路方案12
1.6.7控制、保护和调度通信12
1.7消防设计13
1.8土建工程13
1.9施工组织设计14
1.10工程管理设计16
1.11环境保护与水土保持设计17
1.11.1环境保护设计方案17
1.11.2水土保持设计方案17
1.12劳动安全与工业卫生设计18
1.13节能降耗分析18
1.13.1施工及运行期能耗分析18
1.13.2降耗措施18
1.14设计概算19
1.15财务评价及社会效果分析19
1.15.1项目财务评价方法依据19
1.15.2项目财务效益分析20
1.15.3社会效果分析21
1.16结论与建议22
2项目建设条件22
2.1太阳能资源22
2.1.1太阳能资源概况23
2.1.2太阳辐射年际变化分析27
2.1.3太阳能资源综合评价28
2.2工程地质29
2.2.1区域地质构造与地震29
2.2.2场址工程地质条件29
2.2.3地基基础方案建议33
2.3交通运输条件34
2.4施工期水和用电条件34
2.5电力送出条件和电力消纳分析36
2.5.1某市曾都区电力系统概况36
2.5.2曾都区电力系统发展规划38
2.5.3太阳能发电站接入系统电压等级选择40
2.5.4太阳能发电站主接线实施方案40
2.5.5接入一次及电气主接线40
2.5.6电力消纳分析40
3项目技术方案42
3.1项目任务与规模42
3.1.1工程建设场址及规模42
3.1.1.2地区经济与发展42
3.2.2工程建设任务43
3.2太阳电池组件选型43
3.3逆变器选型46
3.3.1逆变器分类及共性46
3.3.2逆变器的技术指标47
3.3.3逆变器的拟选48
3.4光伏阵列设计49
3.4.1布置原则49
3.4.2总体布置方案设计50
3.4.3光伏子阵列设计50
3.4.4光伏阵列布置方案设计52
3.5光伏电站电气设计54
3.5.1光伏方阵配电系统54
3.5.2逆变升压站55
3.5.3集电线路方案55
3.5.4光伏电站配电系统主要电气设备57
3.5.5光伏电站配电设备布置57
3.5.6光伏电站开关站58
3.5.7电气二次64
3.6土建工程设计69
3.6.1站址总体规划及总布置69
3.6.2结构70
3.6.3建筑73
3.7光伏发电工程年上网电量计算73
3.7.1年理论发电量73
3.7.2年实际可以利用电量74
3.7.3年上网电量估计值76
3.7.4光伏发电上网模式77
3.7.5提升上网电量的方法77
4施工组织设计77
4.1交通运输77
4.1.1对外交通运输77
4.1.2站交通运输78
4.2主要建筑材料78
4.3施工期水和用电条件78
4.4施工总布置79
4.4.1施工总布置原则79
4.4.2施工总布置方案79
4.4.3施工临建设施79
4.4.4土石方量80
4.5工程建设用地80
4.5.1站区永久用地81
4.5.2施工临时用地81
4.6主体工程施工81
4.6.1主体工程施工及安装81
4.6.2施工顺序82
4.6.3施工准备82
4.6.4建筑物施工方案83
4.6.5太阳能电池组件的安装和检验83
4.6.6电气设备安装83
4.6.7总体控制部分安装83
4.6.8检查和调试84
4.7施工总进度84
4.7.1施工进度编制原则84
4.7.2施工进度计划85
4.7.3施工进度计划横道图85
4.7.4主要施工机械设备86
5保障措施87
5.1劳动安全与工业卫生87
5.1.1编制目的、原则87
5.1.2建设项目概况87
5.1.3主要危险、有害因素分析88
5.1.4劳动安全与工业卫生设计原则及措施91
5.1.5工程运行期安全管理97
5.1.6安全投资97
5.1.7结论98
5.2工程消防设计98
5.2.1设计依据98
5.2.2设计原则98
5.2.3总体设计方案98
5.2.4机电消防设计99
5.2.5工程消防设计99
5.3环境保护与水土保持设计101
5.3.1环境保护101
5.3.2水土保持105
5.4节能降耗106
5.4.1设计依据106
5.4.2施工期能耗分析108
5.4.3工程运行期能耗分析110
5.4.4节能降耗措施112
5.4.5节能降耗效益分析115
5.4.6结论115
5.5社会稳定性风险分析116
5.5.1社会影响效果分析116
5.5.2社会适应性分析118
5.5.3社会风险及对策分析119
6项目投资与经济性评价120
6.1项目投资120
6.2项目经济性评价128
6.2.1项目财务评价方法依据128
6.2.2资金筹措及使用128
6.2.3资本金128
6.2.4借贷资金129
6.2.5财务评价主要计算参数129
6.2.6成本与费用129
6.2.7效益分析130
6.2.8现金流量132
6.2.9资产负债状况132
6.2.10偿还能力的分析132
6.2.11主要技术经济指标133
6.2.12不确定性分析134
6.2.13风险分析136
6.2.14结论136
6.2.15社会效益分析137
6.2.16财务评价附表138
7附图161
1申报单位及项目概况
1.1申报单位概况
某新能源投资是发展旗下专注于新能源领域的高科技公司，于2009年5月15日成立，注册资金20260万元。
公司具备新能源驱动农业循环经济的专业经验，经营年限为长期经营，主营太阳能光伏电站的开发、设计、系统集成、安装和运营，并在燃料电池领域取得了重大成果。
公司拥有如皋市舜鑫太阳能电力科技和艳阳天新能源两个全资子公司，控股某某艳阳新能源和淅川艳阳天新能源两个合资公司，独资或合资建有一批以新能源为支撑的高效光伏农业循环经济示项目（其中有省首个风光互补综合利用项目——临高26MWp风光互补示电厂和屯昌20MWp（国家财政部、发改委、科技部批准的2012年度“金太阳”示项目）现代农业太阳能并网电站、####宝应140MWp渔光互补光伏电站、150MWp生态农业光伏电站）。
储备有510MW大型地面光伏电站及分布式电站项目。
公司以持有电站资产为依托，打造新能源板块，目前已与券商申万签署新三板挂牌合作协议，正式启动新三版相关工作，争取2015年底前上新三板，股份对加为6元/股。
终极目标是打造基于光伏新能源为驱动力，以物联网为平台的农业生态循环经济整装推进的第一品牌。
某新能源投资于2016年1月在某注册成立了某某新能源，计划投资建设某市淅河镇虹桥村一期20MWp农光互补光伏发电工程。
1.2项目概况
项目名称：
某镇20MWp农光互补光伏电站
主要建设容和规模：
本项目为并网光伏发电电站，项目占地500亩，装机容量一期为20MWp，充分利用MW级光伏并网发电的成熟技术与某有利的自然资源环境，严格遵守现行国家行业标准及地方标准，加强项目建设的环境保护及风险控制，建造达到农光互补要求的20MWp农光互补光伏并网电站。
本项目为农光互补光伏扶贫电站，一期装机容量为20MWp，终期40MWp，通过35kV出线接入某市前进110KV变电站35kV间隔。
建设期为8个月，生产运行期为25年。
建设地点：
某某新能源淅河镇一期20MWp农光互补光伏发电工程拟选站址位于某市曾都区淅河镇虹桥村，距淅河镇区约5.2km，距某市区约12km，距X002县道公路约1.5公里，其间有村村通道路连接。
图1.1-1某市淅河镇地理位置图
1.3项目建设条件
（1）光照资源；某地处鄂西北，是我国太阳能资源较为丰富的地区之一，为省太阳能资源一级可利用区。
某太阳能资源丰富，年均总辐射量为4627.735MJ/m²，太阳能资源稳定，能够为光伏电站提供充足的光照资源，实现社会、环境和经济效益。
（2）某市地处长江流域和淮河流域的交汇地带，东承，西接襄阳，北临，南达荆州，居“荆豫要冲”，扼”汉襄咽喉”，为”鄂北重镇”，是省对外开放的“北大门”，国家实施西部大开发战略由东向西的重要接力站和中转站。
某市交通便利，京广铁路、汉渝铁路、宁西铁路和107、312、316国道以及汉十高速公路、随岳高速公路，麻竹高速公路贯穿全境。
十高速公路、随岳高速公路，麻竹高速公路贯穿全境。
（3）曾都区全社会最大用电负荷增长较为迅猛，“十一五”期间，曾都区用电水平快速增长，2005～2010年全社会最大用电负荷由93MW增长到170.01MW，年均增长率12.82%；2005～2010年全社会用电量由4.2亿kWh增长到7.99亿kWh，年均增长率11.80%。
2014年全社会最大用电负荷为286.5MW。
曾都区淅河镇至110kV进变电站直线距离5.1公里；至110kV淅河变电站直线距离5.2公里。
经初步勘察，基本具备光伏电站上网接入条件。
（4）某新能源投资在光伏发电技术方面与科技大学长期进行的产学研合作；
（5）本项目将在现代生态农业循环经济方面与华中农业大学及农科院果茶所进行产学研合作；
（6）本项目将委托中国农业大学、中国农业物联网研究中心研发设计高效生态循环经济物联网云平台。
中国农业物联网研究中心由中国农业物联网首席专家、中国农业大学信息与电气工程学院教授、博士生导师、中欧农业信息技术研究中心主任道亮教授领衔创办。
图1.1-2光伏电站地理位置图
图1.1-3光伏电站接入系统示意图
1.4工程技术方案
某某淅河镇一期20MWp农光互补光伏发电项目为新建工程，场址位于某市曾都区淅河镇虹桥村。
20MWp太阳能光伏并网发电系统分20个1MWp发电单元进行设计。
整体上采取0.27kV/35kV升压技术方案，最终实现分块发电、集中并网的运行模式。
每个1MWp发电单元配备500kW并网逆变器2台，容量为1000kVA的35kV升压变压器1台。
每个1MWp光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式组成多个太阳能电池阵列，太阳能电池阵列输入光伏方阵防雷汇流箱后接入直流配电柜，然后经光伏并网逆变器和交流防雷配电柜接入0.27kV/35kV变压配电装置进行升压汇流，再升压成35KV接入前进110kV变电站。
本工程规划容量为20MWp，结合箱变容量和电池组件的分布规律，本工程设置20个1MW光伏阵列单元，每个光伏阵列共由186串组成，每串由18块组件组成。
图6.6-1光伏组件安装示意图
图6.6-2光伏电站安装效果图
某新能源投资与某本土农业高新技术企业石虎山生物科技高度融合，对诸多项目进行了长达半年的调研考察，最终达成某淅河40MW光伏山葡萄生态旅游农业产业园项目的开发共识。
这必将是两家国企业在光伏农业这一崭新领域的强强联合落地生根乡土化的伟大实践。
光伏大棚葡萄与养殖实例图
1.5总体方案设计
1.5.1光伏系统总体方案
本工程拟选用260Wp多晶硅电池组件，拟选用容量为500kW的集中式逆变装置。
组件全部采用固定倾角安装方式，组件支架为三角形钢支架。
采用上面光伏发电，下面葡萄种植的方式。
1.5.2光伏阵列设计及布置方案
由于本工程建设规模较大，拟以每1MWp容量电池板为一个方阵，一期20MWp共20个方阵。
因单个光伏方阵容量选取为整个光伏电站5％的容量，单个光伏方阵故障或检修对整个光伏电站的运行影响较小。
本工程采用多晶硅光伏组件，单块面积为1650×992mm，前后两块光伏板之间留20mm的间隙，斜面总长为3320mm，因此支架高为1256mm。
加上地面支墩高1800mm，总高约为3056mm。
选取上午9:
00～15:
00时间区间计算，阵列南北向间距为6m。
1.5.3年上网发电量
在计算光伏电站实际每年上网电量时，需考虑多晶硅太阳电池组件的衰减情况，组件年衰减系数为0.77%，由此计算得出运行期25年的上网电量估算值。
结果如下表：
表1.5-1 光伏电站全寿命上网电量计算表（估计值）单位：
万kWh
年数
发电程度
总发电量
（万度）
年数
发电程度
总发电量
（万度）
1
1
2208.60
15
0.8974
1982.00
2
0.9923
2191.59
16
0.8905
1966.76
3
0.9847
2174.81
17
0.8837
1951.74
4
0.9771
2158.02
18
0.8769
1936.72
5
0.9696
2141.46
19
0.8701
1921.70
6
0.9621
2124.89
20
0.8634
1906.91
7
0.9547
2108.55
21
0.8568
1892.33
8
0.9473
2092.21
22
0.8502
1877.75
9
0.94
2076.08
23
0.8436
1863.17
10
0.9328
2060.18
24
0.8371
1848.82
11
0.9256
2044.28
25
0.8307
1834.68
12
0.9185
2028.60
合计
/
50402.24
13
0.9114
2012.92
年均
/
2016.09
14
0.9044
1997.46
计算结果：
根据组件逐年衰减情况，计算出本工程电站建成后第一年上网发电量为2208.6万kWh，运行25年的总发电量约50402.24万kWh，年平均发电量为2016.09万kWh。
1.5.4光伏山葡萄种植方案
500亩山葡萄高标准核心示园区种植方案：
依照《国家葡萄标准果园建设标准》，列入本项目直接投资计划，光伏电站支架建成3米高的高度，太阳能组件阵列间隔距离4米，在太阳能组件阵列间隔间栽植山葡萄，形成敞开式光伏山葡萄大棚。
满足山葡萄生长要求光照400LUX左右；水质PH值7.5以下，采用法国爱森3005KCE农林保水剂及电磁化营养水滴管灌溉节水技术。
充分利用土地资源，发展高效设施农业，积极推进农光互补电站建设，发展使用清洁能源。
有效利用空间资源，搭建节能性设施大棚，实施集约化经营，打造美丽乡村。
积极利用可再生能源，实现节能减排，打造低碳环保的易居生活。
本项目山葡萄高标准核心示园区外的新市镇其它村组作为辐射种植区，实行公司+农户土地股权众筹的投资分红模式，由项目公司统一育苗，无偿发放给农民按照NYT2682-2015《酿酒葡萄生产技术规程》统一模式种植，再由公司派出的技术团队统一指导农民修剪管理，最终由公司按照NYT2682-2015《酿酒葡萄生产技术规程》统一收购加工并销售葡萄酒，年终按股分红。
1.6电气设计
1.6.1光伏发电工程接入电力系统方案
根据某某淅河一期20MWp光伏电站在电网中的地理位置、规划建设规模等情况，结合某曾都区电网现状、发展规划，提出如下接入系统方案。
本期新建1座35kV开关站，本期出1回35kV线路，接至110kV前进变电站35kV间隔，线路长约5.5m，线路拟选用LGJ-240型导线。
本报告提出的接入系统方案设想是为本期光伏电站的主要设备选型和总平面布置提供依据，最终接入系统方案以电力部门下达的接入系统审查意见为准。
1.6.2光伏发电工程电气主接线
（1）光伏发电工程电气主接线
本工程建设规模为20MWp，设置升压站一座，以1回35kV线路接入电网，考虑接入110kV前进变电站的35kV侧。
太阳能电站35kV配电装置采用单母线接线方式，预留加装滤波装置可能，滤波装置可考虑与无功补偿设备配合安装。
本工程设71台1000kVA的箱式变压器，18台500kVA的箱式变压器，35kV汇流后升压110kV接入沙河变电站。
1.6.3光伏方阵配电系统
本工程为山地光伏，光伏电池板布置顺山势布置，电池板会有不同的方位角以及倾角，为便于集中接线，本工程选用大中型逆变器，分别为500kW逆变器、1MW逆变器（2×500kW）。
18块电池组件（300W）串联成一个电池组串。
每个逆变器单元经汇流箱汇集后再由逆变器整流逆变后输出315V三相交流电，两个500kVA逆变器单元连接至1000kVA箱变低压侧，或者单台500kVA逆变器单元连接至500kVA箱变低压侧，经箱变升压至35kV，通过集电线路送至升压站35kV配电装置。
1.6.4逆变升压站
光伏方阵采用“一阵一变”单元式接线，对于1个或者两个逆变器发电单元所组成的光伏阵列组设置一个逆变升压站。
逆变升压站包括1个或者两个逆变器以及一台箱变。
逆变器容量为500/1000kW（输出交流电压为315V）。
一个1000kVA逆变器单元连接至1000kVA箱变低压侧，或者单台500kVA逆变器单元连接至500kVA箱变低压侧。
箱变容量为500kVA/1000kVA。
该接线具有电能损耗少、接线简单、操作方便、任意一组光伏设备故障不会影响其光伏设备正常运行等特点。
1.6.5逆变器与箱式变压器的组合方式
逆变器容量为20kW，每个单元有48台此种逆变器，每6台逆变器通过一台6进1出（120kW）交流防雷汇流箱汇流一次，每个单元总共8台此种汇流箱，一台低压箱式变压器配8台交流防雷汇流箱的接线方式，对应箱变容量为1000kVA。
箱变就近布置在光伏发电单元较中心的位置，箱变高压侧采用并联接线方式。
该接线具有电能损耗少、接线简单、直流部分短、操作方便、任意一组光伏设备故障不会影响其它光伏设备正常运行等特点。
1.6.6集电线路方案
光伏电站升压站布置于整个光伏电站的中部。
由于架空线路及杆塔产生的阴影会大大的降低太阳能电池发电量，以及会对组件的运行造成影响。
故本工程光伏电站集电线路光伏组件区域暂不考虑采用架空线方式。
集电线路电压推荐采用35kV，可简化集电线路、有效降低线路压降，比采用10kV具有更好的技术经济效益。
本工程集电线路采用35kV电缆直埋连接：
根据光伏阵列的布置位置情况，将光伏布置分为4个集电线路单元，共敷设4回集电线路至升压站35kV配电室。
在每组集电线路中，根据箱变连接总容量分别采用ZRC-YJLV22-26/35-3x70以及ZRC-YJLV22-26/35-3x120电缆。
1.6.7控制、保护和调度通信
本期并网光伏电站计算机监控系统采用全分层分布、开放式系统。
网络采用光纤以太网总线。
主要设备为冗余配置，互为热备用。
电站计算机监控系统设有电站控制级和就地控制级。
可在主控室电站控制级对各套容量为20kW组串式逆变装置的和开关站设备进行集中监控；太阳能并网光伏电站也可由远方调度人员进行远方调度管理；还可在就地控制级和开关站就地控制级，对单套太阳能光伏电池组件及逆变器和开关站设备进行监控。
集中监控的对象包括1824套组串式逆变装置及38套箱变、开关站的电气设备。
太阳能光伏发电站所有电气设备均采用微机型继电保护装置。
各种保护装置的配置符合GB14285–2006《继电保护和安全自动装置技术规程》等的规定和要求。
操作电源设置直流电源系统，给控制、继电保护、信号、综合自动化装置和事故照明等装置提供可靠的电源。
微机监控系统配有UPS电源，保证监控系统可靠运行。
本系统配套1套环境监测仪，用来监测现场的环境情况。
1.7消防设计
贯彻“预防为主、消防结合”的消防工作方针，做到防患于未然；
工程消防设计与总平面布置统筹考虑，保证消防车道、防火间距、安全出口等各项消防要求。
本工程采用如下消防系统：
本工程的建（构）筑物包括办公综合楼、电气综合楼、综合水泵房及门卫室、光伏组件支架、车库及检修间等。
通过对外交通公路，消防车可到达场区，场建（构）筑物前均设有道路，用于设备的检修并兼做消防通道，消防通道宽度不小于4m，并形成环形通道。
办公综合楼、电气综合楼、事故油池之间的防火间距以及建筑物的耐火等级，满足规要求。
光伏阵列箱式变压器附近、开关站建筑物区域按规规定设置相应数量的灭火器，用于火灾的扑救。
开关站按规程规定设置事故照明、疏散指示标志、火灾自动报警及防火排烟设计。
1.8土建工程
根据《建筑抗震设计规》（GB50011－2010）、《火力发电场土建结构设计技术规定》（DL5022-93）的规定，本期工程新建35kV开关站，主要建（构）筑物为：
办公综合楼、电气综合楼、生活水泵房及门卫室、光伏组件支架，建筑工程等级为二级，结构安全等级为二级，火灾危险类别为戊类，耐火等级为二级，屋面防水等级为Ⅱ级，建筑设计使用年限为50年，抗震设防烈度为6度，抗震等级为四级。
电气综合楼为一层框架结构。
综合办公楼为一层框架结构。
太阳能电池组件对于固定倾角的光伏阵列采用三角形钢结构空间支架，支架基础采用预制方桩基础。
1.9施工组织设计
（1）施工条件
光伏电站工程施工工期虽然较短，但可用地面积相对较大，便于布置施工现场。
（2）交通条件
光伏电站距离黄陂城区大约25km左右，距离家集街办中心大约4km左右，可提供加工、修配及租用大型设备等能力，因此，施工修配和加工系统可主要考虑当地解决。
（3）光伏阵列安装方法
太阳能电池板组件采用固定倾角的三角形钢构支架安装固定，下部留有扫风通道及预留积雪深度，支架的基础采用预制方桩基础。
（4）主要建筑物施工方法
土建施工本着先地下、后地上的顺序，依次施工综合办公楼基础、电气综合楼基础、光伏发电组件基础、35kV箱式变压器基础以及零米以下设施。
接地网、地下管道主线与相应的地下工程设施（给排水、消防管道、电缆沟道）同步施工，电缆管预埋与基础施工应紧密配合，防止遗漏。
基础施工完毕后即回填，原则上要求影响起重设备行走的部位先回填、起重机械行走时要采取切实可行的措施保护其下部的设备基础及预埋件。
（5）施工总布置原则
由于太阳能电池板组件布置相对集中，初步考虑按集中原则布置，可在与太阳能电池板组件相邻的地势较平坦的区域进行施工活动。
从安全及环保角度出发，生活区要靠近仓库，但要远离混凝土搅拌站。
（6）施工
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