10MWp光伏电站工程可行性研究报告Word文档下载推荐.docx
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2008年,日喀则地区城市化进程不断加快,农牧民生产生活条件得到进一步改善。
以实施农牧民安居工程为切入点,着力解决水、电、路、讯、广播电视等基础设施建设配套问题,全年共完成农牧民安居工程建设13325户,村级组织活动场所建设355个,村级硬化道路118条;
解决了270个行政村6.4万人和42.7万牲畜的安全饮水问题;
解决了44个乡镇343个行政村通公路的问题;
解决了46个乡镇400个自然村7300户3.35万人的用电问题。
乡镇通邮率达到75%,行政村通电话率达到81%,广播、电视综合覆盖率分别达到90.65%和87.72%。
本工程光伏发电站位于日喀则雅鲁藏布江河谷冲积荒地,地形平坦开阔,无遮挡,属高原荒漠化沙地。
,光伏电站建设条件比较优越。
我国政府对开发新能源高度重视,明确鼓励新能源发电和节能项目的发展。
国家发展与改革委员会在2007年《可再生能源中长期发展规划》中提出了到2020年全国太阳能发电达到180万千瓦的目标。
目前,为了摆脱金融危机的影响,我国正在抓紧制定新能源产业振兴规划,其中太阳能光伏发电到2020年,其规模将由2007年初定的180万千瓦调整到1000万千瓦,这几倍于现有《可再生能源中长期发展规划》的新目标,将成为正式的长期目标。
温家宝总理在2009年的政府工作报告中提出,要支持和推进新能源、生物、医药等技术研发和产业化;
大力发展循环经济和清洁能源;
积极发展核电、风电、太阳能发电等清洁能源,这是太阳能发电第一次写入政府工作报告。
另外,国家先后推出了《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》、《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》等政策,体现了政府对太阳能发电的高度重视。
这些都为建设太阳能光伏发电项目提供了良好的政策条件。
西藏超日国策太阳能应用有限公司由超日太阳有限公司和西藏国策环保工程有限公司联合注资成立。
公司为了贯彻两大母公司的的发展战略,同时响应国家政府的对新能源的发展规划,计划在日喀则甲龙沟建设容量为10MWp的光伏发电站。
1.1.2工程建设的必要性
1.1.2.1光伏电场建设符合我国能源发展战略的需要
开发新能源是我国能源发展战略的重要组成部分,我国政府对此十分重视,近年来陆续出台了多项鼓励政策,并在2007年《可再生能源中长期发展规划》中提出了到2020年全国建设180万千瓦太阳能光伏电安装容量的目标,目前,我国正在抓紧制定新能源产业振兴规划,其中太阳能光伏发电到2020年,其规模将由2007年初定的180万千瓦调整到2000万千瓦,这几倍于现有《可再生能源中长期发展规划》的新目标,将成为正式的长期目标。
由此可见,我国政府对可再生能源开发利用的高度重视,太阳能资源的开发利用是我国能源发展战略和调整电力结构的重要措施之一。
西藏超日国策太阳能应用有限公司在西藏日喀则甲龙沟建设10MWp光伏电站工程,符合我国能源发展战略的需要,体现了我国各级政府对新能源利用的高度重视。
1.1.2.2优化能源结构的需要
随着国民经济的发展,电力负荷需求骤增,电力供需矛盾十分突出,电力已成为制约西藏自治区经济发展的瓶颈。
为解决这一问题,西藏自治区在“十一五”规划中,提出建设完善综合能源体系。
加快骨干电源点的勘测设计论证和建设,扩大电网覆盖范围,完善供电网络设施,保障电网安全稳定和经济运行,加快农网建设和改造,确保西藏经济社会发展对电力的需求。
论证建设“西电东送”接续能源基地。
因地制宜地开发小水电和太阳能、风能发电,形成“以水电为主、多能互补、集中与分散供电相结合”的能源格局。
加强对其他能源的勘探工作。
能源建设已成为西藏经济发展急待解决的问题。
积极地开发利用本地区的太阳能等清洁可再生能源已势在必行、大势所趋,以多元化能源开发的方式满足经济发展的需求是电力发展的长远目标。
开发新能源是我国能源发展战略的重要组成部分,我国政府对此十分重视,《国家计委、科技部关于进一步支持可再生能源发展有关问题的通知》(计基础[1999]44号)、国家经贸委1999年11月25日发布的《关于优化电力资源配置,促进公开公平调度的若干意见》、1998年1月1日起施行的《中华人民共和国节约能源法》,2005年2月28日全国人大通过《中华人民共和国可再生能源法》,并自2006年1月1日起施行,都明确鼓励新能源发电和节能项目的发展。
随着2000年9月1日开始实施《中华人民共和国大气污染防治法》,各省市人民政府对新建、扩建火电厂的污染物排放标准或总量控制的力度逐步加大,新建和改建火电厂成本将大大增加,必将制约火力发电的建设和发展。
因此,积极开发利用当地的可再生能源,替代部分煤电,适当减轻能源对外依靠的压力,对改善当地的电源结构和走能源可持续发展的道路是十分必要的。
1.1.2.3响应国家号召,支持政府完成“十二五”节能目标
开发新能源代替常规能源,以实现节能目标,是我国能源发展战略的重要组成部分,我国政府对此十分重视,1998年1月1日起施行的《中华人民共和国节约能源法》,2006年1月1日起施行的《中华人民共和国可再生能源法》,都明确鼓励新能源发电和节能项目的发展。
随着2000年9月1日开始实施《中华人民共和国大气污染防治法》,各级人民政府对新建、扩建火电厂的污染物排放标准或总量控制的力度逐步加大,新建和改建火电厂成本将大大增加,必将制约火力发电的建设和发展。
另外,经济全球化进程加快给中国带来资源、环境问题已引起党中央、国务院高度重视,党的十六届五中全会提出把节约资源作为基本国策,“十一五”规划《纲要》进一步把“十一五”时期单位GDP能耗降低20%左右作为约束性指标。
目前,随着国家“十一五”计划的顺利完成,可以预计国家“十二五”的节能减排任务将更加艰巨,需要全社会共同努力。
因此开发利用太阳能是对政府完成“十二五”节能目标的有力支持,具有重要意义。
1.1.2.4保护环境,减少温室气体排放
随着我国经济发展,国家综合实力的提升,特别是2008年北京奥运会的成功举办,标志着我国国际地位和形象已得到全世界的瞩目。
我国环境保护和可再生能源的开发利用的力度,直接关系到我国在国际上的形象和地位。
目前的能源结构中以燃煤为主的火力发电产生大量的CO2、SO2、NOX、烟尘、灰渣等污染物,对环境和生态造成不利的影响。
为提高环境质量,创造良好的国家形象和国际影响力,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。
同时,国际社会为了鼓励发展中国家推广可再生能源,在《京都议定书》中提出了“清洁发展机制”(CDM),本项目建成后,还可据此申请相应的CO2减排额度补贴。
1.1.2.5推广太阳能利用、推进光伏产业发展
我国太阳能光伏技术开始于20世纪70年代,开始时主要用于空间技术,而后逐渐扩大到地面并形成了中国的光伏产业。
80年代末我国开始安装地面光伏电站,主要为边远地区居民供电。
近二十年来,我国太阳能的开发利用取得了巨大成就,太阳能光伏发电的技术水平与实用化程度有了显著提高,应用范围和规模不断扩大,并网光伏技术也获得了相当大的发展。
国家科技部在“十五”期间,将并网光伏技术列为重要研究方向,对并网光伏发电的系统设计、关键设备研制、光伏与建筑一体化等方面都进行了研究和示范,并相继在深圳和上海建设了多个兆瓦级太阳能光伏示范发电站。
2009年,我国光伏发电新增安装容量130MW,累积装机容量达到270MW,同比增长92.9%。
根据2007年发布的《可再生能源中长期发展规划》,到2010年,太阳能光伏发电总容量达到30万千瓦,到2020年达到180万千瓦。
目前国际上对太阳能资源已经十分重视,20世纪70年代以来,世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。
20世纪80年代,美国建成抛物面槽太阳能发电站,俄罗斯、澳大利亚、瑞士也相继建立了太阳能发电厂,1992年日本太阳能发电系统和电力公司电网联网,2000年有7万家庭安装了太阳能家庭发电设备,光伏发电比例占到全世界的一半以上。
2007年总安装量为230MW,预计到2010年日本国内安装太阳能组件容量将达482万千瓦,到2030年累计安装太阳电池组件容量将达1000万千瓦,届时预计日本所有住宅所消耗的电力中的半数将来自太阳能。
2004年德国首次超过日本成为世界太阳能发电第一大国,截止2009年底德国太阳能总装机容量达380万千瓦,居世界第一。
2007年2月5日,美国能源部公布了美国太阳能先导计划(SAI),对太阳能光伏电池的技术研发、产品生产和系统应用三个方面进行重点支持。
计划到2010年累计安装的太阳能发电装置所能达到的容量超过4.6GW。
其中太阳能光伏发电预计到2020年将占美国发电装机增量的15%左右,预计安装量达到20GW。
近年来,世界范围内太阳能光伏技术和光伏产业发展很快,光伏发电已经从解决边远地区的用电和特殊用电逐步转向并网发电和建筑结合供电的方向发展,并且发展十分迅速。
美国、德国、日本、加拿大、荷兰等国家纷纷制定了雄心勃勃的中长期发展规划推动光伏技术和光伏产业的发展,世界光伏产业以56.8%的平均年增长率高速发展。
2009年,全球太阳能电池产量突破了10GW,达到10400MW,较2008年同比增长57.6%。
近年来我国光伏产业的增长速度也较快,截止2009年底的光伏电池产量超过4000MW,约占世界总量的40%,雄居世界首位。
据资料预测显示,到2010年,全世界光伏产业将累计达到14~15GW,这表明世界光伏产业发展有着远大的发展空间。
勿容置疑,开发太阳能资源,已经成为全球解决能源紧张的战略性计划。
虽然我国在太阳能应用和技术产品开发方面已经取得了一定成就,但是受技术、经济发展水平的限制,目前太阳能光伏产品并没有走进千家万户:
如太阳能产品的使用受天气因素的影响较大;
太阳能发电装置造价贵,每千瓦的平均成本偏高等。
但是在常规能源短缺已经成为制约我国经济发展瓶颈的今天,清洁、无穷的太阳能利用应有更大空间,太阳能光伏发电也有更大的市场潜力可挖。
全球金融危机下,能源产业作为实体经济的基础产业,不可避免的受到冲击。
石油等传统能源的价格下跌及各个发达国家在太阳能项目上资金支持方面的捉襟见肘,导致全球光伏组件需求不足,已使得光伏组件价格从最高时的5美元/Wp下降到目前的不足2美元/Wp,建设成本的降低,为企业投资光伏发电项目提供了新机遇。
因此实施本工程对推广太阳能利用、推进光伏产业发展是十分必要的。
综上所述,本项目的建设,符合我国21世纪可持续发展能源战略规划,也是保护环境、发展循环经济模式,建设和谐社会的具体体现。
同时,对推进太阳能利用及光伏发电产业的发展进程具有非常大的意义,预期有着合理的经济效益和显著的社会效益。
1.1.3项目名称、建设主体、建设规模和建设内容
1.1.3.1项目名称
西藏日喀则甲龙沟10MWp光伏电站工程
1.1.3.2建设主体
西藏超日国策太阳能应用有限公司
1.1.3.3建设规模
西藏超日国策太阳能应用有限公司规划在寿光建设总容量为20MWp太阳能光伏电站,电站建设采用“一次规划、分期滚动开发”的原则。
本项目为一期建设工程,太阳能光伏发电站建设容量为10MWp,通过35kV线路接入就近变电站,向入西藏自治区电网下属的日喀则市电网供电。
1.1.3.4建设内容
西藏日喀则甲龙沟10MWp光伏电站工程建设包括:
10MWp光伏发电系统;
新建35kV开关站和控制中心;
光伏电站站内道路、围墙等辅助设施。
1.1.4可行研究设计范围和内容
本报告设计范围仅限于西藏超日国策太阳能应用有限公司在日喀则市一期10MWp光伏发电站,工程建设包括太阳能光伏发电及其配套辅助系统和设施。
发电系统界面从光伏发电组件开始,到现有就近变电站35kV母线为止,包含了光电转换系统、直流系统、逆变系统、交流升压系统等子系统。
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、接入系统方案推荐、光伏发电系统配置方案设想、主设备选型和布置设想、节能和环保效益分析、项目投资估算和经济评价等。
1.2太阳能资源
本工程光伏电站站址位于日喀则市甲龙沟以北,光伏电站中心位置为东经88°
51′09.86″,北纬29°
17′58.42″。
日喀则日喀则地区属于高原季风温带半干旱气候,干湿季分明,气压低,日照时间长,辐射强度高。
项目所在地多年平均年日照时数为3000小时左右,多年平均太阳辐射量在7900MJ/m2a左右,属我国太阳能资源一类区域,适合建设太阳能光伏发电项目。
由于日喀则当地没有太阳能辐射观测站,西藏自治区境内有拉萨、葛尔、那曲和昌都四个太阳能观测站。
其中,站址所在地与拉萨观测站最为接近相距约220公里(直线距离),其他观测站距离都大于410公里。
最终选取拉萨站作为本工程太阳能资源分析的参考气象站。
为了精准分析该区域的太阳能资源,我院特收集了站址附近有太阳能辐射观测的国家基准气候站——拉萨气象站和该区域NASA的相关资料。
根据拉萨气象站1992年~2007年太阳能辐射观测数据统计,另外考虑1992年以后年代较近,所以本次选取拉萨气象站最近十五年的总辐射平均值7504MJ/m2•a作为本工程太阳能资源分析的参考依据。
并按照光伏站址所在地太阳辐射总量与拉萨气象站观测值之间1.054的折算系数修正到站址所在地的太阳总辐射量,即7909MJ/m2•a,折合2196.9kWh/m2。
1.3光伏组件选型、布置及安装容量
1.3.1光伏组件选型
目前国内外使用最普遍的是单晶硅、多晶硅太阳能电池,而且国内的光伏组件生产也主要是以单晶硅、多晶硅太阳能电池为主。
商业化的多晶硅电池片效率一般在12-16%左右,单晶硅电池片电池效率在13-18%左右。
本工程拟选用晶体硅太阳能电池——225Wp多晶硅电池组件和180Wp单晶硅电池组件。
电池组件详细技术参数见表5-2。
表1-1光伏组件技术参数表
序号
太阳电池种类
多晶硅电池
单硅电池
1
太阳电池组件型号
STP275-24/Vb
2
峰值参数
2.1
峰值功率Wp
225
180
2.2
开路电压V
37.0
44.8
2.3
短路电流A
8.15
5.36
2.4
工作电压V
29.5
36.5
2.5
工作电流A
7.63
4.93
3
组件尺寸mm
1636×
994×
40
1580×
808×
50
4
重量kg
27.0
5
峰值功率温度系数%/K
-0.53
6
开路电压温度系数%/K
-0.36
7
短路电流温度系数%/K
0.03
8
10年功率衰降%
<
10
9
25年功率衰降%
20
1.3.2光伏组件布置
阵列布置分225Wp和180Wp组件两种方式布置。
(1)多晶硅225Wp组件阵列布置
8MWp多晶硅组件定安装光伏阵列均采用1MW容量的模块化布置,整个模块由2个500型逆变器配对,整个模块单元通过14个汇流箱(16进1出)共计接入224并组串。
光伏阵列单元由48排单列构成,每个单列有4并组串;
逆变器前后的光伏阵列单元由10排单列构成,每5个单列构成16并组串。
组件安装方位角采用正南方向,安装倾角按当地最佳倾角30度设置,以最大限度地利用太阳能。
单列组件前后间距为3.2米,保证全年9~15点(真太阳时)时段内前后组件不遮挡。
(2)单晶硅180Wp组件阵列布置
2MWp多晶硅光伏组件安装光伏阵列均采用1MW容量的模块化布置,整个模块由2个500型逆变器配对,整个模块单元通过22个汇流箱(16进1出)共计接入350并组串。
光伏阵列单元由70排单列构成,每2个单列有5并组串。
单列组件前后间距为2.8米,保证全年9~15点(真太阳时)时段内前后组件不遮挡。
1.3.3光伏发电系统综合效率及年上网电量
根据太阳辐射资源分析所确定的光伏电站多年平均年辐射总量,结合太阳能电池的类型和布置方案,考虑了光伏组件安装倾角、方位角、太阳能发电系统年利用率、电池组件转换效率、周围障碍物遮光、逆变损失以及光伏电站线损、变压器铁损等因素,对光伏电站年发电量进行估算。
本工程光伏发电系统综合效率系数,固定安装为0.843,年上网电量及标准功率年利用小时详见表1-2。
表1-2年平均上网电量及年利用小时数
项目
数据
综合效率系数K
0.801
多年平均年太阳能辐射量(kWh/m2)
2197.0
平均年利用小时数(h)
1758.8
安装容量(kWp)
10080.0
平均年上网电量(万kW·
h)
1772.8
1.4电气
1.4.1接入系统
西藏日喀则市甲龙沟10MWp光伏电站项目位于日喀则市甲龙沟以北,光伏电站区域属西藏电网下属的日喀则市电力局。
本期工程装机容量为10MWp。
根据国家有关可再生能源并网的规定,光伏电站就近接入西北电网下属的日喀则市电网。
根据日喀则市电力局电网规划,初步拟定本期光伏电站10MWp装机容量用一回35kV架空线接入就近的电网变电站。
最终接入系统方案以电网主管部门的接入系统报告审批意见为准。
1.4.2电气一次
1.4.2.1光伏电场就地电气部分
(1)光伏电场主接线
根据太阳能光伏组件安装位置,光伏电场主接线采取每5台1250kW箱变为一组,升压后35kV侧顺序相连,最终以两回35kV电缆线路汇集至光伏电场35kV开关站的方案。
(2)主要电气设备选择
——并网逆变器:
并网逆变器单台容量目前国产最大可达到630kVA,国外最大可达到800kVA。
一般情况下,单台逆变器容量越大,单位造价相对较低。
目前国内大容量并网逆变器中,100kVA和500kVA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,则会产生相当大的直流损耗,影响投资收益,又由于本工程处于高海拔地区,逆变器容量有一定折减系数,故按630kVA并网逆变器配置,目前国产630kVA并网逆变器的性能已接近国外同类产品,本工程推荐采用国产630kVA并网逆变器。
——箱式变压器:
为了节能,拟选用低损耗油浸式分裂电力变压器,型号为S11-1250/35,电压比38.5±
2×
2.5%/0.315kV,接线组别为D,yn11-yn11,阻抗电压Uk=6.5%。
——集电线路
光伏电场集电线路长路段采用35kV电缆线路。
其中:
电池组串至汇流箱的直流电缆选用太阳能专用直流电缆,型号为2PFG4mm;
汇流箱至直流配电柜的直流电缆选用YJV22-1.02*70型;
直流配电柜至逆变器的直流电缆选用电缆10*(ZA-YJV22-1.0-2*70);
逆变器至升压变压器的交流电缆选用三芯电缆6*(ZA-YJV22-1.0-3*150);
升压变压器至变电站的交流电缆根据载流量不同分别选用三芯电缆ZA-YJV22-35-3*50,ZA-YJV22-35-3*70。
1.4.2.235kV开关站部分
(1)电气主接线
集中开关站为35kV开关站,35kV为单母线接线,进线共2回,1回容量为2000kvar的动态无功补偿装置,并配有母线电压互感器、避雷器设备。
无功补偿装置的型式和容量最终以接入系统审查意见为准。
站内设35kV站用变一台,10kV站用变一台。
其中35kV站用变接在35kV母线上,作为站内备用电源;
另外一台10kV站用变由站外引入,作为站内常用电源,10kV站用变进线电源可利用临时施工电源,以节省费用。
(2)开关站主要电气设备的选择
a)35kV设备拟采用空气绝缘开关柜;
b)35kV及10kV站用变采用干式变压器(带外壳);
c)35kV电容器采用动态无功补偿装置。
1.4.3电气二次
(1)35kV开关站计算机监控系统
35kV开关站设置计算机监控系统一套,全面监控开关站运行情况。
监控系统采集35kV进出线的三相电流、电压、功率、开关状态以及就地升压箱变的高低压开关柜刀闸位置、保护动作、变压器非电量等信息,控制35kV开关站35kV开关的投退。
采集各支路的发电量。
(2)光伏电场计算机监控系统
光伏电场设置计算机监控系统一套,监控系统通过群控器实现多路逆变器的并列运行。
群控器控制多台逆变器的投入与退出。
监控系统通过群控器采集各台逆变器和各组串光伏的运行情况。
(3)保护
在35kV开关柜上装设测控保护装置。
设过电流保护、零序过电流保护。
35kV线路保护具有光纤纵差保护和后备保护功能。
测控保护装置将所有信息上传至开关站监控系统。
升压箱变设置高温报警、超温跳闸保护、过流保护,动作后跳低压侧开关。
箱变高低压开关柜刀闸位置、保护动作、变压器非电量等信息通过五类屏蔽双绞线及一定数量的中继传至开关站监控系统。
逆变器具备极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过热保护、过载保护、接地保护等,装置异常时自动脱离系统。
1.5土建工程
1.5.1工程地质概况
光伏发电场区位于日喀则雅鲁藏布江河谷冲积荒地,地形平坦开阔,无遮挡,属高原荒漠化沙地,为冲积河滩地。
由于本项目尚未进行勘察,因此参考临近东嘎乡10MWp光伏电站的地质条件,根据东嘎乡10MWp光伏电站的地质条件推测本项目场地地层呈粘土层和砂石层交替层叠,承重条件好,利于土建施工。
场区地区的河流、湖泊主要属于雅鲁藏布江流域水系,由于该地区地处西藏高原,气候干燥,降水稀少,所以绝大部分河流属季节性河流,水量不大。
场区区域地下水均埋深12.5m,可不考虑地下水对建(构)筑物基础的影响。
场区附近无地质构造迹象,不存在崩塌、波坡、等不良地质作用和地质灾害。
场区附近无采空区。
但场地属泥石流冲积扇区,因此下一阶段应对场地是否会受到泥石流的影响进行进一步分析。
本场区属于地震多发区,场区地震基本烈度为9度。
场区多年的最大冻土深度为2.2m,标准
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