渔光互补光伏电站项目初步设计.docx
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渔光互补光伏电站项目初步设计
宝应县射阳湖镇鹅村村岗东30MW
渔光互补光伏电站项目
初步设计
可研编号：
GCL/SUN-GF215C
主编单位：
协鑫光伏系统有限公司
中国·南京二○一三年二月
宝应县射阳湖镇鹅村村岗东30MW
渔光互补光伏电站项目
初步设计
可研编号：
GCL/SUN-GF215C
批准：
审核：
校核：
编写：
本项目为新型能源渔光互补项目。
在水产养殖区水面上同时建设光伏发电项目工程。
通过精心布置，将水产养殖同光伏发电二者进行立体结合，实现了科学布置，做到上层光伏发电，下层可以继续水产养殖的目的。
渔光互补项目极大的提高了对原有土地的开发和利用，能够产生良好的社会效应和经济效应。
目前建湖已建成20MW光伏电站项目,并已经投运，20MW光伏电站运行良好，对该区块的水产养殖无产生不利的影响，整个电站环境优美，生态良好。
受到了各方的关注和好评。
本期项目为第三期，在一期的经验上，将建设一个生态优美的电站项目。
1综合说明
1.1概述
1.1.1项目概述
（1）项目名称：
宝应县射阳湖镇鹅村村岗东30MW渔光互补光伏电站项目
（2）建设单位：
宝应兴能可再生能源有限公司
（3）建设规模：
30MW光伏发电站
（4）项目地址：
宝应县射阳湖镇
（5）安装方式：
28°固定倾角安装
（6）项目投资：
工程静态投资27629万元，工程动态总投资27932万元。
1.1.2项目所在地简介
宝应县位于东经119°07′～119°42′、北纬33°02′～33°24′，地处江苏省中部，夹于江淮之间，京杭运河纵贯南北，是扬州市的“北大门”。
东接建湖、盐城、兴化，南连高邮，西与金湖、洪泽隔宝应湖、白马湖相望，北和淮安毗邻。
县域东西长55.7公里，南北宽47.4公里，总面积1468平方公里。
宝应属黄淮冲击平原，以京杭运河为界，分成东西两部分，西高东低。
境内多数地区在海拔两米左右，属里下河江苏浅洼平原区。
京杭大运河纵贯南北，以京沪高速公路为主干，淮江公路、丹宝明公路、金宝南线、安大公路以及正在建设中的淮江复线为骨架的“四纵二横”高等级公路穿越全境。
即将开工建设的淮扬镇铁路连接徐淮铁路和宁启铁路，必将使宝应跨过长江融入沪宁铁路等主干线。
淮安机场、苏中机场已开工建设。
江河海相通、水公铁联运的立体交通格局将基本形成。
宝应地处江苏承南启北、中心节点区域，与泰州、盐城、淮安市交界，辖14个镇、1个省级经济开发区、1个省级有机农业开发区，总面积1468平方公里，人口92万。
境内河湖密布，土壤肥沃，自然资源丰富，生态环境优越，是国家南水北调东线工程的源头地，全国首家有机食品基地示范县、首批平原绿化先进县、首批生态示范区、中国荷藕之乡、中国慈姑之乡。
近年来还先后成功创建成为国家园林城市、卫生县城，江苏省文明城市、省级社会治安安全县。
2011年完成地区生产总值291亿元，同比增长13.2%；财政总收入40.2亿元，增长31.4%，一般预算收入20.6亿元，增长31.3%。
项目所在地
图1-1厂址地理位置图
1.1.3技术支持单位介绍
中环（中国）工程有限公司受宝应兴能可再生能源有限公司委托，承担本项目初步设计设计工作，设计主要内容包括：
太阳能资源、工程地质、工程任务和规模、系统总体方案设计及发电量计算、电气、土建工程、工程消防设计、施工组织设计、工程管理设计、环境保护和水土保持设计、劳动安全与工业卫生设计、节能降耗分析、工程设计概算。
中环（中国）工程有限公司，主要从事海内外大型光伏并网电站的系统集成和逆变器及跟踪器的开发、研制和生产。
中环（中国）工程有限公司依托在电力环保工程总承包EPC管理多年积累的丰富经验，将先进技术和工程管理经验应用到光伏工程中，为客户提供全方位的服务。
公司建立了完善的设计平台、项目管理平台和研发平台。
拥有来自新能源、电力、电建公司等经验丰富的研发、设计、采购、施工、安装、调试和运营一条龙的全方位人才队伍，把研发、设计、施工安装、调试等业务完美融合，为客户提供优质服务。
公司与国内外先进企业合作建立逆变器和跟踪器研发中心，研制逆变器和光伏跟踪系统。
中环工程已承建了大批光伏发电站的设计成套方案和EPC总承包项目。
在国内市场稳步发展的同时，公司积极开发海外市场。
目前在东南亚和非洲有数个光伏项目正在进行前期工作，欧美市场公司也在积极寻找合适的时机进行介入。
公司以建设可持续、稳步发展的国际一流专业性光伏系统工程公司为目标，面向太阳能产业链，真正做到将绿色能源带入千家万户。
2009年至今，由中环工程总承包建设的光伏发电项目均一次性陆续并网：
2009年12月30日，徐州协鑫光伏电力有限公司20MW光伏发电项目一次性并网成功，该项目的成功并，填补了我国尚无大型并网光伏发电站（接入电网等级为66kV及以上）建设领域的工程、研究空白，缩短与世界先进水平的差距起到积极的推动作用；2009年12月31日，盐城阜宁3MW屋顶发电项目一次性并网成功；2010年7月，国电宁夏平罗光伏10MW光伏电站项目一次性并网成功；2010年12月，中电投大丰20MW光伏发电项目、国信泗阳4MW屋顶光伏项目、中节能德州10MW光伏发电等项目均并网成功。
截止2011年，中环（中国）工程有限公司已经投运项目100MW以上，在建项目达到200MW以上。
图1-3盐城阜宁3MW屋顶发电项目
图1-4徐州协鑫光伏电力有限公司20MW光伏发电项目
图1-5国电宁夏平罗10MW光伏电站项目
图1-6甘肃武威10MW光伏并网电站工程
1.2太阳能资源
宝应属亚热带季风性湿润气候，气候温和，日照充足，四季分明，全年无霜期260天。
日照2163.6小时，年平均气温14.4℃，多年极端最高气温38.2℃，多年极端最低气温-17℃。
具有利用光伏发电，实施光伏发电工程的有利条件。
1.3工程地质
1.3.1概述
站址位于江苏省扬州市宝应县射阳湖镇，选定站址区基本以养殖塘为主，站址区交通条件一般，水系较发达。
1.3.2土层力学性能
拟建建筑场地位于扬州市宝应县射阳湖镇境内，紧邻201县道，勘察期间为鱼塘。
地面标高最大值（38#）4.00m，最小值（2#）1.30m，地表相对高差2.7m。
由于场地面积相对较大、坡度不明显，场地地势总体相对平坦。
拟建场区地貌单元上属由古泻湖经后期河海泛滥堆积而成的里下河浅洼平原区，微地貌单元上属微斜水网平原区。
本次勘察最大深度为20.00m，在勘探深度范围内，场地内土层以冲洪积成因的粘性土、饱和砂（粉）土为主。
1层～8层土层为第四纪全新世（Q4）新近沉积土；9层土层为全新世沉积土（Q4）向更新世（Q3）的过渡地层；10层及其以下为第四纪晚更新世（Q3）冲洪积土。
1.4工程任务和规模
本期工程发电容量30MW，直流逆变为320V交流后，升压至10kV后并通过二次升压至110kV后再并入电网。
光伏电站的接入系统具有唯一的电网接入点。
每个发电单元就地设置一个逆变升压站，由2台625kW逆变器和一台1250kVA升压变组成。
全站设有综合楼一座。
控制室、继电保护室及10kV开关室、站用电室、工具间、无功补偿装置室等生产用房间。
1.5光伏系统总体方案设计及发电量计算
本期发电容量为30MW，推荐采用分块发电、集中并网方案。
通过技术与经济综合比较，光伏组件选用240Wp多晶硅光伏组件，共计126720块；逆变器选用625kW型逆变器，共计48台。
本期工程光伏阵列由24个1.2672MW多晶硅光伏组件子方阵组成。
每个子方阵由2个625kW阵列逆变器组构成。
每个阵列逆变器组由264路光伏组件组串单元并联而成，每个组串由20块光伏组件串联组成。
各光伏组件组串划分的汇流区并联接线，输入防雷汇流箱经电缆接入逆变器直流侧，然后经光伏并网逆变器逆变后的三相交流电经电缆引至10kV升压变压器（箱式升压变电站）配电装置升压后送至110kV升压站的10kV配电室。
箱式升压变电站与逆变器相邻布置。
经计算，光伏组件方阵的运行方式采用最佳倾角28°。
光伏阵列南北中心距为6.3m，东西间距为0.5m或2m。
本期工程设计发电容量30MW，电站布置区域总占地面积约930.5亩。
本工程主要包括光伏组件阵列、逆变器站、箱式变及检修通道、管理区等。
光伏组件阵列由24个1.2672MW固定式多晶硅光伏组件子方阵组成。
每个1.2672MW子方阵设一座逆变升压站，逆变升压站位于子方阵的合理部位，共24座。
逆变器、变压器组放于逆变器站平台上，平台宽3米，长13米，四周装有防护围栏。
生产区位于鱼塘上，配备小船等设备，用于平时维护。
逆变器站均在布置上靠近道路，便于检修维护。
场内道路路面为粒料路面，站内道路路面宽度均为5m。
电站设隔离钢丝网，高度不高于1.7米。
采用沿光伏组件阵列占地范围设置。
经发电量计算，电站建成后第一年上网发电量为3194.61万kW・h。
在运行期25年内的年平均发电量为2941.7万kW・h，年均有效利用小时数为967.26h。
1.6电气
1.6.1电气一次
本项目拟建发电容量为30MW的光伏电站，其中包括24个发电单元。
每个发电单元以20件光伏板组件串联为一个组串，共264个组串，各组串平均分配接入12进1出的直流汇流箱，每11个直流汇流箱接入1台625kW逆变器。
逆变器输出320V三相交流，通过交流电缆分别连接到容量为1250kVA预装式升压变压器低压侧分裂绕组。
升压变选用油浸预装式箱式变压器，型号S11-M-1250/10，额定容量1250kVA/2×625kVA，电压比10.5±2×2.5%/0.32-0.32kV，接线组别Y/（d11-d11），短路阻抗Ud=6.5%，冷却方式AN。
采用2台625kW逆变器与1台1250kVA、10kV升压变为一个子单元的接线方式；每4台10kV升压变并联后T接形成1回进线，配电室共6回10kV进线，再通过110kV主变升压后以一回110kV架空线路接至距本期光伏电站约6公里的安宜变与平安变的联络线安天线上。
最终接入点以接入系统审查意见为准。
根据估算光伏发电站的站用电负荷110.2kVA，站用电采用双电源供电，其中1路引自外网，电压等级暂定为10kV，站用变型号为SC10-400/1010.5±2×2.5%/0.4kV，布置在110kV升压站内的低压配电间;另1路引自本光伏发电站10kV母线。
站用电电压等级采用AC380V/220V三相四线制。
正常情况下，站用电由外网供电，当外网电源停电时，由光伏发电站10kV母线供电，两路电源互为备用。
考虑本项目建设在鱼塘上，为了保证电站运行期间养殖作业的安全及渔业养殖对电站运行不产生影响，所有电气设备均应布置在鱼塘最高水位以上；在设备选型上尽量采用密封型电气设备，保证养殖作业的安全；在带电设备上设明显的危险标致，并设置防护栏等设施，保证电站内人员安全。
1.6.2电气二次
本期电站拟以110kV电压出线以T接形式接入到安宜变与平安变的联络线安天线上。
电站的调度管理方式暂定由省网调度中心调度。
该电站按"无人值班"（少人值守）的原则进行设计。
最终接入方式以接入系统审查意见为准。
电站采用以计算机监控系统为基础的监控方式。
计算机监控系统应能满足全站安全运行监视和控制所要求的全部设计功能。
中央控制室设置计算机监控系统的值班员控制台。
整个光伏发电站安装一套综合自动化系统，具有保护、控制、通信、测量等功能，可实现光伏发电系统及110kV升压站的全功能综合自动化管理，实现光伏发电站与地调端的遥测、遥信功能及发电公司的监测管理。
最终接入监控方式以接入系统审查意见为准。
1.6.3通信
光伏发电站调度信息拟传送至地方地调，预留当地县调接入信息接口。
在光伏电站配置一套STM—4SDH设备、一套PCM复接设备、一组电源变换器、一块通信综合屏、一套数配、音配、光配单元模块和一部电话机；对侧配置STM-4光支路板一块，一套PCM复接设备。
最终以系统接入意见为准。
1.6.4光功率预测系统
按照电网功率预测系统要求，在站内配置一套光功率预测装置，将预测信息通过数据网送至省调。
最终以系统接入意见为准。
1.7消防设计
本工程依据国家有关消防条例、规范进行设计，本着“预防为主、防消结合”的消防工作方针，消防以加强自身防范力量为主，立足于自救，同时与消防部门联防，做到“防患于未然”，从积极的方面预防火灾的发生及蔓延。
根据站区电气设备较多的特点，设计的重点是防止电气火灾。
本工程为30MW光伏工程，共计配置24个逆变升压站，每个逆变升压站设有2套逆变器装置，包括设一台1250kVA变压器及相应电气装置，变压器容量较小，按规范可不设水喷雾灭火系统或其它固定灭火设施；本期工程无室内建筑。
由于光伏电站工程消防设计尚没有相应的国家设计规范与之对应，本工程消防设计除参照国家现行消防设计规范外，还应征得当地消防部门的同意。
1.8土建工程
1.8.1主要建构物设计标准
本工程设计发电容量30MW，主要建构筑物包含逆变器-升压变以及支架基础等。
逆变器-升压变基础采用钢筋混凝土框架式基础；支架基础采用预制钢筋混凝土管桩。
本工程光伏电站共需24座逆变升压站。
本工程还需建设配电房，内含库房、控制室、办公室、会议室、值班室、资料室、卫生间。
本工程抗震设防烈度为6度（设计地震加速度值为0.05g），设计分组为第二组。
上述各建筑物的结构安全等级均为二级；逆变升压站抗震等级为四级；所有建、构筑物基础设计等级为丙级。
1.8.2总平面布置
本光伏电站位于江苏省扬州市宝应县射阳湖镇。
本期占地约930.5亩。
结合总体规划以及土地资源，本着因地制宜的原则，工程主要分为两部分：
即场前区和生产区。
含综合楼、升压站等，场前区考虑设置一定数量的停车位及绿化。
生产区主要包含光伏阵列、逆变器基础等。
光伏阵列主要布置于鱼塘内，本工程为30MW光伏工程，共计配置24个光伏发电单元，每个光伏发电单元设两台625kW逆变器及一台1250kVA升压变压器。
逆变器－升压变压器布置于靠近岸边一侧，以便于检修。
光伏阵列间距以满足光伏发电在冬至日早九点至下午三点间不遮挡为布置原则，适当考虑检修和冲洗通行需要。
全场道路布置原则为能满足一般检修通行为准，因地制宜根据地利用鱼塘间的塘埂设置道路，并确保道路能通到每台逆变器。
进场道路根据周边交通网的布置现状，设置在本期站址北侧。
基于安全生产管理的需要，在红线范围内站区周边设置防护围栏一道。
场区内竖向布置以满足防洪设计为原则。
办公综合楼、升压站、逆变器基础等设置于防洪水位以上。
地面排水以地面径流为主。
1.9施工组织设计
主要建筑物材料来源充足，所有建筑材料均可通过便利公路和铁路运输至施工现场。
生活用品可从宝应县采购。
施工及生活水源：
从电站周边供水管网取水。
施工高峰日用水量为250m3/d。
施工电源：
本工程施工用电电源引自场址区附近10kV高压电源，沿光伏电站进场道路布置线路，各标段施工单位由该线路接入各自施工区域。
本工程发电容量30MW，施工工期较短，占地面积较大，光伏组件布置相对集中，初步考虑施工区按集中原则布置，在与光伏组件相邻的地势较平坦区域
进行施工活动。
从安全及环保角度出发，生活区靠近仓库，远离混凝土搅拌站。
初步估算工程临时设施总占地2000m2。
本期工程永久占地面积约930.5亩。
永久性占地主要包括光伏阵列、逆变升压站、户外变配电设备及施工期各临建生产、生活设施占地，场内临时道路等占用的土地面积。
施工期临时性用地包括施工中的综合加工厂、混凝土搅拌站、施工人员临时居住建筑占地、设备临时储存仓库占地、场内临时道路和其他施工过程中所需临时占地。
以上临时性用地面积均在工程永久用地范围之内，不需额外占用土地。
本工程计划建设期3个月。
工期总目标是：
光伏电站全部设备安装调试完成，全部光伏阵列并网发电。
1.10工程管理设计
建设期间，根据项目目标，以及针对项目的管理内容和管理深度，光伏电站工程将成立项目公司。
项目公司建设期计划设置5个部门：
计划部、综合管理部、设备管理部、工程管理部、财务审计部，共10人，组织机构采用直线职能制，互相协调分工，明确职责，开展项目管理各项工作。
根据生产和经营需要，结合现代化光伏电站运行特点，遵循精干、统一、高效的原则，对运营机构的设置实施企业管理。
参照原能源部颁发的能源人[1992]64号文“关于印发新型电厂实行新管理办法的若干意见的通知”，结合新建电站工程具体情况，本电站按“无人值班”（少人值守）的原则进行设计。
光伏电站运营公司编制10人，设经理1人，全面负责公司的各项日常工作。
运营公司设四个部门，综合部（1人）、财务部（1人）、安监部（1人）、安生部（6人）。
综合部由工程建设期间的计划部和综合管理部合并，负责综合计划、经理办公、文档管理；财务部负责财务收支、财务计划、工资福利管理；生产运行部负责运营公司生产运营以及安全管理；设备管理部负责设备技术监控、定期维护。
1.11环境保护和水土保护设计
太阳能光伏发电是可再生能源，其生产过程主要是利用太阳能转变为电能的过程，不排放任何有害气体。
工程在施工中由于土石方的开挖和施工车辆的行驶，可能在作业面及其附近区域产生粉尘和二次扬尘，造成局部区域的空气污染。
可采用洒水等措施，尽量降低空气中颗粒物的浓度。
光伏电站场址离村庄较远，不存在电站施工噪声对附近居民生活的干扰。
太阳能光伏发电具有较高的自动化运行水平，电站运行和管理人员只有6人，少量的生活污水经化粪池及地埋式污水处理设备处理后定期清掏外运，对水环境不会产生不利影响。
根据本项目新增水土流失的特点，水土流失防治措施主要采用工程措施、植物措施、临时措施、管理措施相结合的综合防治措施。
本工程建成后对当地的地方经济发展将起到积极作用，既可以提供新的电源，又不增加环境压力，还可为当地增加新旅游景点，具有明显的社会效益和环境效益。
一期现已投运，在当地及行业内受到了好评。
1.12劳动安全与工业卫生设计
劳动安全及工业卫生设计遵循国家已经颁布的政策，贯彻落实“安全第一，预防为主”的方针，参照DL5061-1996《水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范》的要求，在设计中结合工程实际，采用先进的技术措施和可靠的防范手段，确保工程投产后符合劳动安全及工业卫生的要求，保障劳动者在生产过程中的安全与健康。
设计着重反映工程投产后，职工及劳动者的人身安全与卫生方面紧密相关的内容，分析生产过程中的危害因素，提出防范措施和对策。
劳动安全设计包括防火、防电气伤害、防机械伤害、防坠落伤害等内容。
工业卫生设计包括防噪声及防振动、采光与照明、防尘、防污、防腐蚀、防毒、防电磁辐射等内容。
安全卫生管理包括安全卫生机构设置及人员配备，事故应急救援预案等，在采取了安全防范措施及对生产运行人员的安全教育和培训后，对并网光伏电站的安全运行提供了良好的生产条件，有助于减少生产人员错误操作而导致安全事故以及由于运行人员处理事故不及时而导致设备损坏和事故的进一步扩大，降低了经济损失，保障了生产的安全运行。
1.13节能降耗分析
根据国际能源署（IEA）《世界能源展望2007》，中国的CO2排放指数为：
0.814kg/kWh，同时，我国火电厂每发电上网1kWh，需消耗标准煤305g，排放6.2克的硫氧化物（SOx）（脱硫前统计数据）和2.1克的氮氧化物（NOx）（脱氮前统计数据），对环境和生态造成不利的影响。
本电站建成后预计每年可为电网提供电量2941.7万kW.h。
与相同发电量的火电相比，按照火电煤耗（标准煤）每度电耗煤305g，建设投运每年可节约标准煤约8972t，每年可减少CO2排放量约23945t，减少SOx排放量约182t，减少NOx排放量约62t。
有害物质排放量的减少，可减轻环境污染。
1.14工程设计概算
本工程投资概算依据国家、有关部门现行的有关文件、定额、费率标准等进行编制，材料、设备等价格主要参考同类型工程招投标价格计算。
工程静态投资27629万元，建设期利息为303万元，工程动态总投资27932万元，单位千瓦静态投资9085元/kW，单位千瓦动态投资9184元/kW。
1.15附表
光伏发电工程特性表如表1所示。
表1光伏发电工程特性表
一、光伏发电工程站址概况
项目
单位
数量
备注
发电容量
MW
30
占地面积
亩
930.5亩
经度（北纬）
33.32°
纬度（东经）
119.57°
工程代表年太阳总辐射量
MJ/m2
4654
水平面
（宝应气象局数据）
二、主要气象要素（参考建湖）
多年平均气温
℃
14.4
多年极端最高气温
℃
38.2
多年极端最低气温
℃
-17.0
多年最大冻土深度
cm
23
多年最大积雪厚度
cm
28
多年平均风速
m/s
3.2
多年极大风速
m/s
29.7
多年平均沙尘暴日数
日
/
多年平均雷暴日数
日
32
三、主要设备
编号
名称
单位
数量
备注
1光伏组件（型号：
）
1.1
峰值功率
Wp
240
1.2
开路电压（Voc）
V
37.2
1.3
短路电流（Isc）
A
8.37
1.4
工作电压（Vmppt）
V
30.4
1.5
工作电流（Imppt）
A
7.89
1.6
峰值功率温度系数
%/°C
-0.45%
1.7
开路电压温度系数
%/°C
-0.35
1.8
短路电流温度系数
%/°C
0.05
1.9
10年功率衰降
%
＜10
1.10
25年功率衰降
%
＜20
1.11
外形尺寸
mm
1650×992×46
1.12
重量
kg
19.5
1.13
数量
块
126720
1.14
向日跟踪方式
/
1.15
固定倾角角度
°
30
2逆变器（型号：
）
2.1
输出额定功率
kW
625
2.2
最大直流功率
kW
650
2.3
最高转换效率
%
98.10
2.4
欧洲效率
%
97.40
2.5
输入直流侧电压范围
Vdc
900
2.6
最大功率跟踪（MPPT）范围
Vdc
525-850
2.7
最大直流输入电流
A
1250A
2.8
交流输出电压范围
V
三相320
2.9
输出频率范围
Hz
47~51.5
2.10
功率因数
＞0.98
2.11
宽/高/厚
mm
2800×2180×850
2.12
重量
kg
2288
2.13
工作环境温度范围
℃
-30℃～+55℃（含加热器）
2.14
数量
台
48
3箱式升压变电站（型号：
）
3.1
台数
台
24
3.2
容量
MVA
1.25
3.3
额定电压
kV
10/0.32-0.32
4升压主变压器（型号：
）
4.1
台数
台
1
4.2
容量
MVA
31.5
4.3
额定电压
kV
110/10
四、土建施工
编号
名称
单位
数量
备注
1
光伏组件支架钢材量
t
1774
升级会员 