产业园一期20MWp农业光伏项目建议书.docx
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产业园一期20MWp农业光伏项目建议书
卷册检索号
***市***新能源***镇垦宝产业园
一期20MWp农业光伏项目
项目建议书
吉林省电力勘测设计院
2015年9月长春
***市***新能源***镇垦宝产业园一期20MWp农业光伏项目
项目建议书
批准：
审核：
校核：
编制：
2015年9月
1综合说明
2工程建设的必要性
3项目任务与规模
4太阳能资源
5工程地质
6光伏发电系统
7电气设计
8工程消防设计
9土建工程
10施工组织设计
11环境保护与水土保持
12工程管理设计
13项目投资估算
14财务评价
15结论及建议
1综合说明
1.1概述
1.1.1地理位置
吉林省位于中华人民共和国东北地区的中部，地处北温带，在东经121°38～131°19、北纬40°52～46°18之间。
全境东西最长约750公里，南北最宽约600公里，总面积18.74万平方公里。
吉林省处于日本、俄罗斯、朝鲜、韩国、蒙古与中国东北部组成的东北亚的腹心地带，东部与俄罗斯接壤，东南部以图们江、鸭绿江为界，与朝鲜民主主义人民共和国相望，边境线总长1438.7公里。
其中中俄边境线232.7公里，中朝边境线1206公里。
南连辽宁省，西接内蒙古自治区，北邻黑龙江省。
图1-1***新能源吉林***光伏电场所在吉林省位置示意图
图1-2***新能源吉林***光伏电场所在位置示意图
1.1.2工程任务及编制依据
开发利用太阳能资源，符合能源产业发展方向。
***市具有较丰富的太阳能资源，建设光伏发电站可以满足能源需求，促进经济发展，增加财政收入，提高当地人民的生活水平，同时有利于保护自然环境。
为了较好地开发该地区的太阳能资源，2015年9月受***新能源公司委托，吉林省电力勘测设计院承担了《***新能源吉林***光伏电场项目建议书》的编制工作（以下简称本工程）。
设计内容包括综合说明、太阳能资源、工程地质、项目任务与规模、太阳能发电设备选型和布置、电气、工程消防、土建工程、施工组织、工程管理、环境保护和水土保持、劳动安全与工业卫生、项目投资估算、光伏电站工程设备招标、节能减排和结论建议等部分。
报告的编制依据：
1）《光伏发电工程预项目建议书编制办法》GD002-2011
2）国家发展计划委员会审定出版的《投资项目可行性研究指南》；
3）《吉林省新能源发电“十五”及2015年远景规划》；
4）建设单位提供的其它基础资料；
5）《光伏发电站设计规范（征求意见稿）》
6）中国电力投资集团公司光伏电站可研设计标准；
7）《光伏电站接入系统技术规定（送审稿）》；
8）相应的国家规程规范
1.1.3建设规模
初步规划***新能源吉林***光伏电场20MW并网光伏发电项目规模20MWp，本期建设规模为20MWp一次建设。
1.1.4业主简介
在新能源行业的发展过程中，***集团始终践行以市场为导向、持续优化创新的使命，
坚持研发技术驱动，以新能源发电、先进制造为发展依托，对产业链不断进行扩充和发展。
***集团以绿色能源为龙头产业，带动房地产、贸易等产业的不断发展，并专注于发展绿
色、舒适、科技、环保的绿色家园等产业，持续扩大在行业内的领导地位和领先优势。
***集团将持续坚持科技领先、注重人才发展、实施管理优先、秉持“客户至上”观念，并激励持续创新。
在“发展绿色能源，建设美好家园”的阳光愿景上昂首阔步，将蓝色科技的创新睿智和绿色家园的永续梦想传递给千家万户！
1.2建设必要性
首先，发展光伏发电是社会发展的需要。
这一观点现已成为人们的共识，我国政府已经明确提出要“积极发展风能、太阳能、地热等新能源和可再生能源”。
2006年1月1日正式生效的《中华人民共和国可再生能源法》中明确指出，国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域，通过制定可再生能源开发利用总量目标和采取相应措施，推动可再生能源市场的建立和发展。
国家鼓励和支持可再生能源并网发电。
其次，可以充分利用当地太阳能资源。
该地区属于温带大陆性气候，根据当地现场气象数据资料，该地区太阳能资源比较丰富。
同时，兴建光伏电站还可以调整电源结构、优化资源配置。
发展新能源对于保护环境、改善能源结构、减少碳排放、保证社会健康发展等有着重要的战略意义。
l.3项目任务和规模
光伏发电是环境效益最好的电源之一，是我国鼓励和支持开发的清洁能源。
开发太阳能资源是贯彻国家可持续发展要求的具体体现，对促进地方经济的发展和缓解地区环境保护压力，实现经济与环境的协调发展均具有十分重要的意义。
白城地区太阳能资源丰富，多年平均辐射量4872.00MJ/m2，平均年日照时数为2903.1h。
属全国太阳能资源较丰富地区之一。
充分利用当地丰富的太阳能资源，加快发展光伏发电，既符合国家“多能互补”的能源政策，同时也是吉林省生态省建设的重要内容之一。
***新能源吉林***20MW并网光伏发电项目场区太阳能资源丰富，对外交通便利，并网条件好，开发条件优良，是建设光伏发电站的理想场址。
光伏电站在确定的规划场区范围内安装77600块（宽990mm，长1650mm）单块组件容量为260Wp的多晶硅光伏发电组件，光伏电站本期工程峰值总容量为20MWp。
图l-3***新能源吉林***光伏电场所在位置及光伏布置示意图
图l-4***新能源***光伏发电项目所在位置地貌示意图
1.4太阳能资源
由于***没有长年代辐射观测资料，所以本报告选取长春气象站长年代辐射观测资料进行分析。
得1995～2010年15年间平均太阳辐射量为4872.00MJ/㎡。
2010年7月-2011年6月间，场址所在地太阳总辐射为5445.90MJ/㎡。
将该值作为本工程的设计标准值。
按照气象行标QX/T89-2008g规定的太阳能资源丰富程度等级划分，***属于资源很丰富地区。
吉林***市位于吉林省西部平原地区，属温带半干旱气候，年平均气温为5.2℃，年降水量为386.9mm，全年四季分明，气候温和，日照较充足，阴雨天少、日照时间较长、大气透明度好，平均每天日照时间为7.9h，年均日照时数为2903.1h，年均日照百分率为65%。
***市具有较好的太阳能资源，太阳能资源和气象条件均可以满足建设太阳能电站的需求。
1.5工程地质
***新能源吉林***光伏并网发电项目工程的厂址区域地貌上属松辽平原区的西部冲积平原。
在大地构造上属于松辽台向斜西部斜坡带及中央坳陷带的西缘，属天山——兴安地槽褶皱区，吉黑褶皱系，松辽中断陷。
本区新构造运动史上以大面积垂直上升运动为主，由于四周山区上升幅度大于该盆地上升幅度，后者表现为相对的下降，燕山运动使之大幅度下降，沉积了巨厚的粘土岩和碎屑岩沉积物后，受燕山运动第二幕的影响，使前第三系地层普遍发生了北北东向褶皱与断裂。
断裂的规模较小，属非全新活动断裂，而且距电厂厂址大于10km，区域构造属于稳定状态。
1.6光伏发电系统
1）本项目采用多晶硅太阳能电池组件。
2）本项目选择260Wp组件，组件全面积光电转换效率15%。
3）取倾角为41°时，太阳辐射损失最少，年日均太阳辐射量最大，故取41°作为光伏组件最佳安装倾角。
4）根据MeteodynSolar软件分析得到本工程的太阳电池组件在朝向正南41°倾斜后，年太阳总辐射量达到6632.31MJ/m2,25年总发电量为MWh，平均利用小时1336.82。
1.7电气设计
本期工程方阵场总容量为20MW，采用多晶硅固定式的方阵。
共划分为20个独立的子系统-箱式变电站升压变电单元。
每个升压变电单元布置在对应的太阳能方阵发电单元附近。
1#～20#升压变电单元容量均为1MW。
每个单元设置一间分站房和一个箱式变电站。
本期整个方阵场内共配置40台500kW逆变器、40台500kW直流配电柜、20台容量为1100kVA的35kV双绕组箱式变压器组。
构成20个升压变电单元经场内升压站升压至66kV后接入系统。
1.8工程消防设计
光伏电站消防设计贯彻“预防为主，防消结合”的消防方针，提出“以水灭火为主，化学灭火为辅及其他方式灭火相结合”的原则，针对工程的具体情况，采用先进合理的防火技术，以保障安全。
消除大火隐患，创造良好的消防环境。
（1）太阳能光伏并网发电站消防由业主单位和当地消防部门配合进行统一管理，本电站不设消防机构，但需配备一名兼职消防人员，义务消防员为职工总数的50％，初期火灾由站内运行人员自行组织灭火，若发生重大灾情，同时通知当地消防队支援共同扑灭火灾；
（2）工程消防总体设计采用综合消防技术措施，从防火、监测、报警、控制、灭火、排烟、逃生等各方面入手，力争减少火灾发生的可能性，一旦发生也能在短时间内予以扑灭，使损失减少到最低，同时确保火灾时人员的安全疏散；
（3）根据生产重要性和火灾危险性程度配置消防设施和器材；
（4）光伏电站内重要场所均设有消防电话；
1.9土建工程
本光伏发电项目工程远期装机容量20MWp，本期安装建设20MWp，根据装机容量本工程防洪等级为II等，工程规模为大型光伏发电系统。
光伏支架结构设计使用年限为25年，其它建（构）筑的结构设计使用年限为50年。
考虑到渔光互补，此项目升压站及光伏板标高按高于50年一遇洪水位1.5m确定。
1.10施工组织设计
太阳能光伏电站施工工程量最大为光伏板的支架基础施工及支架安装，其中支架基础采用钻孔灌注桩，现场浇筑；支架为钢结构，采用工厂化生产，运至施工现场进行安装，现场仅进行少量钢构件的加工，支架均采用螺栓连接。
因此本工程光伏板施工场地就地布置，不单独征地。
利用厂前区空地及附近部分太阳能子阵场地最后施工，做为办公区及配电装置区施工场地及施工生活区用地，施工场地开阔，能够满足电站本期工程施工。
1.11环境保护与水土保持设计
施工过程中为防止水土流失将采取水土保持措施，具体包括：
平衡施工、缩小施工场地范围，施工中使用尾气达标排放的施工机械减少大气污染物排放，避开雨季或雨天，防止施工废水漫流，生活垃圾集中后及时清运，对运营中可能产生电磁辐射的设备及场所加设了屏蔽，润滑油和变压器废油供应商回收，以满足环保要求。
本工程属清洁能源项目，并且可产生可观的经济效益，带动区域经济发展。
项目施工期所产生的环境问题，如能严格按照本报告提出的环保措施和生态恢复措施执行，则项目的实施会使区域生态环境质量有较大的改善，增强生态系统抵御外界干扰的能力。
项目运营期工程产生污染物极少，不会产生环境影响，对于环境管理来讲，完善的管理水平会创造出一个良好的环境。
综上所述，从环境保护与促进当地经济发展角度看，本项目是切实可行的
1.12工程管理设计
在项目建成后，推荐采用场内电池板和电气设备与66kv变电站统一管理，接受专门的运营机构集中管辖。
根据生产和经营需要，结合以往电场管理运行经验，遵循精干、统一、高效、合理等原则，对运营机构的设置实施企业管理。
本电场电池板采用远动方式进行监控，变电站按照有人值守进行设计。
由于目前尚无可遵照执行的电场运行人员编制规程，本电场机构设置和人员编制推荐如下方案：
全厂定员标准16人。
1.13章项目投资估算
发电站工程静态投资为：
19012.516万元，单位投资为：
9544.44元/kW。
动态投资为：
19519.888万元，单位投资为：
9799.14元/kW。
1.14章财务评价
从计算分析可以看出，本项目的主要财务指标基本上满足要求，项目基本可行。
如果减少贷款、降低造价、提高发电量、政府给项目优惠政策，有望改善财务指标，从而进一步提高财务生存能力。
1.15结论和建议
1.15.1结论
根据太阳能资源评估行标，***市具有较好的太阳能资源，属于资源较丰富级别，且太阳能资源为较稳定级别；因此，在***市建设并网光伏电站具有较好的经济性，太阳能资源和气象条件均可以满足建设大型太阳能电站的需求。
场址区域内地质构造稳定。
电气并网方案经济、可行。
施工建设条件及交通运输条件齐全、便利。
经过项目投资估算和初步财务分析，该工程可以取得一定的经济效益。
适合建设大型光伏并网电站。
因此，该项目的建设在技术上是可行的。
1.15.2建议
设计单位建议业主单位应该开展如下工作：
1、业主应尽快取得相关气象站数据并建立太阳能资源观测站，以便更好的评价该地区太阳能资源。
2、应尽快开展设备招标等光伏电站建设的其他前期准备工作，如征地、环评、水保等工作，以确认场址建设条件。
2工程建设的必要性
2.1合理开发利用光能资源，是能源和环境可持续发展的需要
世界能源问题位列世界十大焦点问题之首，特别是随着世界经济的发展、世界人口的剧增和人民生活水平的不断提高，世界能源需求量持续增大，由此导致全球化石能源逐步枯竭、环境污染加重和环保压力加大等问题日趋严重。
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国之一，也是少数几个以煤炭为主要能源的国家之一，在能源生产和消费中，煤炭约占商品能源消费构成的75％，已成为我国大气污染的主要来源。
因此，大力开发太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋能等新能源和可再生能源利用技术将成为减少环境污染的重要措施之一。
根据《中国应对气候变化国家方案》和《可再生能源中长期发展规划》，我国将通过大力发展可再生能源，优化能源消费结构，到2020年，力争使可再生能源开发利用总量在一次能源供应结构中的比重提高到15%。
今后我国在能源领域将实行的工作重点和主要任务仍是加快能源工业结构调整步伐，努力提高清洁能源开发生产能力。
以光电、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，加快可再生能源开发。
近几年，国际光伏发电迅猛发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡，并在向并网发电的方向发展。
2.2改善生态、保护环境的需要
中国是世界SO2排放最严重的国家，因而也是酸雨污染最严重的国家。
煤炭燃烧排放的污染物占全国同类排放物的比例SO2为87%，CO2为71%，NOx为67%，烟尘为60%。
因此，加快可再生能源发展，优化能源消费结构，增加清洁能源比例，减少温室气体和有害气体排放是中国也是河北省能源和环境可持续发展的当务之急。
生态环境的保护和建设迫切要求为生产和生活提供清洁、高效的可再生能源。
而太阳能光伏发电系统由于其能源来自太阳，取之不尽，用之不竭，同时由于太阳能光伏发电系统没有转动部件，没有噪音污染，比其他常规发电方式都要环保。
开发太阳能符合国家环保、节能政策，可有效减少常规能源尤其是煤炭资源的消耗，保护生态环境。
3项目任务与规模
3.1工程建设的规模
本项目位于吉林省***市境内，地势较为平坦。
场区内有大部分为草地及未利用土地，属国有土地。
规划装机容量为20MWp，一次建设完成。
图3-1***新能源吉林***光伏电场范围示意图
4太阳能资源
本场址距离较近，采用太阳能资源评估作为依据。
根据太阳能资源评估行标，***（2010年7月～2011年6月）太阳能年总辐射量为5445.90MJ/m2，为资源很丰富级别，而作为光伏发电的跟踪式（最大可用辐射）的年辐射量7092.26MJ/m2，为资源最丰富级别，固定式（斜向辐射）的年辐射量6740.28MJ/m2，为资源最丰富级别。
利用气象站近16年得逐年日照小时对辐射站一年实测辐射数据进行订正，得到***各向辐射代表年数据：
***代表年太阳能总辐射量为5465.33MJ/m2，为资源很丰富级别，最大可用辐射的年辐射量7117.56MJ/m2，为资源最丰富级别，斜向辐射的年辐射量6764.33MJ/m2，为资源最丰富级别。
***地区属于大陆性季风气候，降水、雾、沙尘日数相对较少，云量较少，晴天日数较多，多数地区年均总云量不足1成，以上条件保证了大气较好的透光性，能够有更多的太阳直射到达地面。
4.7资源总体评估
***太阳能资源为很丰富级别，太阳能资源为稳定级别。
因此，在***建设并网光伏电站具有较好的经济性，太阳能资源和气象条件均可以满足建设大型太阳能电站的需求。
附表1太阳能资源稳定程度等级附表2太阳能丰富程度等级
附表1太阳能资源稳定程度等级
太阳能资源稳定程度指标K
稳定度
<2
稳定
2～4
较稳定
>4
不稳定
（K等于逐月日照小时大于6小时的天数最大值与最小值之比）
附表2太阳能丰富程度等级
太阳总辐射年总量
资源丰富程度
>6300MJ/（m2·a）
资源最丰富
5040～6300MJ/（m2·a）
资源很丰富
3780～5040MJ/（m2·a）
资源丰富
<3780MJ/（m2·a）
资源一般
5工程地质
5.1区域稳定性
拟选场地在构造上属于天山—兴安地槽褶皱区、吉黑褶皱系、松辽中断陷、中央坳陷，龙虎沟—***凸起段。
区域主要断裂为太平川—安广断裂带，走向NNE，长200km,宽20km~30km,主要由相互平行的压性断裂组成。
据拟建场地较远＞20km。
洮安―扶余断裂带位于吉林省松辽平原北部洮安至扶余一线，呈东西向延伸，向西延伸内蒙哲盟的马拉胡-黄河吐一带，向东可能黑龙江省。
是松辽拗陷基底隐伏的东西向构造岩浆岩带。
沿该带有基底压性断层和燕山期-华力西期花岗岩，大体呈东西向。
省内长达320km,断裂宽30多km。
为微弱全新活动断裂。
综上所述，场址区及周边20km范围内无断裂带通过，构造稳定，适宜建场。
5.2地下水条件
场地地下水主要为第四系孔隙潜水，地下水的补给来源主要靠大气降水，其排泄途径主要靠大气蒸发。
勘测期间地下水稳定水位埋深4.30m～4.50m，地下水年变化幅度±1.50m。
粉土及粉砂为主要的含水层，属弱透水层。
5.3不良地质作用
通过本次勘察及工程地质调查，本期风电场范围内及附近无不良地质作用。
5.4土壤冻结深度
根据水文气象资料，场地土壤最大冻结深度为2.20m。
6太阳能光伏发电系统设计
6.1光伏阵列运行方式设计
太阳电池组件选择的基本原则：
在产品技术成熟度高、运行可靠的前提下，结合电站周围的自然环境、施工条件、交通运输的状况，选用行业内的主导太阳电池组件类型。
再根据电站所在地的太阳能资源状况和所选用的太阳电池组件类型，计算出光伏电站的年发电量，最终选择出综合指标最佳的太阳电池组件。
1）由于多晶硅相对便宜，本项目采用XH-260Wp多晶硅太阳能电池组件。
2）本项目选择XH-260Wp组件，组件全面积光电转换效率15.9%。
6.2电池阵列安装方式选择
对普通的多晶硅光伏组件常用的布置方式是按当地的最佳倾角，采用固定式安装，这种布置方式的优点是支架系统简单，安装方便，布置紧凑，节约场地；缺点是不能对太阳能资源充分利用，当光伏发电系统整体造价较高时，不能充分发挥其经济效益。
针对组件固定式布置方式存在的缺点，开发研制出逐日跟踪式太阳能光伏发电系统，根据组件阵列面旋转轴的数量又分为单轴和双轴跟踪。
逐日跟踪式光伏发电系统虽然能提高组件对太阳能资源利用效率，但是需要增加机械跟踪设备、感光仪器等，会增加单位工程造价，随着晶体硅电池板价格的不断下降，相对于机械跟踪等设备所增加的成本，总体的经济效益并不划算，因此限制了逐日跟踪式光伏发电系统的推广利用。
在本项目中应用固定式布置从技术经济上要优于逐日跟踪式系统；另外逐日跟踪式系统的发电量增加值还与太阳辐射中的直接辐射、散射辐射的比例密切相关，太阳辐射中散射辐射比例越高，逐日跟踪效果越差。
逐日跟踪式系统中包括单轴跟踪方式和双轴跟踪方式。
双轴跟踪式支架的传动机构最为复杂，跟踪精度要求很高，安装要求也最高。
由于采用双轴跟踪式安装，东西南北两个方向均要保证全年9～15点（真太阳时）时段内对组件不遮挡，留出遮光阴影区域，占地很大。
另一方面，由于风载影响，对土建基础的承载要求很高。
根据IEC标准要求，双轴跟踪式太阳能光伏阵列支架按抗风能力满足27m/s。
对单轴跟踪系统，又分为仰角跟踪式和极轴跟踪安装。
仰角跟踪式，支架只对太阳高度角进行跟踪，比按最佳倾角固定安装只增加5%左右的发电量，南北方向间距增加明显，占地较大。
对土建基础的承载要求较高。
综合考虑成本、造价等因素，***新能源吉林***光伏电场项目使用国内普遍采用的固定倾角阵列发电方式。
根据观测站收集到的数据，我们使用MeteodynSolar软件计算不同倾角倾斜面上对应的太阳辐射量与发电量损失。
如上图所示，当我们取倾角为41°时，太阳辐射损失最少，年日均太阳辐射量均较大，但由于电场所在地理位置范围有限，故取41°作为光伏组件最佳安装倾角。
6.3太阳电池组件技术指标
1）多晶硅太阳能电池组件性能参数表
表6-1XH-260Wp多晶硅太阳能电池组件参数
XH-260Wp组件
序号
项目
单位
技术参数
备注
1
太阳电池种类
多晶硅
2
太阳电池生产厂家
3
光伏组件生产厂家
4
光伏组件型号
XH-260Wp
5
光伏组件尺寸结构
1650mm×992mm×40mm
6
光伏组件重量
kg
19.5
电参数
1
最大输出功率
Wp
260
2
功率公差
0/＋5%
3
开路电压（Voc）
V
37.8
4
短路电流（Isc）
A
8.85
5
最大工作电压
V
30.5
6
最大工作电流
A
8.2
7
组件全面积光电转换效率
%
15.9
8
反向电流能力或组串直流保险规格
A
9
填充因素FF
10
典型P-V曲线
11
开路电压温度系数
%/K
-0.33
12
短路电流温度系数
%/K
+0.04
13
功率衰降
（1）
前10年功率衰降
%
≤10
（2）
25年功率衰降
%
≤20
极限参数
1
工作温度范围
℃
-40～+85
2
储存温度范围
℃
通风、干燥、温度低于50℃
3
最大系统电压
V
1000V
4
最大抗风能力
Pa
2400
5
最大荷载能力
Pa
5400
封装参数
1
组件尺寸
长
1650mm
2
宽
992mm
3
高
40mm
4
安装孔尺寸
长
967*946mm
可靠性参数
1
平均无故障间隔时间（MTBF）
年
10
2
平均故障修复时间（MTTR）
小时
6
3
质保期
年
25
6.3发电量计算
表6-9本工程20MWP多年平均发电量为：
单位：
MWh
年份
每年发电量
年份
每年发电量
1
29274.856
14
26372.208
2
29040.656
15
26161.232
3
28808.332
16
25951.94
4
28577.864
17
25744.324
5
28349.24
18
25538.372
6
28122.448
19
25334.064
7
27897.468
20
25131.392
8
27674.288
21
24930.34
9
27452.896
22
24730.896
10
27233.272
23
24533
升级会员 