能源有限公司30兆瓦并网光伏发电项目可行性研究报告

霍林郭勒竞日能源有限公司30兆瓦并网光伏发电项目可行性研究报告ECEPDI可行性研究报告卷册检索号：30-N806201K-A01版号：0状态：DES第PAGEI页2013年11月 霍林郭勒竞日能源有限公司30兆瓦并网光伏发电项目 本文件的知识产权为华东电力设计院所有，任何单位或 个人未经许可不得复制和使用，违者将被追究法律责任目录前言 11综合说明 21.1概述 21.2太阳能资源 21.3工程地质 31.4工程任务和规模 31.5光伏系统总体方案设计及发电量计算 31.6电气设计 41.7消防设计 41.8土建工程 41.9施工组织设计 41.10工程管理设计 51.11环境保护和水土保持设计 51.12劳动安全与工业卫生设计 51.13节能降耗分析 71.14设计概算 81.15财务评价与社会效果分析 111.16结论及建议 121.17附图、附表 122太阳能资源 162.1太阳能资源概况 162.2区域太阳能资源概况 172.3太阳能辐射观测资料 172.4站址气象要素及气象条件影晌分析 222.5太阳能资源分析 283工程地质 313.1区域地质条件 313.2场地地质条件 313.3不良地质作用 343.4岩土工程分析及评价 343.5结论与建议 354工程任务与规模 364.1地区社会经济概况 364.2地区电力工业状况及发展规划 364.3工程建设必要性 385系统总体方案设计和发电量估算 425.1光伏组件选型 425.2光伏阵列运行方式选择 495.3逆变器选型 525.4光伏方阵设计 565.5光伏子方阵设计 585.6方阵接线方案设计 595.7辅助技术方案 595.8光伏发电工程年上网电量计算 596电气 626.1接入系统一次 626.2系统二次 626.3电气一次部分 676.4电气二次 726.5通信 807土建工程 817.1设计安全标准 817.2基本资料和设计依据 827.3总交布置 857.4土建工程 887.5采暖通风设计 937.6给排水设计 938工程消防设计 998.1工程概况 998.2工程消防设计 1008.3施工消防 1028.4消防设备配置表 1079施工组织设计 1089.1施工条件 1089.2施工总布置 1099.3施工交通运输 1119.4工程建设用地 1129.5工程主体施工 1129.6施工总进度 11510工程管理设计 11810.1项目管理机构组成 11810.2项目管理人员及机构职责 11811环境保护和水土保持设计 12111.1拟建项目区环境概况 12111.2环境保护目标 12211.3环境影响分析 12211.4环境条件对太阳能光伏发电效率的制约因素分析 12611.5环境保护措施 12611.6绿化及水土保持 12711.7综合评价和结论 12812劳动安全与工业卫生 13012.1设计依据、任务与目的 13012.2工程安全与卫生危害因素分析 13012.3对策与措施 13112.4光伏电站安全卫生机构设置 13213节能降耗 13313.1节能分析 13313.2节能降耗效益分析 13314工程设计概算 13414.1编制说明 13414.2工程投资概算表(见附表) 13915财务评价与社会效果分析 15915.1基础数据 15915.2项目财务评价 16015.3敏感性分析 16115.4财务评价附表(见附表) 16116社会稳定风险评估 18016.1社会稳定风险评估内容 18016.2社会稳定风险的表现形式及影响 18016.3社会稳定风险内容及其评价 18016.4风险防范措施 18217结论与建议 18317.1结论 18317.2主要技术经济指标 18317.3建议 183ECEPDI可行性研究报告卷册检索号：30-N806201K-A01版号：0状态：DES第2页2013年11月 霍林郭勒竞日能源有限公司30兆瓦并网光伏发电项目 本文件的知识产权为华东电力设计院所有，任何单位或 个人未经许可不得复制和使用，违者将被追究法律责任前言《霍林郭勒竞日能源有限公司30兆瓦并网光伏发电项目可行性研究报告》通过对项目科学深入的设计，主要内容包括光能资源分析、工程地质、工程项目任务与建设规模、光伏发电阵列单元选型和布置、发电量估算、示范电站电气、土建工程、环境保护和电站建成后节能效益分析，工程投资概算，财务评价等方面的计算研究，从市场、技术、经济、工程等角度对项目进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会环境影响进行科学预测，对社会稳定风险因素进行初步评估，为项目决策提供公正的、可靠的、科学性的投资咨询意见。

1综合说明1.1概述1.1.1项目背景霍林郭勒竞日能源有限公司30兆瓦并网光伏发电项目是由竞日能源有限公司投资兴建的一座大型(高压)光伏并网电站。光伏电站的规划容量为100MWp，本期建设30MWp。本项目拟从银行贷款80%，自筹资金20%进行建设，所发电量全部上网。1.1.2本项目场址位于霍林郭勒市区静湖水库西侧，场区海拔高度约950米，地势平坦，地质构造稳定。距国道304线约3km，公路运输干线可利用101省道、霍白公路，对外交通十分便利。具体位置见图1-1。图1-130MW光伏电站场址示意图霍林郭勒竞日能源有限公司30兆瓦并网光伏发电项目所处工业园区行政隶属霍林郭勒市管辖，场地海拔高程850-1100m，属于温带大陆性气候。春季干旱多风；夏季短促温热。光照充足，季节性冬土深度约1.2m的特点；地表排水畅通，地下水位埋藏很深，适合建设大型光伏并网发电项目。1.2太阳能资源霍林郭勒市阳光充足，日照较长，年太阳能总辐射值为5688MJ/㎡，日照时数2850～2950小时之间。在通辽大力发展太阳能具有较好自然条件。根据我国在1983年做出的太阳能资源区划标准，通辽市太阳能总辐射值5688MJ/㎡，属于II“很丰富带”。通辽属于太阳能资源分布较丰富地区，太阳能资源和日照小时数等均位于自治区前列，而内蒙地区的太阳能资源又远高于全国的平均水平，因此无论从气象角度还是地理角度，通辽地区非常适合建设光伏电站。1.3工程地质霍林郭勒市隶属于内蒙古自治区通辽市，位于通辽市西北部、科尔沁草原与锡林郭勒草原交汇处，处于锡林郭勒盟、兴安盟、通辽市“两盟一市”交界地带，距中蒙边界120km。地理位置在E118º17′46″~119º46′12″，N45º16'~45º46'之间。1985年11月经国务院批准建市，全市总面积585km2，总人口约10.9万人，其中常驻人口约7.6万人。现辖5个街道办事处，14个城市社区和7个城郊社区，居住着汉、蒙、回、朝鲜等17个民族，其中蒙古族人口占总人口的37.8%。霍林郭勒市是中国重要的能源工业基地，是中国优秀的旅游城市。霍林郭勒市隶属于通辽市管辖，位于西辽河下游的冲积平原，地势大致呈西南向东北倾斜。平均坡度为4.3度，地面略有起伏，二道河从中间穿过。本项目建设场地地势开阔平坦，略呈西高东低、北高南低之势，厂区平均标高950m，平均坡度在1.4%左右。1.4工程任务和规模在通辽市霍林郭勒市工业园区内建设竞日能源有限公司30MW光伏电站工程，设计寿命期25年。霍林郭勒竞日能源有限公司30兆瓦并网光伏发电项目总投资额29303万元，其占地面积约97公顷。光伏组件采用多晶，光伏发电场全部采用固定最佳倾角方式安装，25年平均年发电量4309万kWh。1.5光伏系统总体方案设计及发电量计算光伏电站系统由光伏阵列——光伏阵列防雷汇流箱——直流防雷配电柜——光伏并网逆变器——0.27/35kV升压系统—35/66kV升压系统—电网接入系统等组成。其中光伏阵列单元由太阳能电池板、阵列单元支架组成。阵列单元按平板固定倾角式方案进行经济技术比较分析，以优化阵列单元间布置间距、降低大风影响、减少占地面积、提高发电量为布置原则。本电站25年的总发电量约为10.77亿kWh，年平均发电量4309万kWh。1.6电气设计电站本期工程电池组件容量为30MWp，接入系统电压等级为66kV。本电站以66kV电压等级就近接入霍林河220kV变电站，具体方案以接入系统批复意见为准。1.7消防设计贯彻“预防为主，防消结合”的消防原则，做到防患于未“燃”。严格按照规程规定的要求设计，采取“一防、二断、三灭、四排”的综合消防技术措施。工程消防设计与总平面布置统筹考虑，保证消防车道、防火间距、安全出口等满足消防要求。1.8土建工程本电站土建工程主要有太阳能阵列单元支墩、66kV配电装置、生产运行楼、综合办公楼、门卫室、道路等建构筑物。阵列单元支墩基础形式采用钢管螺旋地锚钉。1.9施工组织设计1.9.1施工条件站址位于霍林郭勒市区静湖水库西侧，场区海拔高度约950米，地势平坦，地质构造稳定。距国道304线约4km，公路运输干线可利用101省道、霍白公路，对外交通十分便利。光伏电站施工所需的电源拟利用就近市电线路引接；施工水源结合考虑电站建成后清洗的需要，由附近的水源地引接；施工通讯可利用普及率较高的移动通讯等方法解决。1.9.2主体工程施工在安装电池板前，应先按电池板出厂前标定的性能参数，将性能较为接近的电池板成串安装，以保证电池板尽量在最佳工作参数下运行。光伏电站工程基本无大件的运输、安装、起吊问题，其最大件为31.5MVA的66kV主变压器，运输尺寸为5400×1976×3050(长×宽×高)，充油运输重量为50t，完全可以通过铁路或公路运输运抵现场，安装也仅需常规的起吊设施即可解决。电池板安装支架应以散件供货，先在施工现场将其组装成模块，然后逐件起吊就位安装。1.9.3施工总布置光伏电站距霍林郭勒市约5km，进行加工、修配及租用大型设备较方便，因此，施工修配和加工系统可主要考虑在通辽市解决。仅在施工区设必要的小型修配系统。场区内施工临时分区主要有施工生活区、材料堆场、混凝土搅拌站等生产、生活分区。1.9.4施工总进度光伏电站的施工主要有升压站区域及光伏组件区域(主要有阵列支墩、阵列钢支架、汇流系统、逆变升压系统)，对进度影响最大的因素是阵列支墩及升压站区土建工程，由于本项目是在未荒漠化天然牧草地安装30MWp太阳能光伏电池板，占地面积较大，施工场地开阔，因此可投入大量的人力全面铺开同时进行阵列支墩及升压站区域的土建工程施工，以保证工程在较短的时间内完工。整个工程从施工准备至全容量并网发电的总工期为6个月(施工准备、施工图设计同时进行)，其中：施工准备：1个月；施工图设计：4个月(从施工准备开始，且与施工交叉)；土建施工、设备安装、单体调试、联合调试：5个月(与施工图设计交叉进行)。1.9.5工程建设用地本项目主要利用天然牧草地安装太阳能光伏组件，电站总占地面积1457亩，其中光伏组件区占地1449亩，升压站区域占地8亩。1.10工程管理设计本着精干、统一、高效的原则，根据光伏电站生产经营的需要，且体现现代化电站的运行特点来设置光伏电站的管理机构，实行现代先进的企业管理。本期电站拟定的定员标准为10人，主要负责光伏电站的建设、经营、管理和运行维护。1.11环境保护和水土保持设计1.11.1拟建项目区环境概况本项目场址位于霍林郭勒市区静湖水库西侧。1.11.2环境保护标准主要环境保护目标：(1)控制施工场地扬尘造成的污染，使评价区域环境空气质量满足相关标准。(2)施工期应控制施工机械设备所产生的噪声对工程所在区域相邻单位的影响。(3)保证不因本项目的实施而污染项目所在区域地下水环境，尽量减少本项目工程废、污排放，外排废水达到相关标准。1.12劳动安全与工业卫生设计1.12.1劳动安全为了保护劳动者在电力建设中的安全和健康，改善劳动条件，电站设计必须贯彻执行相关劳动安全和工业卫生的法令、标准及规定，以提高劳动安全和工业卫生的设计水平。在电站劳动安全和工业卫生的设计中，应贯彻“安全第一，预防为主”的原则，重视安全运行，加强劳动保护，改善劳动条件。劳动安全与工业卫生防范措施和防护设施与本项目同时设计、同时施工、同时投产，并应安全可靠，保障劳动者在劳动过程中的安全与健康。防雷电由于太阳能电池阵列的面积大，而且安装在没有遮盖物的室外，因此容易受到雷电引起的过高电压的影响，必须考虑相应的安全可靠的防雷措施。避雷元件要分散安装在阵列的回路内，也可安装在汇流箱内；对于从低压配电线侵入的雷电浪涌，必须在配电盘中安装相应的避雷元件予以应对，必要时在交流电源侧安装耐雷电变压器。防电伤(1)所有电气设备均按照相关要求进行设计；(2)所有电气设备的接地均按照现行相关要求进行设计，电气设备均接地或接零；(3)按规定配置过载保护器、漏电保护器；(4)为防止静电危害，保证人身及设备安全，电力设备均宜采用接地或接零防护措施；(5)电气设备带电裸露部分与人行通道、栏杆、管道等的最小间距符合配电装置设计技术规程规定的要求；(6)为确保工作人员自身安全以及预防二次事故，在作业时必须穿适当的防护服装，如戴安全帽、带好低压绝缘手套、穿安全防护鞋或轻便运动鞋等；(7)检修太阳能电池组件时，应在表面铺遮光板，遮住太阳光后再进行维修，同时尽量避免雨天作业。防噪声、振荡(1)噪声的防治措施：设备订货时提出设备噪声限制要求，对于变压器、逆变器等设置隔声措施，使其噪声满足相关要求；(2)电站总平面布置及建筑设计时应考虑防噪措施；(3)防振动危害，应首先从振动源上进行控制并采取隔振措施。主设备和辅助设备及平台的防振设计应符合相关标准、规范的规定。1.12.2工业卫生工业卫生设计应充分考虑电站在生产过程中对人体健康不利因素，并根据设计规范和劳保有关规定，采取相应的防范措施。(1)本项目所有防暑降温和防潮防寒设计都应遵循相关标准、规程和规范的要求。(2)生产操作人员一般在单元控制室或值班室内工作。(3)场内各工作间均设置冬季采暖设备防寒，以保护运行人员身体，提高工作效率。(4)在配电间设置通风设施。1.13节能降耗分析1.13.1节能分析本电站工程总容量为30MWp，运行期年平均发电量为4309万kW·h，建设期6个月，运行期25年。系统工程电力从光伏电池组件送至35kV配电室内配电母线，在汇流与连接线存在电能损失即功率损耗，功率损耗是输电线路功率损耗和逆变器功率损耗。功率损耗包括有功损耗和无功损耗，有功损耗伴随电能损耗，使能源消费增加，无功损耗不直接引起电能损耗，但通过增大电流而增加有功功率损耗，从而加大电能损耗。本电站线路部分根据经济电流密度选用电力电缆，另外，本项目选用的逆变器功率因数≥0.99。电气部分电气部分设计采用优化设计，减少占地面积，节省材料用量的原则，通过多种布置方案的比较，选择最优方阵布置，节省了材料用量；优化电缆敷设路径布置，节省了电缆的长度。主要措施如下：(1)降低子线路导线的表面电位梯度，要求导体光滑、避免棱角，以减少电晕损耗，达到节能目的。(2)有效减少电缆使用量、减少导体的截面，在有效降低电缆使用量的同时，达到降低电能损失的目的。1.13.2节能降耗效益分析光伏发电是一种清洁的能源，没有大气和水污染问题，也不存在废渣的堆放问题，有利于周围环境的保护。本电站总容量为30MWp，每年可为电网提供电量4309万kWh，与同容量燃煤发电厂相比，以供电标煤煤耗360g/kW·h计，每年可节约标准煤约1.56万吨，减排二氧化碳约4万吨、二氧化硫约343吨、氮氧化物约115吨、烟尘约234吨。项目减少了有害物质排放量，减轻环境污染，同时不需要消耗水资源，没有污水排放。光伏电站是将太阳能转化成电能的过程，在整个工艺流程中，不产生大气、液体、固体废弃物等方面的污染物，也不会产生大的噪声污染。从节约煤炭资源和环境保护角度来分析，本光伏电站的建设具有较为明显的节能效益，从而带来可观的经济效益、社会效益及环境效益。1.14设计概算1.14.1工程概况电站本期建设规模30MWp，场址位于霍林郭勒市区静湖水库西侧。工程建设期预计6个月，生产运营期25年。主要设备运输方式：采用陆路运输。本项目主要工程量包括：光伏电池30MW、逆变器29MW(58台500kW)，光伏设备支架，土建工程，输电及变电工程(不包括升压站外送出工程)。光伏电站平均年发电量4309万kWh。工程总投资29303万元。1.14.2编制原则及依据设计概算参照中华人民共和国《风电场工程可行性研究报告设计概算编制办法及计算标准》，按编制年的当地价格水平进行编制。工程量：根据各设计专业提供的设备材料清单及工程量清单为依据计列。1.14.3投资概算范围光伏电站内所有的设备及安装工程、土建工程和其他工程费用。本项目投资含接入系统的投资(不含送出工程的投资)。1.14.4工程总估算表ECEPDI可行性研究报告卷册检索号：30-N806201K-A01版号：0状态：DES第10页2013年11月 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ECEPDI可行性研究报告卷册检索号：30-N806201K-A01版号：0状态：DES第47页2013年11月 霍林郭勒竞日能源有限公司30兆瓦并网光伏发电项目 本文件的知识产权为华东电力设计院所有，任何单位或 个人未经许可不得复制和使用，违者将被追究法律责任1.14.5工程总投资工程静态投资28800万元，工程总投资29303万元，工程动态总投资的20％为资本金，项目负债率80%。1.15财务评价与社会效果分析1.15.1财务概况分析工程计划建设期为6个月。工程总投资29303万元，单位瓦投资9.77元/Wp。技术经济指标表序号指标名称单位指标值备注1装机功率MWp30多晶硅太阳能电池2发电量万kW・h/年4309年平均3建设期月64占地面积亩14575劳动定员人106总投资万元293037最高负债率%808资本金万元5860财务分析见附表1.15.2社会效益分析人力资源效益项目建设阶段，可促进建筑业的就业情况，增加当地人的收入；本项目运营期同样需要一定数量的维护人员，可直接利用当地人力资源，从而为当地创造非农的就业机会。这一方面解决当地一部分就业问题，同时可增加当地收入，提高居民生活水平。节能和减排效益随着石油和煤炭的大量开发，不可再生能源保有储量越来越少，终有枯竭的一天，因而新能源的开发已经提到了战略高。太阳能是清洁的、可再生的能源，开发太阳能符合国家环保、节能政策，光伏电站的开发建设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。本项目建成后，预计每年可为电网提供电量4309万kWh，与同容量燃煤发电厂相比，以供电标煤煤耗360g/kW·h计，每年可节约标准煤约1.56万吨，减排二氧化碳约4万吨、二氧化硫约343吨、氮氧化物约115吨、烟尘约234吨。其它社会效益(1)可加快能源电力结构调整大力发展太阳能光伏发电，将改善能源结构，有利于增加可再生能源的比例。(2)可促进当地经济的发展随着光伏电站的相继开发，为地方开辟新的经济增长点，对拉动地方经济的发展起到积极的作用。1.16结论及建议通过对霍林郭勒竞日能源有限公司30兆瓦并网光伏发电项目的可行性研究设计，对电站光能资源进行了分析，经过论证、比较，工程投资估算和财务分析，测算并评价了该工程可能取得的经济效益。研究结果表明：兴建本项目在技术上是可行的，经济上是合理的。1.17附图、附表1.17.1光伏发电工程地理位置示意图光伏发电工程地理位置图详图7-1。1.17.2光伏发电工程特性表，见表。光伏发电工程特性表一、光电发电工程站址情况项目单位数量备注电站容量MWp30占地面积亩1457海拔高度m950二、主要气象要素项目单位数量备注多年平均气温℃1.4全年日照时数小时2786.9年蒸发量毫米mm1676.6多年平均降雨量mm344.5三、主要设备编号名称单位数量备注1光伏组件1.1峰值功率Wp3001.2开路电压VV44.51.3短路电流AA8.831.4工作电压VV35.91.5工作电流AA8.361.6峰值功率温度系数%/K-0.431.7开路电压温度系数%/K-0.331.8短路电流温度系数%/K0.0671.910年功率衰降%101.1025年功率衰降%201.11外形尺寸mm1956×992×401.12重量kg251.13数量块1667521.14固定倾角角度(°)42°2逆变器(型号：待定)2.1输出额定功率kW5002.2最大输入直流功率kW5502.3最高转换效率%98.72.4欧洲效率%98.52.5最大直流侧电压VDC10002.6最大功率跟踪(MPPT)范围VDC450～8202.7最大直流输入电流A12002.8交流输出电压范围V270(+/-10%)2.9功率因数0.992.10宽/高/厚mm2200×2180×8502.11重量kg20002.12工作环境温度范围℃-30~55℃2.13数量台2003箱式升压变电站(型号：)3.1台数台483.2容量MVA1.253.3额定电压kV354升压主变压器(型号：)4.1台数台14.2容量MVA504.3额定电压kV66kV/35kV5升压变电站出线回路数、电压等级和出线形式(型号：)5.1出线回路数回15.2电压等级kV665.3形式单母线5.4数量间隔3四、土建施工编号名称单位数量备注1光伏组件支架钢材量t18002地锚钢桩根448483土石方回填m355004施工总工期月6五、概算指标编号名称单位数量备注1静态总投资万元288002动态投资万元293033单位千瓦静态投资元/kWp96004单位千瓦动态投资元/kWp97705设备及安装工程万元224826建筑工程万元27847其他费用万元25818基本预备费万元8399建设期贷款利息万元503六、经济指标1电站容量MWp302年平均上网电量万kW.h43093上网电价(25年)元/(kW.h)0.95含税4投资方内部收益率%10.33税后5投资回收期年9.95税后6借款偿还期年187资产负债率%80

2太阳能资源2.1太阳能资源概况我国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤。根据气象部门的调查、测算：我国太阳能年总辐射量最大值在青藏高原，高达10100MJ/m2，最小值在四川盆地，仅3300MJ/m2。从大兴安岭南麓向西南穿过河套，向南沿青藏高原东侧直至西藏南部，形成一条等值线。此线以西为太阳能丰富地区，年日照时数≥3000h，这是由于这些地区位处内陆，全年气候干旱、云量稀少所致；此线以东地区(即我国东北、华北、长江中下游地区)以四川最小，由此向南、北增加，广东沿海较大，台湾和海南西部年日照时数可达2400h/a~2600h/a；内蒙古东部、华北较大，至东北北部又趋减小。由于丰富区和较丰富区占国土面积2/3以上，因而我国是一个太阳能资源丰富的国家，开发、利用前景看好。太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。我国属太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时，根据中国气象局风能太阳能评估中心推荐的国内太阳能资源地区分类办法，共分5类，其中：图2.1-1全国太阳能资源分布图

一类地区全年日照时数为3200～3300小时，年辐射量在6700～8370MJ/m2。相当于225～285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆东南部等地。二类地区全年日照时数为3000～3200小时，辐射量在5860～6700MJ/m2，相当于200～225kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。此区为我国太阳能资源较丰富区。三类地区全年日照时数为2200～3000小时，辐射量在5020～5860MJ/m2，相当于170～200kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部和安徽北部等地。四类地区全年日照时数为1400～2200小时，辐射量在4190～5020MJ/m2。相当于140～170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。五类地区全年日照时数约1000～1400小时，辐射量在3350～4190MJ/m2。相当于115～140kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳能资源最少的地区。一、二、三类地区，年日照时数大于2000h，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2/3以上，具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。2.2区域太阳能资源概况通辽市位于内蒙古自治区东侧，全年太阳总辐射在4896~5502MJ/m2之间，总的分布规律为由东南部向西北部逐渐增大。其中，以霍林郭勒市和扎鲁特旗太阳能资源较为丰富，年总辐射在5400MJ/m2以上，大部分地区年日照时数在2800h以上。2.3太阳能辐射观测资料2.3.1代表气象站的选择距离站址最近的气象站为霍林郭勒气象站。霍林郭勒气象站与本光伏电站直线距离约7km，两者之间无大的障碍物，地形变化不大，属于同一气候区，因此采用霍林郭勒气象站作为本工程太阳辐射量计算的代表站是可行的。由于霍林郭勒气象站太阳辐射观测年限较短，根据现有气象数据利用气象学推算方法对霍林郭勒站1990～2013年的总辐射量计算，并与气象站2012年、2013年的实测值进行比较如表2.3.1-1和2.3.1-2，结果较为接近。现以推算出的霍林郭勒气象站1990～2013年的太阳总辐射量数据作为本阶段的研究依据。表2.3.1-12012年霍林郭勒气象站太阳辐射推算值与实测值结果表月份123456789101112推算值（MJ/m2）263.5357.4517.6648.3777.5584.5614.6677.9492.2338.0225.0185.4实测值（MJ/m2）251.7366.7517.6603.0754.6556.5593.5660.7454.3301.0236.6209.0相对误差（%）7.53.05.012.34.911.3表2.3.1-22013年霍林郭勒气象站太阳辐射推算值与实测值结果表月份123456789101112推算值（MJ/m2）222.4330.7536.7592.9679.7568.9591.4590.0517.8352.8222.6179.4实测值（MJ/m2）238.3366.4564.6582.8726.7612.1631.3591.5528.3365.8222.2180.9相对误差（%）2.3.2太阳能资源年际变化分析(1)太阳辐射量年际变化分析霍林郭勒气象站1990～2013年太阳辐射量的年际变化曲线见图2.3.2-1。图2.3.2-1霍林郭勒气象站1990～2013年年太阳能辐射量年际变化图（1997、2000、2002、2003年缺测）由上图可以看出，近20年的总辐射量在5067MJ/m2~6100MJ/m2之间，最低值出现在1993年，为5067.7MJ/m2，最高值出现在2006年，为6100.3MJ/m2，20年平均值为5600.1MJ/m2。最近10年年总辐射量，最低值出现在2008年，为5332.9MJ/m2，最高值出现在2006年，为6100.3MJ/m2，年际变化相对稳定。（2）日照时数年际变化分析霍林郭勒气象站1984～2013年日照时数的年际变化曲线见图2.3.2-2。图2.3.2-2霍林郭勒气象站1984～2013年日照时数年际变化图由上图可以看出，近30年间的日照时数变均在2396h~3114h之间，年平均日照小时数为2794.6h；日照小时数最低值出现在1992年为2396.1h，日照小时数最高值出现在1989年的3114.6h，年际变化相对稳定。（3）日照百分率年际变化分析霍林郭勒气象站1990～2013年日照百分率的年际变化曲线见图2.3.2-3。图2.3.2-3霍林郭勒气象站1990～2013年日照百分率年际变化图（1997、2000、2002、2003年缺测）由上图可以看出，近20年间的年日照百分率年际变化与日照时数的变化趋势一致，近20年的平均日照百分率在57%~72%之间波动。2.3.3太阳能资源月际变化分析(1)太阳辐射量月际变化分析霍林郭勒气象站1990～2013年太阳辐射量月际变化曲线见图2.3.3-1。图2.3.3-1霍林郭勒气象站1990～2013从上图可以看出，霍林郭勒地区太阳辐射的月际变化较大，其数值区间为197～702MJ/m2之间，月总辐射从2月开始增加，5月达到最大值，为701.5MJ/m2，8月以后开始显著下降。（2）日照时数月际变化分析霍林郭勒气象站1984～2013年日照时数月际变化曲线见图2.3.3-2。图2.3.3-2霍林郭勒气象站1983~2012从上图可以看出，霍林郭勒地区月平均日照时数月际变化和太阳辐射量月际变化基本一致，数值区间为176～283h之间，月平均日照时数从3月开始增加，5月达到峰值，为282.7h，8月以后呈下降趋势。（3）日照百分率月际变化分析霍林郭勒气象站1990～2013年日照百分率月际变化曲线见图2.3.3-3图2.3.3-3霍林郭勒气象站1990～2013从上图可以看出，霍林郭勒地区日照百分率稳定在46%～77%之间，10月至来年3月的的日照百分率最高，在7月处于一个明显的日照百分率低值区。2.4站址气象要素及气象条件影晌分析2.4.1常规气象要素霍林郭勒气象站距光伏电站站址直线距离仅7km，因此常规气象要素可以采用霍林郭勒气象站多年实测统计结果。气象站的基本情况见表2.4-1，建站时间1973年1月，1987年1月迁移至现在位置。主要观测业务有常规气象、气象辐射、沙尘暴等基础观测。表2.4.1站名东经北纬高程(m)霍林郭勒气象站119°40′45°32′823.7对霍林郭勒气象站多年（1983~2012）观测资料进行统计，基本气象要素统计值如下：1）气温（℃）年平均温度1.4极端最高气温39.6极端最低温度-39.4年平均最高气温8.1年平均最低气温-5.2最热月（7月）平均气温19.6最冷月（1月）平均气温-19.92）蒸发量（mm）年平均蒸发量1676.6年最大蒸发量2905.3年最小蒸发量1350.63）降水量（mm）年平均降水量344.5年最大年降水量648.8年最大日降水量111.8年最大1h降水量30.04）气压（hpa）年平均气压705.25）相对湿度（％）年平均相对湿度636）日照年平均日照时数2786.9h年平均日照百分率64%7）风全年主导风向WNW年平均风速3.8m/s实测10分钟平均最大风速25m/s8）其他年平均雷暴日数24d 年最多雷暴日数37d年平均沙尘暴日数2.8d年最多沙尘暴日数14d年最大冻土深度268cm年最大积雪深度38cm9）设计风速根据霍林郭勒气象站1984~2013年多年实测大风资料，采用耿贝尔极值适线频率法计算得50年一遇平均最大风速为26.3m/s。另根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012），查得临近的通辽市和林西县50年一遇基本风压如表2.4.1表2.4.1-2站名风压值（kN/m2）设计风速（m/s）通辽0.5529.7林西0.631.0霍林郭勒位于大兴安岭以西，地形、海拔与林西较为相似，50年一遇平均最大风速采用31.0m/s。综上，本工程50年一遇设计风速取31m/s。10）暴雨强度公式本地区暴雨强度公式为：其中：P重现期（a）；t设计降雨历时（min）；i设计暴雨强度（mm/min）。11）逐月气象资料（1983~2012年）表2.4.1-3霍林郭勒月份项目月份项目123456789101112平均气温（℃）-19.6-15.7-7.53.611.817.119.718.011.33.0-8.7-15.1平均风速（m/s）3.74.04.0降水量（mm）2.02.55.510.327.763.896.879.233.8相对湿度（%）726962474562737263586570平均气压（hpa）923.2921.9919.1914.6913.4911.5911.5914.9919.0921.4921.8923.112)风向频率玫瑰图（统计年限：1980~2013）风向项目NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC频率（%）22232323576129136615图2.4.1-1霍林郭勒气象站全年风向频率玫瑰图风向项目NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC频率（%）6.8图2.4.1-2霍林郭勒气象站夏季风向频率玫瑰图风向项目NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC频率（%）7.110109.513107.32.7图2.4.1-3霍林郭勒气象站冬季风向频率玫瑰图2.4.2气象条件影晌分析（1）气温影响分析霍林郭勒气温日差较大，年平均气温为1.4℃，多年极端最高气温39.6℃，多年极端最低气温-39.4℃，逆变器的工作环境温度范围为-20℃～40℃，电池组件的工作温度范围为-40℃～85℃。一般太阳能电池组件的工作温度比环境温度高30℃左右，本项目电池组件的工作温度在允许范围内，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可靠运行及安全性没有影响。（2）风速影响分析本工程场址区地势平坦开阔，多年平均风速为3.8m/s，多年极端风速25m/s，站址处五十年一遇10m高10min平均最大风速采用31m/s。当太阳能电池组件周围的空气处于低速风状态时，可增强组件的强制对流散热，降低电池组件板面工作温度，从而在一定程度上提高发电量。但由于电池方阵迎风面积较大，组件支架设计必须考虑风荷载的影响，并以电池阵列及基础等的抗风能力在31m/s风速下不损坏为基本原则。(3)沙尘暴影响分析本工程场址区年平均沙尘暴发生日数为2.8d，最多日数为14d。沙尘暴天气时空气混浊，大气透明度大幅度降低，太阳辐射也相应降低，会直接影响光伏阵列的工作，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及清洗电池组件的措施。(4)雷暴的影响分析本工程拟建场址区年平均雷暴发生日数为24d，最多日数为37d。应根据太阳能电池组件布置的区域面积及运行要求，合理设计防雷接地系统。2.5太阳能资源分析2.5.1工程代表年的选择由于太阳辐射量具有随机性，根据各年的太阳辐射数据来计算相关的工程设计参数其结果会有很大的误差。因此要从多年的气象数据中挑选出具有代表性的太阳辐射数据，建立工程代表年以充分反映长期的太阳辐射变化规律。工程代表年的确定是通过对已有太阳辐射观测资料的分析整理，根据一定的基准挑选出“标准月”组成。并以此对工程运行期间太阳辐射强度进行预测，其关系到对工程设计参数的选择、工程运行期发电量、工程运行效益的计算等是否准确可靠。根据推算出的霍林郭勒气象站太阳辐射数据，本工程采用1990～2013年的太阳辐射资料作为本阶段研究和计算的依据，并从最近10年（2004~2013）进行工程代表年的太阳辐射数据（简称代表年）选择。2.5.2工程代表年太阳辐射数据在自然现象和社会现象中，大量的随机变量都服从或近似服从正态分布，如测量误差、海洋波浪的高度、一个地区的太阳辐射情况等。因此，可采用统计学中的正态分布来研究太阳辐射资料。太阳辐射情况的总体分布未知，其概率密度也是未知的，为了预测今后几十年的太阳辐射情况，以必要对太阳辐射的总体分布情况进行研究。我们采用直方图近似为正态分布图，以便直观了解太阳辐射情况的概率密度曲线的概况，从而找出高概率区间的高概率值，作为今后的预测值。2.5.3工程代表年标准月数据选出的工程代表年太阳辐射数据如表2.5.3-1所示。表2.5.3-1月份1月2月3月4月5月6月总辐射量（MJ/m2）257.6333.7517.6629.8709.8677.6日照时数（h）210.7228.4275.9278.5278.9249.7所在年201120102012201120092006月份7月8月9月10月11月12月总辐射量（MJ/m2）676.6650.8517.8404.7246.7199.3日照时数（h）253.1273.0256.1259.4195.4180.1所在年201020102013200920092009由不同年份的标准月所组成的工程代表年年辐射量总量为5822.0MJ/m2，年日照时数2939.2h。2.5.4当地太阳能资源综合评价拟建光伏电站的地理位置与霍林郭勒气象站比较接近，属同一气候环境区域。两地的太阳高度角、天气状况、日照时数及海拔高度均相差不大。因此，本工程站址与气象站的太阳辐射情况相似，根据推算出的霍林郭勒气象站太阳辐射资料序列为1990～2013年，以此作为本阶段站址处太阳能资源分析的依据。本工程采用1990～2013年近20年的太阳辐射资料作为本阶段研究和计算的依据，选出的本工程代表年（即年太阳总辐射量为5822.0MJ/m2）是合理、有效的。参照QX/T89-2008《太阳能资源评估方法》，对工程所在地太阳能资源进行评估，属于太阳能资源很丰富区。表2.5.4-2太阳总辐射年总量资源丰富程度≥6300MJ/m2资源最丰富5040~6300MJ/m2资源很丰富3780~5040MJ/m2资源丰富＜3780MJ/m2资源一般太阳能资源稳定程度用各月的日照时数大于6h天数的最大值与最小值的比值表示，见下公式：K=经计算，本地区的K值为1.95，参照QX/T89-2008《太阳能资源评估方法》，属于太阳能资源稳定地区。表2.5.4-3太阳能资源稳定程度等级太阳能资源稳定程度指标稳定程度＜2稳定2~4较稳定＞4不稳定

3工程地质3.1区域地质条件3.1.1区域地质构造拟建场地在大地构造单元上位于华北地块(Ⅱ)的内蒙古褶皱区(Ⅱ2)苏尼特右旗晚华力西褶皱带(Ⅱ)内的霍林河盆地内。区域内断裂构造发育，以北东～北北东向断裂为主，构成主要构造格架并控制了区内地质构造的发展，霍林河盆地的强烈沉降时期主要在中生代，沉积了巨厚的中生界地层，但新生界第三系缺失，第四系很薄，说明新生界以来，盆地的构造活动不强烈，霍林河断裂、那仁宝力格～军马场断裂，为霍林河盆地的控盆断裂。以上两条断裂第四纪活动微弱，尤其是晚更新世以来没有活动，霍林河盆地处于相对稳定状态。3.1.2地震地质拟建场地所处的区域新构造运动特征为整体缓慢升降运动，无块体间差异运动，近场区两条控制霍林河盆地的断裂，第四纪无明显活动，北西～南东向或近东西向断裂亦无明显活动。1970年以来，近场区共发生ML≥2.0级地震30次，有27次发生在1985～2003年的18年内，2.0级以上地震发生率为1.5次/年。对场地影响最大的地震是2004年3月24日东乌珠穆沁旗Ms5.9级地震，震中距约100km，对场地影响烈度为V度。自有记载以来，该区从未发生过中强地震，属于构造稳定区。据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001），拟建场址区50年超越概率10%的地表地震动峰值加速度为<0.05g，相应的地震基本烈度为<6度。3.1.3区域稳定性评价根据上述资料，拟建场址区所在的地块处于相对稳定状态。场址区无第四纪活动断裂和现代中、强震断裂直接通过，场地稳定，适宜建筑。3.2场地地质条件3.2.1地形地貌拟建场址区的地貌为冲积平原，地形相对平缓，地势从东北向西南缓慢升高，地面高程一般为905~970m（1956黄海高程，下同），场址区为草原，地形、地貌均相对单一。3.2.2地层分布情况根据本次勘测成果，拟建场址区地基土层自上而下分述如下：①粉质粘土：灰黄色、褐黄色（顶部约0.3m呈灰褐色，含植物根系及腐殖质），硬塑，局部呈可塑状，无振摇反应，切面较光滑，干强度中等，韧性中等，该层在整个场地内均有分布，层厚1.9~4.0m。②全风化泥岩、泥质砂岩：灰白色、灰黄色，以泥岩为主，局部夹泥质砂岩。泥岩为泥质结构，泥质砂岩为细粒结构，岩质较软，局部相变为煤层。该层在整个场地内均有分布，层顶高程为902.9m～955.2m，，层厚大于3m，本次勘察该层未揭穿。各地层的厚度及埋深情况见地层统计表（表6.2）。表6.2地层情况统计表地层

编号岩土

名称项

次层

厚

(m)层顶

高程

(m)层底

高程

(m)层顶

深度

(m)层底

深度

(m)①粉质黏土统计个数1617161716最大值4.00958.20955.200.004.00最小值1.90906.40902.900.001.90平均值3.00935.91932.960.003.00推荐值3.00935.91932.960.003.00变异系数0.1980.0140.0150.0000.198②全风化泥岩统计个数1616最大值955.204.00最小值902.901.90平均值932.963.00推荐值932.963.00变异系数0.0150.1983.2.3地基土的物理力学性质指标本次勘察以工程地质调查为主，并辅以适当的洛阳铲探坑进行了勘察，场址区岩土层的主要物理力学参数按照工程经验值提供见表6.3。表6.3各岩土层物理力学性质指标建议值岩土名称天然重度γ(kN/m3)内聚力c(kPa)内摩擦角φ(°)压缩模量Es(MPa)地基承载力特征值ak(kPa)①粉质粘土19.525258.0180②全风化泥岩、泥质砂岩20.0203010.02203.2.4水文地质条件场址区地下水主要为第四系孔隙潜水和下部泥岩、泥质砂岩风化带中的裂隙水，地下水位埋深变化范围较大，主要受季节气候、地形起伏和裂隙构造所控制。地下水的补给来源为大气降水及附近的沟塘侧向渗透补给，排泄方式有地下径流、蒸发和人工开采等。勘察期间恰值旱季，地下水位较低，本次勘察完成的探坑中均未见地下水位，根据收集的资料，拟建场址区地下水位埋深一般大于4m，地下水年变化幅度约为1.0m，本阶段基础设计地下水位可初步按埋深3.0m考虑，建议在下阶段勘察时进一步查明。3.2.5水、土对建筑材料的腐蚀性(1)地下水的腐蚀性根据收集的资料，本场地地下水对混凝土结构微腐蚀；在干湿交替及长期浸水环境中，地下水对钢筋混凝土结构中钢筋微腐蚀。(2)地基土的腐蚀性本次勘察取土样3件进行了土的易溶盐检测分析，试验结果见附件。按《岩土工程勘察规范(2009年版)》(GB50021-2001)进行腐蚀性评价，场地环境类型为Ⅱ类，综合判定如下：场地土对混凝土结构具有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性，对钢结构具有微腐蚀性，具体判定见表6.5。表6.5易溶盐主要指标含量序号取样编号主要指标含量对混凝土结构腐蚀判定对混凝土结构中钢筋腐蚀判定对钢结构腐蚀判定SO42-Mg2+Cl-pH值（mg/kg)（mg/kg)（mg/kg)1T11517427.8微微微2T21510428.0微微微3T31515478.0微微微3.2.6场地、地基地震效应(1)抗震设防类别根据《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223—2008)，本工程属标准设防类，即丙类。(2)设计地震动参数根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)，两个极址区50年超越概率10%地震动峰值加速度值为<0.05g，相应的地震基本烈度为<6度。(3)场地类别、场地土类型和地段划分拟建场地内的地基土由粉质粘土及风化泥岩、泥质砂岩组成，经初步判断，场地土类型为中硬土~坚硬土，场地类别以Ⅱ类为主，地段类别为建筑抗震有利地段。3.3不良地质作用据现场调查，拟建场地地形较平坦，地势开阔，场地内及附近未发现大型滑坡、崩塌、岩溶、地面隆起沉陷、采空区、泥石流和地震液化等不良地质作用，适宜本工程建设。3.4岩土工程分析及评价3.4.1地基土分析及评价①粉质粘土：该层以硬塑为主，局部呈可塑状，层厚大于1.9m，该层在整个场地内均有分布，地基承载力特征值为180kPa，是较好的天然地基持力层。②全风化泥岩、泥质砂岩：该层以泥岩为主，局部夹泥质砂岩，层厚大于3m，该层在整个场地内均有分布，地基承载力特征值为220kPa，是良好的天然地基持力层。综上，拟建场地内的浅部地层的地基承载力特征值均≥180kPa，一般均可满足本工程场地内的的建(构)筑物要求，各层下卧均无软弱层，场地具备采用天然地基的条件，但当同一个建(构)筑物横跨不同的持力层时，需注意地基均匀性问题。3.4.2冻土分析及评价本工程场地所在地区气候类型属寒冷、半干旱大陆性气候，年平均气温1.4℃，极端最低温度为-39.4℃，最冷月（1月）平均温度为-19.9℃，每到冬季存在不同程度的冻土现象。根据收集的资料，本工程场地所处地段最大冻结深度为2.68m，标准冻结深度为2.40m。季节性冻土受季节的影响，冬季冻结，夏季全部融化，因其周期性的冻结、融化，对地基的稳定性影响较大，对变形要求严格的建(构)筑物（如升压站内的主变等）可将基础深埋至最大冻结深度（即2.68m）以下或采取防冻害措施以消除季节性冻土的危害。建议在下阶段勘察时查明场地内地基土的冻胀类别。另外，季节性冻土地区基底持力层不允许残留冻土，冬季施工时如发现基底受冻应在基础浇筑前予以清除，并铺设垫层，保证地基土稳定3.5结论与建议(1)拟建工程场地无第四纪活动断裂和现代中、强震断裂直接通过，场地稳定，适宜建筑。(2)根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)，工程场地地震动峰值加速度为<0.05g，相应的地震基本烈度为<6度。场地土类型为中硬土~坚硬土，场地类别以Ⅱ类为主，地段类别为建筑抗震有利地段。(3)拟建场地内及附近未发现大型滑坡、崩塌、岩溶、地面隆起沉陷、采空区、泥石流和地震液化等不良地质作用，适宜本工程建设。(4)本工程基础设计地下水位可按埋深3.0m考虑。地下水对混凝土结构具微腐蚀，在干湿交替及长期浸水环境中地下水对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀。地基土对混凝土结构具微腐蚀，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀，对钢结构具微腐蚀。(5)拟建场地内的浅部地层的地基承载力特征值均≥180kPa，一般均可满足本工程场地内的的建(构)筑物要求，各层下卧均无软弱层，场地具备采用天然地基的条件，但当同一个建(构)筑物横跨不同的持力层时，需注意地基均匀性问题。(6)根据收集的资料，本工程场地所处地段最大冻结深度为