30mw太阳能光伏发电技术方案()

1、青海省共和县30MW并网光伏电站工程P技术方案报告批准：审核：校核：编制：173满足未来电力需求目录1综合说明11项目概况111项目名称112项目设计单位113建设地点12报告编制原则及依据121编制原则122编制依据13编制范围14项目主要内容15项目实施的总体目标16项目提出的背景161目前我国的能源形势162我国电力供需现状及预测163世界光伏技术发展趋势164聚光组件介绍165并网逆变器产业状况17项目的必要性171能源和环境可持续发展的需要172合理开发利用光能资源，符合我国能源产业发展方向174改善生态、保护环境的需要18工程任务及规模19场址选择及布置1.9.1选址原则1.9.2

2、场址描述193所选场址条件1.9.4场址选择综合评价2太阳能资源分析2.1区域光资源概况22多年气象资料统计221基本气象资料2222008年全年辐射数据分析223多年日照辐射量分析23DNI太阳直射辐射量3总体技术方案及发电量估算3.1设备选型3.1.1太阳能电池组件的选型3.1.2逆变器选型3.1.3控制系统及支架3.1.4汇流箱3.1.5发电系统主设备清单3.2光伏系统设计3.3上网电量估算3.3.1全年发电量计算3.3.2上网电量计算4电气4.1电气一次接入电力系统方式电气主接线方案光伏电站厂用电配电室和控制室主要电气设备的布置形式4.2电气二次421电厂监控系统422计量及同期423

3、元件保护424直流系统425并网光伏电站过电压保护及接地保护5土建工程51建设规模及设计依据土建工程采用的主要设计技术数据5.3主要建筑材料5.4场区道路、绿化设计5.5场区照明及景观设计5.6场区给排水设计57电站房屋建设5.7.1房屋规划572房屋供暖及太阳能利用573场区围栏5.7.4供电5.8主要建筑设施及结构体系及结构选型5.8.1主控制室及110KV配电室582逆变器基础583综合办公楼阵列基础设计59光伏发电厂接地网及电缆沟6.施工组织设计61施工组织实施方案6.1.1电站土建工程6.1.2设备生产、采购及运输6.1.3安装、测试、试运行及现场培训6.2施工进度安排6.3设备及材

4、料进场计划土建部分632太阳能光伏发电设备部分64劳动定员和人员培训641劳动定员642人员培训6.5质量管理及安全措施6.5.1质量管理652安全措施653管理措施6.6光伏电站拆除方案7.工程投资71概述7.2编制依据7.3项目总投资731建设投资732建设期利息733流动资金7.4资金筹措附表:光伏电站特性表1综合说明11项目概况111项目名称青海省共和县30MWp并网光伏电站项目设计单位北京远东科能国际电气工程有限公司青海省共和县12报告编制原则及依据1）认真贯彻国家能源相关的方针和政策，符合国家的有关法规、规范和标准。2）对厂址进行合理布局，做到安全、经济、可靠。4）充分体现社会效益

5、、环境效益和经济效益的和谐统一。（1）青海共和30MW光伏并网发电特许权项目招标文件。P2）太阳能光伏发电及各专业相关的设计规程规定。编制范围远东科能国际电气有限公司承担青海省共和县30MW并网光伏电站项目的可行P性研究工作。在经过与业主充分沟通，青海省水利水电勘测设计研究院收集整理出大量可靠资料，参考国家相关规范，完成了本报告的编制工作。报告主要工作内容包括光能资源分析，工程地质，光伏电池组件选型和优化布置，发电量估算，电气工程，土建、暖通、给排水工程，施工组织，工程管理设计，环境保护和水土保持综合评价，劳动安全与工业卫生和电站建成后效益分析，工程投资概算，财务评价等。项目主要内容共和县30

6、MWp并网光伏电站工程项目位于青海省海南州共和县境内，距县6.5公里处。建设规模为30MWp,拟设置电站场区加上升压变电站，占地面积为0.818平方公里，该场址地形总体地势平坦、开阔，起伏不大，工程地质条件良好。接入方便、交通便利，G214国道从场址边经过，外部建设条件良好。光伏电站的具体位置详见图1-1。图1-1光伏电站项目在共和县的具体位置示意图项目场址位置坐标位于1#（N36ll35.9、E1003125.92），2#（N36ll11.6、E1003114.6）,3#（N36ll35.9、E1003035.1），4#（N36ll/11.6、E1003035.1）。|工程场区地貌类型为荒漠

7、戈壁滩，属地质构造较稳定区。场地为中等复杂场地，地基等级为中等复杂地基。该地区的太阳能总辐射年总量在6381.6MJ/m26705.1MJ/m2之间，属于太能丰富的地区，非常适合建设大型太阳能光伏电站。本项目建设规模为30MWp，项目所发电量经场内的110kV升压站升压后，以一回110kV线路送往共和县110kV变电所。本项目占地面积为0.818km2均为荒漠土地。土建工程主要包括场区道路、太能阵列基础、场内升压站。其中，机房及办公生活用房采用太阳能采暖房。本电站建设从项目立项到最终并网投运验收的建设周期拟分为二个阶段，即第一年完成全部土建工程及配套附属设施建设，50%的设备采购运输以及10M

8、W并网，第二年完成50%的设备采购运输以及20MW并网，总工期拟控制为24个月。项目实施的总体目标开发青海地区丰富的太阳能资源，建设共和县新能源规划范围内的首座高压并网光伏电站，积极积累经验，探索高效率低成本的太阳能光伏电站发展模式，为将来全国大规模发展高效率低成本的太阳能电站奠定基础。项目提出的背景我国是世界上最大的能源消费国之一，同时也是世界能源生产的大国。随着国民经济的快速增长，2006年能源消费总量增至24.6亿tce（吨标准煤），比2005年增长了9.3%。2006年各种一次能源比例为：煤炭占69.7%、石油占20.3%、天然气占3.0%、水电占6.0%、核电占0.8%。2006年，

9、中国的原油进口达到1.5亿t,大约是中国原油总需求的50%。图21-1是中国的一次能源消费构成。图2-1-12006年中国一次能源消费构成预计到2020年，中国一次能源需求量为33亿tce，煤炭供应量为29亿t,石油为6.1亿t；然而，到2020年我国煤炭生产的最大可能约为22亿t左右，石油的最高产量也只有2.0亿t,供需缺口分别为7亿t和4.1亿t。显然，要满足未来社会经济发展对于能源的需求，完全依靠煤炭、石油等常规能源是不现实的。我国能源供应状况为煤炭比重过大，环境压力沉重；人均能耗远低于世界平均水平，能源技术落后，系统效率低，产品能耗高，资源浪费大。我国能源供应面临严峻挑战：一是能源决策

10、国际环境复杂化，对国外石油资源依存度快速加大，二是化石能源可持续供应能力遭遇严重挑战。长远来看，能源资源及其供应能力将对我国能源系统的可持续性构成严重威胁。显然，从能源资源、环境保护的角度，如此高的能源需量，如果继续维持目前的能源构架是绝对不可行的。因此，在大力提高能效的同时，积极开发和利用可再生能源，特别是资源量最大，分布最普遍的太阳能将是我国的必由之路。我国电力供需现状及预测2005年，全国发电装机容量达到5.0841亿千瓦，同比增长14.9%。其中，水电达到1.1652亿千瓦，约占总容量22.9%；火电达到3.8413亿千瓦，约占总容量75.6%；全国发电量达到24747亿千瓦时，同比增

11、加2804亿千瓦时，增速12.8%。2006年，全国发电装机容量达到6.22亿千瓦，同比增长20.3%。其中，水电达到1.4亿千瓦，约占总容量22.5%；火电达到4.7252亿千瓦，约占总容量75.97%；2006年全国发电量达到28344亿千瓦时，同比增长14.5%。根据专家预计2007年至2010年全社会用电量的年均增速在12%左右，20102020年增速在8%左右。根据以上预测结果，到2020年，中国电力装机容量将突破12亿千瓦，发电量将超过6万亿千瓦时，在现有基础上翻一番多。我国的一次能源储量远远低于世界平均水平，大约只有世界总储量的10%，必须慎重地控制煤电、核电和天然气发电的发展；

12、煤电的发展不仅仅受煤炭资源的制约，还受运输能力和水资源条件的制约；核电的发展同样受核原料和安全性的制约，核废料处理的问题更为严重，其成本是十分高昂的；我国的环境问题日益显现，发展煤电和大水电必须要考虑环境的可持续发展，必须计入外部成本。因此大力发展可再生能源发电是我国解决能源危机和保证可持续发展的重要举措，而太阳能发电将在未来中国能源供应中占据主要地位。图1-6-1是我国各种一次能源储采比与世界比较表。图2-2-1我国各种一次能源储采比与世界比较表技术进步是降低成本、促进发展的根本原因。几十年来围绕着降低成本的各项研究开发工作取得了辉煌的成就，表现在电池效率的不断提高，硅片厚度的持续降低和产业

13、化技术不断改进等方面，对降低光伏发电成本起到了决定性的作用。（1）电池效率的不断提高单晶硅电池的实验室最高效率已经从50年代的6%提高到目前的24.7%，多晶硅电池的实验室最高效率也达到了20.3%。薄膜电池的研究工作也获得了很大成功，非晶硅薄膜电池、碲化镉（CdTe）、铜铟硒（CIS）的实验室效率也分别达到了13%、16.4%和19.5%。其它新型电池，如多晶硅薄膜电池、燃料敏化电池、有机电池等不断取得进展，更高效率的新概念电池受到广泛重视被列入研究开发计划。随着试验室效率的不断提高，商品化电池的效率也得到不断提升。目前单晶硅电池的效率可达到16%20%,多晶硅电池可达到14%16%；与此同

14、时，光伏产业技术和光伏系统集成技术与时俱进，共同促使光伏发电成本不断降低和光伏市场及产业的持续扩大发展。（2）商业化电池厚度持续降低降低硅片厚度是减少硅材料消耗、降低晶体硅太阳电池成本的有效技术措施，是光伏技术进步的重要方面。30多年来，太阳电池硅片厚度从20世纪70年代的450500m降低到目前的180280m,降低了一半以上，硅材料用量大大减少，对太阳电池成本降低起到了重要作用，是技术进步促进降低成本的重要范例之一。预计2010年硅片厚度将降至150200m,2020年将降低到80100m,届时成本将相应大幅降低。生产规模不断扩大生产规模不断扩大和自动化程度持续提高是太阳电池生产成本降低的

15、另一个重要方面，太阳电池单厂生产规模已经从20世纪80年代的15MWp/a发展到90年代的530MWp/a和目前的50500MWp/a。生产规模与成本降低的关系体现在学习曲线率LR(LearningCurveRate)上，即生产规模扩大1倍，生产成本降低的百分比，对于太阳电池来说，LR=20%(含技术进步在内)，即生产规模扩大1倍，生产成本降低20%。预计，在未来的两年之内，单厂年生产能力达到1GWp的企业将会出现。太阳电池组件成本大幅度降低光伏组件成本30年来降低2个数量级。2003年世界重要厂商的成本为2-2.3美元/Wp，售价2.53美元/Wp，最近因材料紧缺有所回升。当供求关系越过平衡

16、点后，成本会比前一个供求关系对应点更低，这也是30年来经验曲线中曾经出现过的现象。晶体硅电池技术持续进步，薄膜电池技术快速发展图1-6-2是2006年各种电池技术的市场份额，其中多晶体硅46.5%，单晶体硅43.4%，带硅电池2.6%，薄膜电池约7.6%。多晶体硅电池自1998年开始超过单晶体硅后一直持续增长，各种薄膜电池市场份额近年来也在稳定增长，反映出技术进步的推动力量。图1-6-22006年各种光伏电池市场份额1.6.4聚光组件介绍聚光光伏组件的原理是利用聚光光学系统把辐照到光学元件表面的太阳光进行汇聚，而光伏电池位于太阳光汇聚焦点上，光伏电池把汇聚后的太阳光转换为电能进行输出。三安光电

17、聚光光伏组件中所用的光伏电池是三结太阳电池(GalnP/GaAs/Ge)，以三种带隙宽度不同的半导体材料构成级联三结太阳电池，用各级子电池去吸收利用与其带隙宽度最相匹配的那部分太阳光谱，从而单结电池在光电转换过程中的“电流损失”和“电压损失”，大大的提高光电转换效率，三安光电聚光光伏组件在500倍聚光条件下的光电转换效率大于36%。防逆流的措施是在封装电池接收器时，在基板上焊接并联一个可通过大电流的二极管。我国从上世纪80年代起开始对太阳能发电设备用逆变器进行研究开发，现在已有专门的单位研究开发和生产。目前我国并网逆变器的生产技术与国外有一定的差距，主要表现在产业规模、产品的可靠性和功能上。目

18、前国内比较成熟的并网型逆变器规格分别为：10kW、20kW、30kW、50kW、lOOkW、500kW，更大容量的并网逆变器还不成熟，主要原因在于并网光伏发电系统规模较小，对大容量并网逆变器需求度不足，生产商研发积极性不高所造成。目前太阳能发电用逆变器分为以下几种形式:（1）工频变压器绝缘方式：用于独立型太阳能发电设备，可靠性高，维护量少，开关频率低，电磁干扰小。（2）高频变压器绝缘方式：用于并网型太阳能发电设备，体积小，重量轻，成本低。要经两级变换，效率问题比较突出，采取措施后，仍可达到90%以上，高频电磁干扰严重，要采用滤波和屏蔽措施。（3）无变压器非绝缘方式：为提高效率和降低成本，将逆变

19、器的两级变换变为单级变换。实际使用中出现一系列问题。无变压器非绝缘方式逆变器不能使输入的太阳电池与输出电网绝缘隔离，输入的太阳电池矩阵正、负极都不能直接接地。太阳电池矩阵面积大，对地有很大的等效电容存在，将在工作中产生等效电容充放电电流。其中低频部分，有可能使供电电路的漏电保护开关误动作。其中高频部分，将通过配电线对其他用电设备造成电磁干扰，而影响其它用电设备工作。这样，必须加滤波和保护，达不到降低成本的预期效果。（4）正激变压器绝缘方式：是在无变压器非绝缘方式使用效果不佳之后开发出来的，既保留了无变压器非绝缘方式单级变换的主要优点，又消除无绝缘隔离的主要缺点，是到目前为止并网型太阳能发电设备

20、比较理想的逆变器。项目的必要性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，根据美国能源信息署（EIA）最新预测结果，随着世界经济、社会的发展，未来世界能源需求量将继续增加。预计，2010年世界能源需求量将达到105.99亿吨油当量，2020年达到128.89亿吨油当量，2025年达到136.5亿吨油当量，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。中国作为能源消费大国，能源产业支撑着经济的高速发展。我国能源资源的基本特点是富煤、贫油、少气。大部分能源在开发和利用方面存在浪费大、利用率

21、低的问题，节能减排压力十分巨大。我国能源结构以煤炭为主，十一五以来，在经济快速增长的拉动下，煤炭消费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。由于能源消费的快速增长，环境问题日益严峻，尤其是大气污染状况愈发严重，既影响经济发展，也影响人民生活和健康，随着我国经济的高速发展，能耗的大幅度增加，能源和环境对可持续发展的约束将越来越严重。因此，大力开发太阳能、风能、地热能和海洋能等可再生能源利用技术将成为减少环境污染的重要措施，同时也是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。十一五期间我国在能源领域将实行的工作重点和主要任务是首先加快能源结构调整步伐，努力提供清洁能源开发生产能

22、力。以太阳能发电、风力发电、太阳能热水器、大型沼气工程的重点，以设备国产化、产业规模化、市场规范化为目标，加快可再生能源的开发。可再生能源中，太阳能发电是最具有前景的技术之一。可再生能源发展十一五规划明确提出，到2010年，全国太阳能发电装机容量达到30万千瓦，进行兆瓦级并网太阳能光伏发电示范工程的试点工作，带动相关产业配套生产体系的发展，为实现太阳能发电技术的模块化应用奠定技术基础。十一五期间，共和县工业进入高速发展阶段，煤炭资源贫乏，水电开发趋近饱和。能源发展已经提出以电力电网建设为龙头，以水利综合利用为基础，以新能源研究开发为目标的能源建设发展思路。因地制宜发展共和县太阳能、风能等新能源

23、，努力构建清洁、高效、安全、稳定、多元的能源供应体系，将实现能源开发与环境保护的和谐发展。因此加快新能源特别是并网光伏发电产业建设，对促进共和县地区循环经济发展，优化能源结构，实现节能减排目标、促进地方经济可持续发展具有重要意义。我国政府一直非常重视新能源和可再生能源的开发利用。在党的十四中五中全会上通过的中共中央关于制定国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标的建议要求“积极发展新能源，改善能源结构”。1998年1月1日实施的中华人民共和国节约能源法明确提出“国家鼓励开发利用新能源和可再生能源”。国家计委、国家科委、国家经贸委制定的19962010年新能源和可再生能源发展纲要则进一

24、步明确，要按照社会主义市场经济的要求，加快新能源和可再生能源的发展和产业建设步伐。2005年2月28日中国人大通过的自2006年1月1日开始实施的可再生能源法要求中国的发电企业必须用可再生能源（主要是太阳能和风能）生产一定比例的电力。在国家发改委2007年4月所作的能源发展“十一五”规划中再次强调了未来五年在可再生能源领域要重点建设实现产业化发展。2008年3月3日，可再生能源发展十一五规划中提出到2010年，太阳能发电装机容量达到30万kW,到2020年，达到180万kW装机容量，进行兆瓦级并网太阳能光伏发电示范工程和万千瓦级太阳能热发电试验和试点工作，带动相关产业配套生产体系的发展，为实现

25、太阳能发电技术的规模化应用奠定技术基础。为了确保上述目标的实现，国家从提高全社会的认识、建立持续稳定的市场需求、改善市场环境条件、制定电价和费用分摊政策、加大财政投入和税收优惠力度、加快技术进步及产业发展等多个方面，支持和保证可再生能源的发展。因地制宜建设大型并网光伏电站在今后较长时期符合国家大力发展光伏产业的宏观政策导向。基于我国干旱半干旱地区幅员广阔、太阳能资源丰富、建设条件优越、设备维护便利，在这些地区很适宜建设MW级甚至GW级的并网光伏电站，发展光伏电站潜力巨大。就青海省而言，依托优势资源，实施资源转换，大力发展循环经济，是经济建设的重要发展战略。2009年2月27日，青海省人民政府办

26、公厅下发太阳能产业发展及推广应用规划，将青海省太阳能产业定位为：重点支持的新兴支柱产业；国内重要的太阳能光伏产业基地；全国推广应用的试验、示范基地；国内最大的太阳能电力生产基地；清洁能源与循环经济结合的示范区。共和县大力发展新能源，尤其是并网光伏电站的建设，符合国家能源发展战略和新能源发展规划。满足未来电力需求目前，我国电力装机总容量已达8亿千瓦，其中水电装机总量1.72亿千瓦，投运核电机组装机容量910万千瓦，已核准建设核电规模2540万千瓦；风电装机容量连续3年实现翻倍，2008年装机总量达到1210万千瓦；太阳能光伏电池年产量200万千瓦；生物质能发电总装机315万千瓦。根据海南十二五年

27、电网发展规划及2020远景展望电力负荷预测，海南电网2010年最大负荷212MW,20092020年，丰水年电力有盈余，枯水年电力缺口为75116、6396、4875MW,由此可见，20093014年，枯水年海南电网电力缺口较大，需要大网供电，随着海南州矿产资源的进一步开发，其中主要以铜峪沟大型铜矿、赛什塘中型铜矿，穆合沟中型汞矿、沙尔诺中型汞矿、什多龙中型铜矿、日龙沟中型锡多金属矿以及吾口中型铜矿见著。等一大批资源开发项目的实施和建成，共和县地区用电负荷有大幅度增长，即使考虑规划电源点的建设，也难以满足共和县电力发展需求。而共和县市的煤炭、石油等能源相对匮乏，但是共和县的太阳能资源是青海省最

28、丰富的地区之一，通过对现场的太阳能资料分析，该项目具有很高的开发价值。共和县地处青藏高原腹地，属大陆性高原气候。年均日照时数为2916.892h，年太阳总辐射量为6389.86705.1MJ/m，太阳能资源丰富。非常适合建设光伏电站项目。该太阳能光伏电站建成后，与当地电网联网运行，可有效缓解地方电网的供需矛盾，促进地区经济可持续发展。近年来光伏发电技术快速发展，成为具有大规模开发和商业化发展前景的新能源发电方式，近年来，世界光伏发电装机以年均30%以上的速度增长，光伏电池组件光电转换效率逐年提高及系统集成技术日趋成熟，电机容量不断增加，发电成本逐步降低，已成为公认的未来替代能源之一，开发大规模

29、并网光伏发电项目是实现能源可持续发展的重要举措。本项目充分利用当地电力系统的能源结构，实现电力供应的多元化，提高电网中可再生能源发电的比例，优化电源结构，推动社会和经济的可持续发展。随着国家加大对中西部地区的扶持力度，尤其是西部大开发战略的实施，为共和县市的经济和社会发展创造了非常难得的机遇和条件。充分利用该地区清洁、丰富的太阳能资源，把太阳能资源的开发建设作为今后经济发展的产业之一，以电力发展带动农业生产和矿产资源开发，促进本地经济健康、持续发展。因此，加快并网光伏发电产业园区建设，以满足共和县今后发展强劲的用电需求，促进共和县社会经济可持续发展。我国能源消费占世界的10%以上，同时我国一次

30、能源消费中煤占到70%左右，比世界平均水平高出40多个百分点。燃煤造成的二氧化硫和烟尘排放量约占排放总量的70%80%，二氧化硫排放形成的酸雨面积已占国土面积的1/3。环境质量的总体水平还在不断恶化，世界十大污染城市我国一直占多数。环境污染给我国社会经济发展和人民健康带来了严重影响。世界银行估计2020年中国由于空气污染造成的环境和健康损失将达到GDP总量的13%。治理污染、保护环境、缓解生态压力，是能源发展的重要前提。在新的形势下，能源开发还应考虑有效应对全球气候变化的挑战。解决好能源利用带来的环境问题，不断从提供清洁能源比重、实现环境友好的能源开发，尽可能减少能源生产和消费过程的污染排放和

31、生态破坏，兼顾能源开发利用与生态环境保护。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，获得了人们的青睐。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，基本无故障，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。太阳能的开发利用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，营造出山川秀美的旅游胜地。共和县属于高原大陆性气候，年平均气温为4C,年平均降水量314.4毫米,年蒸发量1692.1毫米，气候干燥，生态环境比较脆弱，同时共和县辖区面积有近1000平方公里的半荒漠化土地，发展太阳能光伏发电有效降低了太阳能直接辐射，降低了地表温度，从而减少蒸发量，对

32、防风固沙、恢复生态都具有重要作用。工程任务及规模共和县30MWp并网光伏电站项目位于青海省海南州共和县境内，根据当地的能源资源情况、电力供需情况、未来电力需求预测情况、电力系统状况等因素，建设规模为30MWp，为提高系统的效率，减少太阳能电池板的数量，本次设计采用聚光太阳能组件。安装60个光伏子阵列，每个子阵列由23串90并240Wp的聚光太阳能电池组件组成，共计124200个太阳能组件。本电站的装机型式采用多晶硅光伏电池组件，并网逆变器采用60台500kW功率的设备，建设1台110KV,50000KVA的升压变压器，电站所发电量全部上网。场址选择及布置选址原则结合光伏电站建设的特点、场地地形

33、、地貌、气候条件以及我国现行的政策进行场址选择。场址选择一般遵循以下原则：（1）丰富的太阳光照资源，大气透明度较高，气候干燥少雨。（2）靠近主干电网，减少新增输电线路的投资。主干电网具有足够的承载能力，有能力输送光伏电站的电力。（3）场址为荒漠化土地，地势开阔、平坦、无遮挡物。（4）距离用电负荷中心较近，以减少输电损失。（5）便利的交通、运输条件和生活条件。（6）能产生附加的经济、生态效益，有助于抵消部分电价成本。（7）当地政府的积极参与和支持，提供优惠政策和各种便利条件。（8）场址内无名胜古迹、文物保护区、自然保护区、军事设施及地下矿藏等。（9）场址附近也没有对电站造成污染的厂矿。遵循以上原

34、则，经过综合建设条件比对，最终确定了青海省海南州共和县30MWp光伏电站项目建设地，场址建设条件均满足选址要求。场址描述本工程场址位于青海省海南州境内，向东距离共和县恰不恰镇约6.5km，站址平均海拔2918m,地势较为平坦开阔，地形起伏不大。建设规模为30MWp,拟设置电站场区，加上升压变电站，总占地面积为占地面积为0.833平方公里。场区及周边地区地形地貌见图1-9-1。图1-9-1场区及周边地区地形地貌所选场址条件（1）太阳能资源丰富共和县并网电站场址内太阳辐射强，光照充足，该地区的年太阳辐射量在6381.9MJ/m2以上，高者达6705.1MJ/m2，年日照时数在2718h以上，高者达

35、3115h,日照百分率55%80%以上。是我国太阳能资源丰富地区。（2）地质构造稳定工程区松散堆积广覆，断裂在地表的迹象和证据较少，主要根据航磁异常及影像特征等综合分析推断。据遥感地质调查，区内主要断裂均为隐伏状的基底断裂，对工程建设无影响。场址区地质构造基本稳定，可作为光伏电站的工程场地。（3）接入系统便利根据现场踏勘情况，拟建电站距离青海省海南州共和县6.5公里，青海省海南州共和县建有共和110kV变电所，光伏电站出线接入条件便利。（4）场址内及周边环境条件经过实地踏勘，该处场址不存在洪水淹没问题，也无常年内涝和积水问题；场址内无名胜古迹、文物保护区、自然保护区、军事设施及地下矿藏等。场址

36、周围没有草场，也没有对电站造成污染的厂矿。（5）交通条件及示范条件工程建设地点紧邻214国道，距离青海省海南州共和县区约6.5km。交通条件便利，具有良好的旅游示范条件。（6）当地政府的支持力度青海省及青海省海南州共和县等各级政府对光伏发电项目均大力支持，承诺提供法律及政策允许的各种优惠政策及便利条件，以支持光伏发电项目在本地的建设。场址选择综合评价经综合考虑太阳能资源、工程地质条件、建设条件、交通条件、政策条件等多种因素，该处场址的选择在技术上是可行的，具备建设大型光伏电站的条件。2太阳能资源分析青海省地处中高经纬度地带，太阳辐射强度大，光照时间长，年总辐射量可达5800MJ/m27400M

37、J/m2,其中直接辐射量占总辐射量的60%以上，仅次于西藏，位居全国第二。从气象部门提供的青海省总辐射空间变化分布图（图2-1-1）中可看出，其空间分布特征是西北部多，东南不少，太阳资源特别丰富的地区位于柴达木盆地、唐古拉山南部，年太阳总辐射量大于6800MJ/m2；太阳资源丰富的地区位于海南（除同德）、海北、果洛州的玛多、玛沁、玉树及唐古拉山北部，年太阳总辐射量为6200MJ/m26800MJ/m2；太阳能资源较丰富地区主要分布于海北的门源、东部农业区、黄南州、果洛州南部、西宁市以及海东地区，年太阳总辐射量小于6200MJ/m2。青海省海南州共和县地区太阳能年辐射总量大于6400MJ/m2，

38、为太阳能资源最丰富带，具有较好的开发前景。图2-1-1青海省总辐射空间变化分布图区域光资源概况共和县气象站地理坐标为东经10037、北纬3616，观测场海拔高度为2835.6m,建站时间为1953年1月。该站的主要业务有地面观测、沙尘暴、酸雨、农业气象、生态环境等基础观测。贵南站建于1957年1月，在贵南县城南台路1号，北纬3535,东经10045,海拔高度3202.9米。目前收集到19712007年的太能辐射资料和2008年全年的太阳能辐射观测资料。在本研究阶段，采用共和县气象站和贵南气象站作为本工太阳辐射的代表站，并将综合考虑两站与场址相对位置选择太阳辐射资料作为本阶段太阳辐射研究和计算依

39、据。多年气象资料统计基本气象资料共和县位于共和盆地，具有显著的高原大陆性气候特征。地势高，气温多变，昼夜及地形温差较大，无霜期短，年日照时间长，大部分地区寒冷而干燥，冬季严寒夏季凉爽，属高原大陆性气候区。（1）主要气象要素根据海南州气象局资料统计：全年日照时数3115.42719.8h，全年平均气温4.0C,极端最低气温-27.7C,极端最高气温33.7C,全年平均降水量314.4mm,年总蒸发量1692.1mm,无霜期99d,最大冻土深1.5m,平均风速1.8m/s,大风日数平均3085d。0C,主要气象要素见表2-2-1。表2-2-1主要气象要素表名称单位数量年平均气温4无霜期d99年平均

40、降水量mm314.4极端最低气温OC-27.7极端最咼气温OC33.7平均风速m/s1.8年日照最大日照时数h3115.4年日照最大日照时数h2719.8年平均蒸发量mm1692.1大风日数d3085最大冻深m1.52008年全年辐射数据分析通过对贵南气象站提供的2008年全年日照辐射量进行插补修正，得到2008年各月的日照辐射量折线图如下：十二月份从上图可以看出，此地区全年日照量充沛，辐射量高峰主要从三月开始，直到八月结束，日照高峰持续时间长，在此段时间段的辐射量占全年辐射量的61.6%，辐射量最低为一月份，十二月份次之。2008年全年辐射总量达6216.6MJ/M2总日照时数达2646.2

41、h。一年内各月辐射量及日照时数分布情况如下：月份辐射量光照时数1327.79170.92425.11230.43613.06268.94607.88214.25702.20264.16658.95242.57643.47230.28630.79213.59479.77177.910465.45224.911353.75176.512352.77232.2全年共计6260.992646.2多年日照辐射量分析共和县主要的气象灾害有干旱、大风、沙尘暴等，根据共和县气象站37年实测气象资料，将其它各气象要素进行统计，见表2-2-2所示。表2-2-2其它主要气象要素月份日照时数日照百分率沙尘暴日数冰雹日

42、数雷暴日数1233.4764002222.6737003247.46712024256.5657185261.9605115.16241.3551148.77250.957018108260.56201310.69218.459174.310238.76912811243.58020012232.778400全年2907866436556.7虽然共和气候干燥，气象灾害较多，但干旱气候区丰富的太阳能、热量、风力资源、大气成分资源等气候资源，是可再生利用的。可根据共和县气候资源的分布状况，开发利用气候资源，为共和县的经济建设、社会发展做出贡献。气象条件分析：1）环境温度条件分析本工程选用逆变器的工

43、作环境温度范围为-2040C，选用电池组件的工作温度范围为-2085C。正常情况下，太阳电池组件的实际工作温度可保持在环境温度加30C的水平。根据共和县气象站的多年实测气象资料，本工程场址区的多年平均气温4C,多年极端最高气温33.7C，多年极端最低气温-22.7C。因此，按本工程场区极端气温数据校核，本项目太阳电池组件的工作温度可控制在允许范围内。本项目逆变器布置在室内，其工作温度也可控制在允许范围内。故场址区气温条件对太阳能电池组件及逆变器的安全性没有影响。2）最大风速影响分析本工程地处戈壁地带，场址平坦四周无遮挡，场址区多年平均风速为1.8m/s,最大风速28m/s，太阳能电池组件迎风面

44、积较大，组件支架设计必须考虑风荷载的影响。并以太阳电池组件支架及基础等的抗风能力在28m/s风速下不损坏为基本原则。3）风沙影响分析本工程场址区年平均沙尘暴天数为43天/年。沙尘暴天气时空气混浊，大气透明度大幅度减低，调养辐射量也相应降低，会直接影响太阳能组件的工作，对光伏电站的发电量有一定影响，故本工程实施时需考虑采取防风沙措施。多年太阳能资源统计：共和县日照强烈，阴雨天少、日照时间长、辐射强度高，大气透明度好，平均每天日照时间接近8h，年均日照时数为2916.9h,日照百分率为66.7%,19712007年太阳能总辐射年总量在6381.66705.1MJ/M2之间，太阳能资源丰富。（1）太

45、阳能总辐射不同月之间的变化根据海南州共和县气象局辐射站提供的总辐射资料，共和县19712007年的太阳总辐射月总量的数值在353.2MJ/M2711.0MJ/M2，太阳总辐射月总量的数值见表2-2-3。共和县19712007年平均太阳总辐射月总量条形图，见图2-2-4。表2-2-3共和县19712007年平均太阳总辐射月总量数据表（辐射量MW/M2）月份123456789101112辐443443599656711657684654520485410353射443.6.0.0.9.8.5.0.1.2量图2-2-4共和县19712007年平均太阳总辐射月总量条形图从表2-2-3和图2-2-4可以

46、看出，共和县19712007年太阳总辐射月总量从3月份开始急剧增加，5月份达到峰值，7月达到次高，9月份开始下降，12月为最低，1月份为次低。从2-2-4图中可以共和县太阳总辐射月总量主要集中在38月份，占全年总辐射量的60%，是太阳能利用的最佳月份。（2）太阳能总辐射多年的变化根据海南州共和县气象局辐射站提供的总辐射资料，共和县19712007年的太阳总辐射年总量的数值为6381.6MJ/m26705.1MJ/m2，太阳能总辐射年总量统计见表2-2-5，共和县19712007年30年太阳能总辐射年总量折线图，见图2-2-6。表2-2-5共和县19712007年平均太阳总辐射年总量数据表年份1

47、9711972197319741975197619771978年总辐射63896697.6651.6566.6457.65426577.6555.量.800120795年份19791980198119821983198419851986年总辐射64746639.6404.6472.6438.6589.6577.6594.量.00510356年份19871988198919901991199219931994年总辐射65946513.6381.6680.6644.6541.6537.6640量.93603843年份19951996199719981999200020012002年总辐射64786

48、563.6705.6631.6550.6692.66486658.量.35164156年份20032004200520062007年总辐射66316629646165566442.量.96532图2-2-6共和县19712007年30年太阳能总辐射年总量折线图从表2-2-5和图2-2-6可以看出：19712007年，37年间，共和县太阳能总辐射年总量呈波动性变化，太阳能总辐射量年变化量不大，相对稳定。总之，19712007年共和县太阳能总辐射量年总量平均值6562.3MJ/m2,与图5-1“青海省太阳能分布图”的资源量显示相吻合，共和县属于太阳能资源比较丰富地区，有较佳的资源开发利用条件。（3

49、）日照小时数根据海南州共和县气象局辐射站提供的日照时数资料,共和县19712007年日照时数的数值为2719.8h3115.4h，见表2-2-7,共和县1971-2007年年日照时数折线见图2-2-8。表2-2-7共和县19712007年平均太阳总辐射月总量数据表年份19711972197319741975197619771978年日照时28263011.3039.2828.2839.2893.2848.2913.数.29428336年份19791980198119821983198419851986年日照时28233004.2817.2794.2839.28462896.2942数.7758

50、541年份19871988198919901991199219931994年日照时29232868.2719.3006.2936.2923.2839.2957数.2889528年份19951996199719981999200020012002年日照时28732893.3039.2975.29383115.3032.3019数.258442年份20032004200520062007年日照时30323051.28362907.2870数.59412-2-8共和县1971-2007年年日照时数折线图从图中可以看出，共和县年日照时数呈波动性减少趋势：19712007年，年平均日照时数为2916.9

51、h;年日照时数的峰值出现在2000年，为3115.4h,最低出现在1989光资源综合评述年，为2719.8h,年日照时数最低值与峰值相差13%，年际变化不是很大。通过以上分析计算可以看出，本工程在预可行性研究阶段采用共和县气象站和贵南气象站气象资料作为研究的依据。海南共和县太阳能资源丰富，太阳能利用前景广阔。19712007年37年共和县太阳总辐射分布年际变化比较稳定，其数值多在6381.6MJ/M26705.1MJ/M2之间，属于资源丰富带。DNI太阳直射辐射量本项目采用聚光电池组件,其设计依据为DIN值（根据美国SandiaNationalLab设计的PV-Designpro软件计算DIN

52、值）。现采用一年内太阳直接辐射量值为依据，日直接辐射量变化曲线、月直接辐射量变化曲线如下表由上图可知，每月总的DNI最高值出现在三月，为173.9867Kwh/m2，其次为五月，DNI值为164.0942Kwh/m2，DNI最低值出现在七月，为121.7822Kwh/m2。由以上数据可以得出，全年总的DNI值为2006.37Kwh/m2。太阳能资源综合评价共和气象站所测量的37年间平均太阳总辐射年总量为6562.3MJ/m2，年平均日照时数为2916.9h,并将该值作为本工程的设计标准值；37年间的太阳总辐射年总量最大值出现在1997年，达到6705.1MJ/m2；最小值出现在1998年，为6

53、381.6MJ/M2。该地区空气干洁、大气透明度好，使得直接辐射量大于散射辐射量,总辐射量中直接辐射量的比重约在6169%之间，太阳辐射的这一特征对于开发利用太阳能最为有利。贵南气象站所提供的2008年全年辐射量作为参考，由于离项目所在地较近，可反映辐射量具体的日变化情况以及气候条件等对辐射量的具体影响。共和县地区具有得天独厚的太阳能资源，开发利用价值很高。3总体技术方案及发电量估算并网光伏电站主要有太阳能电池阵列、并网逆变器、输配电系统和远程监测系统等组成，包括太阳电池组件、直流电缆及汇流箱、并网逆变器、交流配电、升压设备等，其中，太阳电池阵列到并网逆变器的电气部分称为光伏发电系统。设备选型

54、太阳能电池组件的选型（1）选型依据1）选择目前市场上流行的电池组件，以便于大批量采购；同时还应兼顾在易于搬运条件，选择大尺寸、高效的电池组件；2）组件各部分抗强紫外线（符合GB/T18950-2003橡胶和塑料管静态紫外线心能测定）；3）组件必须符合UL、IEC61215、IEC62108、TU-V标准，保证每块电池组件的质量。（2）太阳能电池类型选择世界光伏产业从90年代后半期进入快速发展时期，近10年平均增长率高达46.78%。2008年世界太阳能电池产量约为6000MWp，比2007年增长了50%。中国于1958年开始研究光伏电池，近10年平均增长率超过100%以上。2007年我国太阳能

55、电池产量1088MWp,超过日本（920MWp）和欧洲（1062.8MWp），成为世界第一大太阳能电池生产国；2008年我国太阳能电池产量约2000MWp，占世界总产量6000MWp的三分之一，居世界首位。目前市场上商用的太能电池主要有以下几种类型：单晶硅太阳能电池、多晶硅太能电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉电池、铜铟硒电池等。本次设计采用聚光光伏组件。与传统的光伏组件相比，聚光光伏组件具有以下优势：（1）单块组件的高达460.56Wp的输出功率。（2）采用聚光技术，大大的减少组件的投资。（3）更高的转换效率。（4）减少占地面积。表3-1-1为聚光组件的技术参数。表3-1-1光伏组件技术参数太阳

56、电池组件技术参数太阳电池种类ConcentratingTripleJunetion太阳电池生产厂家厦门二安光电科技有限公司太阳电池组件生产厂家厦门二安光电科技有限公司太阳电池组件型号G3T090X技术指标460.56峰值功率聚光倍数1090X开路电压（Voc）47.7短路电流（Isc）11.9工作电压（Vmppt）40.4工作电流（Imppt）11.4尺寸安装尺寸长39m,高4m重量（单个组件）57kg峰值功率温度系数-0.2%/oC开路电压温度系数-0.81V/oC短路电流温度系数0.00011A/oC光电转换效率28.5%25年功率衰降20%额定工作温度-40oC+50oC抗风力或表面压力

57、Ratedfor145kphwinds.Stow防冰雹能力MeetsIECRequirements,25mm绝缘强度iceballit22m/s600VDCmax防尘抗沙能力Sealedmodulewithsmooth2）太阳能光伏方阵单元型式的确定光伏发电系统通过若干电池组件串联成一块太阳能电池板，若干块电池板串联组成一串以达到逆变器额定输入电压，若干串电池板并联达到系统预定的额定功率。这些设备数量众多，按一定的间距进行布置，构成了一个方阵，这个方阵称之为光伏发电方阵。其中由若干电池组件串联回路构成了太阳能电池板构成了光伏发电系统的一个基本阵列单元。目前国内外并网发电的大型光伏电站，均采用单

58、个太阳能组件功率在200W以上的大型组件，以减少组件边框占用面积，增大电池板的有效面积，提高发电效率。本工程参考厦门产品进行初步分析。电池组件参数如下：额定功率：483W；额定输出电压：40.4V；开路电压：47.7V；额定输出电流：11.4A；短路电流：11.9A；夕卜形：1710X1050X640mm；重量：57kg。每个单元配置20块电池组件，输出电压808V；输出功率9660W。组件分列安装，每列有9个模组，每个模组包括4个组件，采用跟踪系统式支架，安装方式如图3-1-2所示。图3-1-2所示聚光光伏阵列固定方式逆变器选型并网逆变器是并网光伏电站中的核心设备。它的可靠性、高效性和安全性

59、会影响到整个光伏系统。对于大型光伏并网系统逆变器的选型，应注意以下几个方面的指标比较：（1）光伏并网系统必须对电网和太阳能电池的输出情况进行实时监测，对周围环境做出准确判断，完成相应动作，如对电网的投、切控制，系统的启动、运行、休眠停止、故障等状态检测，以确保系统安全、可靠的工作。（2）由于太阳能电池的输出曲线是非线性的，受环境影响很大，为确保系统能最大输出电能，需采用最大功率跟踪控制技术，通过自寻优方法使系统跟踪并稳定运行在太阳能光伏系统的最大输出功率点，从而提高太阳能输出电能利用率。逆变器输出效率：大功率逆变器在满载时，效率必须在95%以上。在50W/m2的日照强度下，即可向电网供电，在逆

60、变器输入功率为额定功率10%时，也要保证90%以上的转换效率。逆变器输出波形：为使光伏阵列所产生的直流电源逆变后向公共电网并网供电，就必须使逆变器的输出电压波形、幅值及相位与公共电网一致，实现无扰动平滑电网供电。逆变器输入直流电压的范围：要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度的变化范围比较大，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内正常工作，并保证交流输出电压稳定。光伏发电系统作为分散供电电源，当电网由于电气故障、误操作或自然因素等外部原因引起中断供电时，为防止损坏用电设备以及确保电网维修人员的安全，系统必须具有孤岛保护的能力。另外应具有显示功能；通讯接口；具