某镇50兆瓦农光互补项目可行性研究报告

**县**镇50兆瓦农光互补项目可行性研究报告*****能源工程集团有限公司2015年11月1第一章综合说明1.1项目概述1.1.1项目概况位于****低山丘陵区。地貌分区特征比较明显，自西而东依次为低山区、平原、丘陵。西部为低山区，属**的一部分，面积1029.68平方千米，占全县总面积的58%，海拔400~762.8米，相对高程200~400米。山间沟壑纵横，山下有小块平地。中部为平原区，位于**两岸和***河下游地带，为洪、冲积平原。海拔88~100米之间，面积412.73平方千米，占全县总面积的23.3%。该区地势平坦，土层深厚。县境东部为丘陵区，海拔100~240米之间。丘陵连绵起伏，丘顶多呈浑圆状。丘冈间有小块洼地、平原。丘陵区面积331.67平方千米，占全县总面积的18.7%。目前查看的土地位于**镇**庄西侧。土地性质为一般农田，需要建设约2公里的进场道路。当地政府规划将该地建设为油用牡丹基地。距离国家电网清泉110kV变电站9公里。2附图1光伏项目地理位置图31.1.2工程建设的必要性1.1.2.1《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出：大力发展节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等战略性新兴产业。积极发展太阳能、生物质能、地热能等其他新能源。促进分布式能源系统的推广应用。1.1.2.2符合《可再生能源中长期发展规划》根据国家《可再生能源中长期发展规划》，要大力推广应用小功率光伏系统，建立分散型和集中型兆瓦级联网光伏示范性电站。《可再生能源中长期发展规划》提出在经济较发达、现代化水平较高的大中城市，建设与建筑物一体化的屋顶太阳能并网光伏发电设施，首先在公益性建筑物上应用，然后逐渐推广到其它建筑物，同时在道路、公园、车站等公共设施照明中推广使用光伏电源。“十一五”时期，重点在北京、上海、江苏、广东、山东等地区开展城市建筑屋顶光伏发电试点。到2020年，全国建成2万个屋顶光伏发电项目，总容量100万千瓦（1000MW）。1.1.2.3项目建设符合山东省发展规划《山东省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》指出：培育发展战略性新兴产业。立足优势领域，以重大建设项目为载体，强化科技人才资金支撑，重点发展新能源及节能环保、新材料、新信息、新医药及生物、海洋开发及高端装备制造等五大战略性新兴产业，加快形成先导性、支柱性产业。能源建设：大力发展核电、风电、太阳能、地热能、海洋能、生物质能等新能源，积极接纳省外来电；《山东省高技术产业发展“十二五”规划》指出：培育发展战4略性新兴产业。立足优势领域，以重大建设项目为载体，强化科技人才资金支撑，重点发展新能源及节能环保、新材料、新信息、新医药及生物、海洋开发及高端装备制造等五大战略性新兴产业，加快形成先导性、支柱性产业。大力发展核电、风电、太阳能、地热能、海洋能、生物质能等新能源，积极接纳省外来电。《山东省“十二五”太阳能产业发展规划》指出发展重点：太阳能光伏发电。支持在引进消化吸收基础上，自主研发太阳能电池大面积薄片化技术、规模化生产技术和新型工艺制造高效晶硅以及非晶硅薄膜电池技术、太阳能发电存储设备、建筑用太阳能电池组件等。鼓励太阳能电池并网发电技术、晶硅和非晶硅光伏发电技术产品的研发与生产。积极研发推广太阳能自清洁技术和低辐射玻璃等太阳能建筑节能产品。充分利用沿海滩涂、未利用荒地、盐碱地、矿区塌陷地以及城乡建筑屋顶、南立面墙，实施地面光伏电站、屋顶光伏电站和建筑一体化光伏电站工程，支持建设兆瓦级大规模太阳能光伏并网示范电站，带动太阳能光伏产品、设备规模化生产。该项目为太阳能发电项目，符合上述相关规划要求。1.1.2.4优化能源结构我国是世界上为数不多的几个以煤炭为主的能源消费国家，煤炭消费的比重虽然这几年有一定程度的下降，但目前还是超过了65％，能源消费结构不合理。同时中国的能源消费从整体上讲还属于粗放型能源利用方式，与现代集约经济发展的要求存在很大的差距。因此，从长远来看，包括太阳能在内的新能源和可再生能源将大力发展，以逐步改善以煤炭为主的能源结构，促进常规能源资源更加合理有效地利用，使我国能源、经济与环境的发展相互协调，实现可持续发展目标已成为国家战略。2011－2015年，我国将大规模推广应用新能源和可再生能源5技术，使新能源和可再生能源的开发利用量达到4300万吨标准煤，占我国当时商品能源消费总量的2%。国家能源法也明确提出“国家鼓励开发利用新能源和可再生能源”。因此，积极开发利用可再生能源，替代部分煤电，减轻能源对外依靠的压力，对改善我国能源结构和走能源可持续发展的道路是十分必要的。沂南县蒲汪镇50MWp并网光伏发电项目的实施则是诠释优化能源结构的一个很好的实例。1.1.2.5保护环境，节约能源、减少温室气体排放保护环境保护的力度直接影响到我国在国际上的形象和地位。根据目前我国的能源结构，纯煤电的电力系统，燃煤产生大量的CO2、SO2、NOX、烟尘、灰渣等，对环境和生态造成不利的影响。与其它传统发电方式相比，太阳能发电可节省一定量的发电用煤。目前我国二氧化碳排放量已位居世界第二，甲烷、氧化亚氮等温室气体的排放量也居世界前列。为提高我国的环境质量，在对煤电进行改造和减排的同时，积极开发利用太阳能等清洁可再生能源是十分必要的，因为太阳能光伏发电场在运行过程中不会产生任何有害物质，同时还节约能源，保护环境，减少温室气体排放。1.1.2.6推广太阳能利用、促进光伏产业发展由于不合理地过度使用煤炭、石油、天然气等石化能源，造成能源储备日益减少。为了实现能源的可持续发展，世界上许多国家将光伏发电作为发展的重点，我国也正在朝这个方向努力。国家不断出台的政策、法规也有效支持了我国太阳能光伏产业的发展。我国的太阳能光伏制造业在我国的长三角和珠三角地区迅速崛起，其产品大多出口到欧美等发达国家。最近10年以每年平均30%的速度递增，最近3年更是以每年50%以上的速度高速增长。太阳能光伏发电已经成为可再生能源领域中继风力发电之后6产业化发展最快、最大的产业，我国已经是全球最大的光伏产业国家之一。1.1.3研究范围和内容本工程建设容量50MWp。研究范围为光伏发电组件到35kV升压变电站墙外第一基杆塔。包含了光电转换系统、直流系统、逆变系统、交流升压系统等所有子系统。研究的主要内容包括建设场址的太阳能资源分析、光伏发电工程的建设条件、光伏发电系统配置方案、主设备选型和布置、节能和环保效益分析、项目投资估算和经济评价等光伏发电工程的建设条件。编制工程投资概算并进行财务评价。1.1.4主要设计原则1、项目主设备选型要具有先进性，同时要立足于国产化，要充分展示中国先进的可再生能源开发利用的最新技术。2、优化系统配置，在保证示范项目实用性功能的同时，兼顾新能源技术的展示功能。3、光伏发电系统逆变系统采用单机容量500kW逆变器，接入电网系统采用35kV高压集中并入公用电网。4、采取有效的清洁方案，保证电站设备在运营期内不因风沙、尘土而损坏。1.2主要技术特点1.2.1光伏组件选型及安装容量目前常用的太阳能电池有：单晶硅、多晶硅太阳能电池；非晶硅薄膜太阳能电池；数倍聚光太阳能电池等，从技术经济比较结果来看：晶体硅太阳能电池组件技术成熟，且产品性能稳定，使用寿命长。商业用化使用的太阳能电池组件中，单晶硅组件转换效率最7高，多晶硅其次，但两者相差不大。晶体硅电池组件故障率极低，运行维护最为简单。在开阔场地上使用晶体硅光伏组件安装简单方便，布置紧凑，可节约场地。尽管非晶硅薄膜电池在价格、弱光响应，高温性能等方面具有一定的优势，但是使用寿命期较短，只有10-15年。因此本工程拟选用晶体硅太阳能电池。在单晶硅电池和多晶电池选择上：由于多晶硅电池组件的价格要比单晶硅低，从控制工程造价的方面考虑，本工程选用性价比较高的多晶硅电池组件，这也与国外的太阳能光伏电池使用情况的发展趋势相符合。本工程采用的多晶硅太阳能电池组件的详细技术参数见下表太阳能电池组件性能参数表序号项目内容1组件型号250Wp2组件类型多晶3组件效率15.29%4使用寿命≥25年4.12年降容保证≤2%4.210年降容保证≤10%4.325年降容保证≤20%5峰值功率250Wp6开路电压Voc37.66V7短路电流Isc8.92A8最佳工作电压Vm29.94V9最佳工作电流Im8.35A10功率温度系数-0.45%/℃11开路电压温度系数-0.37%/℃12短路电流温度系数0.06%/℃13组件封装形式Glass+EVA+Cell+EVA+Backsheet14长×宽×高1650×991×40mm15组件净重18.2kg项目采用分块发电、集中并网方案，将系统分成20个容量为81MWp的光伏并网发电单元，每个1MW发电单元实际装机容量1000kWp。组件总的安装数量为200000块，总容量为50MWp。1.2.2光伏组件布置本系统按照50个1MWp的光伏并网发电单元进行设计，并且每个1MWp发电单元采用2台500kW并网逆变器的方案。每个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并入0.27kV/35kV变压配电装置。1.2.3电气部分1、并网逆变器选型并网逆变器单台容量目前国产最大可达到500kVA，国外最大可达到630kVA。一般情况下，单台逆变器容量越大，转换效率越高，且单位造价相对较低。目前国内大容量并网逆变器中，100kVA和250kVA的并网逆变器的相对比较成熟，已经投运的数量较多，性能较好，但考虑到光伏发电系统中，线损最大的部分就是直流损耗，如果在本项目中采用较多的小容量逆变器，不仅转换效率底，而且会产生较大大的直流损耗，影响投资收益，故本方案拟配置500kVA并网逆变器。2、升压变型式的选择本工程中，发电装置输出功率随日照、天气、季节、温度等自然因素而变化，输出功率极不稳定。太阳能光伏发电场的实际输出功率随光照强度的变化而变化，白天光照强度最强时，发电装置输出功率最大，夜晚几乎无光照以后，输出功率基本为零，空载损耗尤为突出。不论发电装置是否输出功率，只要变压器接入系统，变压器始终产生空载损耗。因此降低变压器空载损耗对于本工程的实际节能效果意义重大。9本项目1000kWp单元设一间低压配电室，逆变器与变压器合用配电室（或户外逆变器及箱式变）。选用分裂变压器SCB0.27/351000/500-500kVA,20台。3、电气系统方案本项目安装总容量为50MW，配500kVA逆变器，共100台，每两台500kVA逆变器配一台升压变，组成一个逆变升压单元，共有50个逆变升压单元，直接将逆变产生的270V交流电升压至35kV。为了尽量减少低压直流线缆长度，有效降低低压直流输电损失，50个逆变升压单元分别就地布置在场区的50个点。升压变高压侧采用T接方式，每5台升压变压器通过一回35KV电缆汇集后送入场内35KV开关站，汇集线共10回，35kV出线1回，送至电网。站用变共2台，一台接在35kV光伏系统母线上，作为站内备用电源，型号SG11-100/35/0.4，变比35±2.5％/0.4KV；另一台站用变由站外引入，作为站内常用电源，进线利用原有的临时施工电源，节省费用。另配压变、避雷器设备等等。1.2.4组件表面水清洗，废水再生利用组件表面洁净度对光伏系统的输出效率影响非常大，为保证组件出力，必须对组建表面进行气力吹扫或水清洗，而后者效果更佳。本报告提出采用水清洗组件表面，可以使光伏发电系统输出效率至少提高3～5%。本工程水清洗系统由给水管路系统、可调整阀门、特殊喷嘴等设备组成，配合运行维护人员，采用专用工具对组件表面进行清洗。对整个电站组件表面清洗一遍的用水量只有320m3，每月清洗一遍（冬季4个月不进行清洗），全年的用水量2560m3。1.3太阳能资源山东省目前仅有济南、福山和莒县3个日射站，项目所在地**