喀左华岩羊角沟20MW光伏发电站项目可行性研究报告

喀左华岩羊角沟20MWp光伏电站项目可行性研究报告1总论1.1概述喀左华岩羊角沟20MWp光伏发电工程是由喀左华岩新能源有限公司投资兴建的一座大型高压光伏电站。喀左华岩新能源有限公司负责该电站的施工、经营和管理。喀左华岩羊角沟20MWp光伏发电工程拟建场址位于朝阳市喀喇沁左翼蒙古族自治县（简称“喀左县）羊角沟镇，喀左县区位优势明显，交通便捷，铁路有沈承线、魏塔线，公路有国道101线、306线以及2条省级公路穿越，骨干公路40条，总里程674km，形成四通八达的公路网。项目地地形较为平坦，为干枯河床，倾斜角度2-5度左右。具体位置见图1-1。图1-1喀左华岩羊角沟20MWp光伏发电工程地理位置图西安特变电工电力设计有限责任公司受喀左华岩新能源有限公司的委托，承担喀左华岩20MWp光伏发电工程可行性研究工作。其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、电站电气（包括升压站）、土建工程（包括升压站）、环境保护和电站建成后节能效益分析，工程投资概算，财务评价等工作。1.2报告编制原则及依据1.2.1编制原则（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）对场址进行合理布局，做到安全、经济、可靠。（3）充分体现社会效益、环境效益和经济效益的和谐统一。1.2.2编制依据（1）《国家发展改革委办公厅关于开展大型并网光伏示范电站建设有关要求的通知》（发改办能源〔2007〕2898号）（2）太阳能光伏发电及各专业相关的设计规程规定（3）太阳能电站有关设计规程规范《太阳光伏能源系统术语》（GB_T_2297-1989）《地面用光伏(PV)发电系统导则》（GB/T18479-2001）《光伏（PV）系统电网接口特性》（GB/T20046-2006）《光伏系统并网技术要求》（GB/T19939-2005）《光伏发电站接入电力系统技术规定》（GB/T19964-2005）《太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范》（CECS85-96）《光伏(PV)发电系统过电保护－导则》（SJ-249-11127）《太阳光伏电源系统安装工程设计规范》（CECS84-96）（4）喀左华岩羊角沟20MWp光伏发电工程可行性研究报告编制委托书。1.3工程地质1、经初勘工作，场址区未发现有滑坡、泥石流、崩塌、地面沉降、岩溶、土洞、采空区等不良地质作用，未发现有断裂构造，场地稳定，适宜本工程建设。2、根据岩土工程勘察资料，河道下部各层情况如下：=1\*GB3①层为卵石夹土，灰色，中密，饱和。卵石含量70-75%，主要粒径30-90mm，层厚1-2m，平均厚度1.5m；=2\*GB3②-1层为强风化砂质页岩土黄色~灰绿色，强风化，成砂土状及碎块状，碎块手可掰碎，整体块状结构，节理裂隙很发育。该层连续分布，层厚1~3m；=2\*GB3②-2中风化砂质页岩，土黄色~灰绿色，中风化，呈碎块状，碎块有棱角，手掰不易碎。坚硬，稍湿。该层连续分布，层厚大于3.00m。本次勘察未穿透此层。3、根据场址区工程地质条件和拟建工程项目规模特征，拟建项目建筑物的地基持力层宜选择=2\*GB3②-1强风化砂质页岩作为天然地基，基础型式适宜采用混凝土灌注桩基础。4、根据土的易溶盐分析报告成果，按照规范评判，场地土为碱性及亚氯中盐渍土，场地土对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性，对钢结构无腐蚀性。5、根据水质分析成果，按照规范评判，场地内地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。6、勘察区抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.05g。场地属于对建筑抗震有利地段，场地土类型为中硬土，建筑场地类别为Ⅱ类。7、勘察区标准冻结深度为1.20m，最大冻结深度1.4m。8、经勘察，场址区内未发现有古文物、古遗址、重点化石群、墓穴、煤层及可为工业利用的矿产资源。1.4工程任务和规模本工程的主要任务是探索高效率低成本的新能源发电模式（太阳能光伏发电模式），为将来在辽宁地区进行大规模光伏并网发电积累经验和数据，同时本项目也为朝阳市、乃至辽宁省的太阳能资源大规模开发利用做准备。喀左华岩新能源有限公司在朝阳市喀左县建设的喀左华岩羊角沟20MWp光伏发电工程，占地面积约484亩。光伏发电站容量20.89152MWp全部采用固定式支架。1.5系统总体方案设计及发电量计算本工程装机容量为20.89MWp，推荐采用分块发电、集中并网方案。光伏组件选用270Wp多晶硅光伏组件，共计77376块；逆变器选用50kW组串型逆变器，共计403台。光伏组件串由24块光伏组件串联组成，在支架上采用4行12列排布方式。光伏阵列的运行方式采用倾角15°固定式安装（方位角0°）。生产区包括光伏阵列、35kV箱式变及检修通道等。每个1.6MWp子方阵设一座升压箱变，升压箱变为便于检修位于子方阵的中间靠近检修通道位置，共计13座。生产区内光伏组件间的空地为横向道路，电站整体形成一个场内道路系统，便于较大设备的运输，满足日常巡查和检修的要求。场内道路路面为粒料路面，宽度4m。电站建成第一年发电量为2721.02万kW•h；在运行期内的年平均发电量为2468.29万kW•h，多年平均利用小时数为1181.48h。1.6电气1.6.1电气一次（1）光伏区部分本工程设计装机容量为20MWp，由13个1.6MWp的光伏发电单元组成。每1600kWp每个光伏发电单元经逆变器将直流电转换为低压交流电，一个光伏发电单元经1台1600kVA双绕组升压变压器，将逆变器输出的交流电升压至35kV。（2）升压站以及送出部分由于本工程总容量较大，考虑到电压等级与输送距离的限制，节省一次投资，本工程选定阵列区一次升压至35kV。根据方阵布置，每6或7个方阵通过箱变高压侧环网连接方式组成1回集电线路，2回集电线路送至66kV升压站35kV配电室后送出，汇集电缆暂采用YJV22-26/35kV-3×95mm2，沿场区道路直埋敷设。20MW容量汇总至66kV升压站后1回0.4km出线输送至羊角沟66kV变电站66kV间隔。由于电站35kV侧电容电流较大，经计算，35kV侧发生单相接地时对地电容电流约为30A，接地电弧不能可靠熄灭。推荐采用35kV侧中性点经小电阻接地方式，当系统发生单相接地故障时，能将故障回路快速切除，避免事故扩大。本工程厂用电拟采用双电源供电方式，一路电源引自外来的35KV线路，一路电源（备用电源）引自本电站35kV母线。在升压站设低压厂用母线段，给管理区供电，厂用电计算容量约为196.85kVA，因此在升压站设1台250kVA，35/0.4kV干式变压器。35kV配电装置推荐采用35kV户内金属移开式开关柜设备，厂用电变压器推荐采用干式变，布置在生产楼内。35kV升压箱式变户外布置。逆变器采用50kW组串式逆变器。1.6.2电气二次升压站按少人值班的原则设计，采用计算机监控为基础的控制方式，并留有远期实现无人值班的接口和功能。本阶段在未接到接入系统资料前暂按工程建成后由辽宁省调和朝阳地调管理，远动信息向省调及地调传送，最终以接入系统报告及审批意见为准。升压站监控系统采用以计算机监控系统为基础的集中监控方案。电站的综合自动化以微机保护和计算机监控系统为主体，加上其它智能设备构成电站综合自动化系统。根据调度运行的要求实现对电站的控制、调节，本站采集到的各种实时数据和信息，经处理后可传送至上级调度中心。继电保护及安全自动装置配置：采用微机型继电保护装置；保护装置出口一律采用继电器无源接点的方式；继电保护和安全自动装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。升压变电站配置一套直流控制电源系统。直流控制电源系统容量按照终期建设规模考虑。直流控制电源系统设置1组蓄电池，4套充电/浮充电装置，1套专用的放电装置，单母线接线，分级辐射式供电。直流控制电源系统电压等级为DC220V。在直流母线上设置一套直流绝缘监测装置，以监视直流系统绝缘及母线电压状况。蓄电池组设一套电池巡检装置，充电/浮充电装置设一套集中监控装置。电压互感器设置：66kV出线及主变低压侧均设置一台四绕组（三个二次绕组）电压互感器，即：一个电能计量专用星形二次绕组，一个测量兼保护用星形二次绕组，一个剩余电压绕组。其他系统：电站设置一套视频监控系统，实现对电站管理区主要设备的运行状态及安全防卫环境的图像监视；在生产楼设置一套火灾自动报警系统，选用集中报警方式；配置一套环境监测仪，实时监测日照辐照度、曝辐量、风速、风向、温度等气象参数；设置一套光伏功率预测系统，能够进行超短期（0～4h）、短期（0～24h）、长期（0～72h）的电站输出功率预测，时间间隔为15min，便于电力调度部门及时调整调度计划；设置一套有功、无功功率自动控制系统，能够接收并自动执行电网调度部门远方发送的有功、无功出力控制信号。1.6.3通讯光伏电站通信指电站内检修及巡视的通信方式，主要采用大功率无线对讲机通信方式，并以公网手机通信方式为辅。大功率无线对讲机暂按5部配置。通信设备采用直流不停电方式供电，由一套整流充电装置带蓄电池组浮充供电。在中控室内配置1套通信专用高频开关电源，并配置1组150Ah蓄电池组。1.7土建工程建（构）筑物设计主要包括：66kV升压站构筑物基础、主变基础、避雷针基础、35KV配电室及二次室。（1）35kV配电室及二次室，地上一层框架结构，建筑面积244m2。耐火等级为二级。抗震设防烈度为6度。（2）主变基础：混凝土块式基础。（3）户外构架：构架柱采用钢筋混凝土环形杆、构架横梁采用格构式型钢结构，混凝土独立基础。（4）户外支架：支架柱采用钢筋混凝土环形杆、混凝土独立基础。（5）避雷针：避雷针格构式钢结构，混凝土独立基础。光伏组件固定支架倾斜角度15°，采用檩条纵向布置、支撑三角架横向布置方案。一个结构单元内有4榀三角架自西向东平行布置。本阶段支架基础采用钢筋混凝土灌注桩基础，支架与基础、支架间杆件以及支架与檩条之间的连接方式推荐采用螺栓连接。1.8工程消防设计本工程消防设计贯彻“预防为主，防消结合”的设计原则，针对工程的具体情况，积极采用先进的防火技术，做到保障安全，使用方便，经济合理。本工程建筑物（即配电室、水泵房）耐火等级均为二级，火灾危险性类别均为戊类。生产楼耐火等级为二级，体积小于10000m3，根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）的相关规定，不设置室内消火栓系统。室外消火栓系统用水量为15L/s，一次火灾延续时间按2h计，消火栓系统一次灭火用水量为108m3。根据《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）的相关规定，本工程各建筑物室内均配置手提式磷酸铵盐干粉灭火器。在中控室、二次盘室、厂用电配电室、35KV开关柜室配置推车式磷酸铵盐干粉灭火器。在室外含油电气设备附近配置砂箱一个。本工程生活区临时设施建筑包括管理人员办公室、管理人员宿舍、施工人员宿舍、食堂等，根据《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）的相关规定，在管理人员办公室、管理人员宿舍、食堂各配置手提式磷酸铵盐干粉灭火器4具，在施工人员宿舍配置手提式磷酸铵盐干粉灭火器12具在施工期变压器附近配置手提式磷酸铵盐干粉灭火器两具、推车式磷酸铵盐干粉灭火器1辆以及砂箱一个；在柴油发电机附近配置手提式磷酸铵盐干粉灭火器两具、推车式磷酸铵盐干粉灭火器一辆以及砂箱一个。1.9施工组织设计主要建筑物材料来源充足，所有建筑材料均可通过公路和铁路运输至施工现场。生活用品可从喀左或朝阳采购。本项目施工期生产和生活采用外运拉水，施工高峰日用水量为50m3/d；施工用电为柴油发电机自发电，本工程高峰期施工用电负荷约为380kW。项目施工工期较短，占地面积较大，光伏组件布置相对分散，初步考虑施工区按分散原则布置，在与光伏组件相邻的地势较平坦区域进行施工活动。从安全及环保角度出发，生活区靠近仓库，远离混凝土搅拌站。初步估算工程临时设施总占地7300m2，建筑面积4600m2。本项目永久性占地主要包括光伏阵列、户外变配电设备、施工期各临建生产生活设施、场内临时道路等占用的土地面积。施工期临时性用地包括施工中的综合加工厂、混凝土搅拌站、施工人员临时居住建筑占地、设备临时储存仓库占地、场内临时道路和其他施工过程中所需临时占地。以上临时性用地面积均在工程永久用地范围之内，不需额外占用土地。本工程计划建设期6个月。工期总目标是：光伏电站全部设备安装调试完成，全部光伏阵列并网发电。1.10工程管理设计建设期间，根据项目目标，以及针对项目的管理内容和管理深度，光伏电站工程将成立项目公司。项目公司建设期设置5个部门：计划部、综合管理部、设备管理部、工程管理部、财务审计部，共12人，组织机构采用直线职能制，互相协调分工，明确职责，开展项目管理各项工作。根据生产和经营需要，结合现代化光伏电站运行特点，遵循精干、统一、高效的原则，对运营机构的设置实施企业管理。参照原能源部颁发的能源人[1992]64号文“关于印发新型电厂实行新管理办法的若干意见的通知”，结合新建电站工程具体情况，本光伏电站按“无人值班”（少人值守）的原则进行设计。光伏电站运营公司编制12人，设总经理1人，全面负责公司的各项日常工作。副总经理1人，管理项目及项目公司。运营公司设四个部门，财务部（2人）、计划部（2人）、综合管理部（2人）、设备管理部（2人）、工程管理部（2人）。1.11环境保护与水土保持设计光伏发电是将太阳能直接转化为电能的过程，生产过程不产生任何有害物质及噪声，因此该电站的建设和运行对周围环境无不利影响。光伏电站阵列单元重量轻，基础较浅，且建成后阵列单元与地面有一定的距离，故其永久占地实际并不多，不会改变当地的动植物分布，不会对当地的生态环境产生明显的影响。该电站场地内基本上有少量树木，没有居民居住，不存在移民问题。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，也没有污水排放。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可持续发展的新能源。该电站的建设代替燃煤电厂的建设，将减少对周围环境的污染，并起到利用清洁可再生资源、节约不可再生的化石能源、减少污染及保护生态环境的作用，具有明显的社会效益和环境效益，并且由于节煤增电具有良好的经济效益。1.12环境保护与水土保持设计劳动安全及工业卫生设计遵循国家已经颁布的政策，贯彻落实“安全第一，预防为主”的方针，参照《水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范》（GB50706-2011）的要求，在设计中结合工程实际，采用先进的技术措施和可靠的防范手段，确保工程投产后符合劳动安全及工业卫生的要求，保障劳动者在生产过程中的安全与健康。设计着重反映工程投产后，职工及劳动者的人身安全与卫生方面紧密相关的内容，分析生产过程中的危害因素，提出防范措施和对策。劳动安全设计包括防火、防电气伤害、防机械伤害、防坠落伤害等内容。工业卫生设计包括防噪声及防振动、采光与照明、防尘、防污、防腐蚀、防毒、防电磁辐射等内容。安全卫生管理包括安全卫生机构设置及人员配备，事故应急救援预案等，在采取了安全防范措施及对生产运行人员的安全教育和培训后，为并网光伏电站的安全运行提供了良好的生产条件，有助于减少生产人员错误操作而导致安全事故以及由于运行人员处理事故不及时而导致设备损坏和事故的进一步扩大，降低了经济损失，保障了生产的安全运行。1.13节能降耗分析本工程20MWp光伏组件寿命期内发电量总和约为569979232kWh，每年年均发电量值为28599169kWh，光伏组件寿命期内每年可节约标准煤约8751.73t，减少二氧化碳排放24009.50吨，减少二氧化硫排放75.39吨，减少氮氧化合物排放65.36吨。施工期：消耗的一次能源油料（柴油）约70t，折算成标准煤为102.0t；消耗的二次能源电力约27.7万kW·h，折算成标准煤为34.1t；折算成标准煤为2635.9kg；施工期总能源消耗折算成标准煤为137.0t。运行期：消耗的一次能源油料（汽油）约5.8t/a，折算成标准煤为8.5t/a；消耗的二次能源电力约17.5万kW.h，折算成标准煤为21.5t/a；折算成标准煤为672.1kg/a；运行期总能源消耗折算成标准煤为613.4t。施工期和运行期总能源消耗折算成标准煤为750.4t。根据工程经济寿命期内的能源消耗量和经济产出量，计算出本工程的耗能指标为：按统一的热值标准计算为0.0054t标准煤/万元GDP。从计算结果分析，本电站耗能指标远低于国家标准，是一个符合国家能源开发政策的节能型工程。1.14社会稳定风险分析（1）主要风险因素本项目社会稳定主要风险因素为：项目施工和运行期中发生施工扬尘、噪声污染、生活污水、生活垃圾等对自然环境产生影响；项目施工期因违反文明施工和质量管理的相关规定，造成环境污染或对周边设施产生影响，使周边利益相关者受到损失；项目施工期间有一定的流动人口，对流动人口管理不当，可能使周边居民不满；出现施工安全事故，处理不当可能引起事故当事人或家属不满。（2）风险防范和化解措施a）综合性防范和化解措施：首先，需强化组织领导，高度重视社会稳定风险预测和防范化解工作，成立专业的应急机构，确保重大事项组织实施相关信息灵敏、快捷、畅通，一旦出现重要情况能够超前防范、迅速处置；其次，需深入细致地开展调查研究，倾听公众的建议、意见，及时主动化解矛盾；第三，需加强宣传教育工作，使公众了解项目建设的必要性、对当地社会经济的贡献，使公众了解项目可能产生的负面影响及建设单位采取的措施，使公众理解并支持项目建设；第四，需制定应急预案，落实应急措施，发生突发事件时保证得到及时有效的处理，避免事件扩大；第五，各单位需加强协调配合，避免信息不对称或出现推诿现象；第六，严格考核奖惩，对处理不力的部门及有关人员进行处理。b）专项防范和化解措施：针对本项目主要风险因素，项目建设单位应加强施工及运行过程中的管理工作，采取有效措施尽量减少施工扬尘、噪声污染、生活污水及生活垃圾，加强对施工人员的管理，制定其实可行的安全生产措施，避免安全事故的发生。（3）风险等级本项目有利于优化当地电源结构、缓解节能减排压力、促进地方经济发展，经调查，当地群众对项目认可度较高。项目预期风险等级为“低风险”，社会稳定风险可控。1.15项目招标方案依据《中华人民共和国招标投标法实施条例》（国务院令第613号）和《建设项目可行性研究报告增加招标内容以及核准招标事项暂行规定》（2001年6月18日国家计委令第9号发布），结合本项目实际情况，对工程监理、土建工程施工、设备采购及机电设备安装等项目进行招标。本项目的招标组织形式采用委托招标，由项目业主委托有相应资质的公司或招标代理机构组织招标；招标方式均采用公开招标。1.16工程设计概算参考风电场工程现行的有关文件规定、费用定额、费率标准等编制依据如下：（1）参考《陆上风电场工程设计概算编制规定及费用标准》（NB/T31011-2011），并结合光伏电站自身特点进行相应调整；（2）参考《陆上风电场工程概算定额》（NB/T31010-2011）；（3）电站本阶段设计资料及工程量清单；（4）其他参考：当地相关政策、文件规定。人工预算单价参考《陆上风电场工程设计概算编制规定及费用标准》（NB/T31011-2011）规定计算。主要材料预算价格按辽宁地区2016年04月份市场价格水平确定，并计入材料运杂费及采购保管费等。主要设备价格：多晶硅光伏组件（270Wp/块）按3.45元/Wp计算；组串逆变器按0.42元/瓦计算；租地费按160元亩/年计列；其他机电设备价格参考国内现行价格水平计算。工程施工期为6个月，资金来源：光伏电站投资20%为资本金。工程总投资为17341.26万元，工程静态投资17173.37万元，单位千瓦静态投资8220.26元，单位千瓦动态投资8300.62元。1.17财务评价建设资金来源为资本金和银行贷款。资本金占总投资的20%，经营期2~21上网电价为0.7521元／kw.h(不含增值税，含增值税为0.88元／kw.h)计算，经营期22~26上网电价为0.3150元／kw.h(不含增值税，含增值税为0.3685元／kw.h)计算，贷款偿还期为15年，自有资金内部收益率为15.69％，投资回收期（所得税前）为9.75年，总投资收益率5.18％，投资利税率为6.09％，项目资本金净利润率为15.26％。由上可以看出，本项目财务收益具有一定的可行性。1.18工程特性表一、光伏电站工站场址概况编号项目单位数量备注1装机容量MWp202占地面积亩4843海拔高度m300米--350米4纬度（北纬）（°′）41°20'5经度（东经）（°′）119°32'6工程代表年太阳总辐射量MJ/m2.a5513.68水平面上二、主要气象要素项目单位数量备注多年平均气温℃9.1多年极端最高气温℃42多年极端最低气温℃-29.6多年最大冻土深度cm115多年最大积雪厚度cm37多年平均风速m/s1.3多年极大风速m/s25多年平均沙尘暴日数日30年累计29次多年平均雷暴日数日31.2三、主要设备编号项目单位数量备注1光伏组件（型号：多晶硅电池组件）1.1峰值功率Wp2701.2开路电压VocV37.41.3短路电流IscA8.631.4工作电压VmpptV30.71.5工作电流ImpptA8.151.6安装尺寸mm1650*992*401.7重量Kg19.01.8数量块773761.9固定倾角角度(°)152升压主变压器（型号：S11-1000/35型）3.1台数台133.2容量kVA16003.3额定电压kV38.5±2x2.5%/0.315/0.3154出线回路数和电压等级4.1出线回路数回14.2进线回路数回24、土建施工编号项目单位数量备注1光伏组件支架钢材量T10002土石方开挖立方-3土石方回填立方-4基础混凝土万方247605施工总工期月6五、概算指标编号项目单位数量备注1静态投资万元17173.372动态总投资万元17341.263单位千瓦静态投资元/kWp8220.264单位千瓦动态投资元/kWp8300.625施工辅助工程万元38.006设备及安装工程万元11478.277建筑工程万元3734.608其它费用万元1585.779基本预备费万元336.7310建设期贷款利息万元167.89六、经济指标编号项目单位数量备注1年上网电量万kWh2468.2925年平均2上网电价元/kW·h经营期2~21年电价0.88；经营期22~26年电价0.3685；含税4财务内部收益率%8.76税后5资本金财务内部收益率%15.69税后6投资回收期年9.45税前7投资回收期年9.75税后8借款偿还期年159资产负债率%79.71喀左华岩羊角沟20MWp光伏电站项目可行性研究报告2光资源分析2.1我国太阳能资源分布太阳能是一种清洁的可再生能源，全球储量非常丰富，化石能源终有一天要枯竭的，而太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源。随着世界对环境保护的关注，大规模开发利用太阳能是减少空气污染，减少有害气体排放的有效措施之一，所以开发利用太阳能与可再生能源将对我国经济、社会和环境持续协调发展起到重要的作用。全球权威能源机构预测，到本世纪中期太阳能将成为人类能源构成中的重要组成部分。地球上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。太阳能资源丰富程度一般以全年总辐射量和全年日照总时数表示。就全球而言，美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大，为世界太阳能资源最丰富地区。我国属太阳能资源丰富的国家之一，全国三分之二的国土面积年日照在2200小时以上，年太阳辐射量超过5000MJ/m2（相当于170千克标准煤/平方米），陆地表面每年接受太阳辐射能相当于约49000亿吨标准煤。丰富的太阳能资源，是中华民族赖以生存、永续繁衍的最宝贵的资源。将我国日照辐射强度超过9250MJ/m2的西藏西部地区以外的地区分为五类，如图2-1所示，日照辐射时间如图2-2所示。一类地区：全年日照时数为3200～3300h，年辐射量在7550～9250MJ/m2，相当于258～316kgce（kgce为1公斤标准煤，下同）燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃西部、宁夏北部和新疆南部等地。这是我国太阳能资源最丰富的地区。二类地区：全年日照时数为3000～3200h，年辐射量在5850～7550MJ/m2，相当于200～258kgce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2200～3000h，年辐射量在5000～5850MJ/m2，相当于171～200kgce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、辽宁、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1400～2200h，年辐射量在4150～5000MJ/m2。相当于142～171kgce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，属于太阳能资源可利用地区。五类地区：全年日照时数约1000～1400h，年辐射量在3350～4150MJ/m2。相当于114～142kgce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。图2.1我国太阳辐射量分布图图2.2中国太阳等效小时数分布图我国太阳能理论总储量为147×108GWh/年。我国有荒漠面积约108万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区。如果利用十分之一的荒漠安装并网光伏发电系统，装机容量就达大约1.08×1010kWp。2.2朝阳地区光资源概况由当地气象局提供的朝阳地区近年气象资料见下表：表2-12008-2012年气象要素统计表序号要素名称要素值序号要素名称要素值1年平均气温（℃）8.813年最大冻土深度（cm）1402极端最高温度（℃）43.314年日照时数（h）28503极端最低温度（℃）-34.415日照百分数（%）634地面平均温度（℃）10.716年平均雷暴日数（d）355年平均降雨量（mm）485.517年平均大风日数（d）13.26最大一次日降雨量（mm）232.218年平均沙尘暴日数（d）1.37年平均蒸发量（mm）2057.119年平均雾日数（d）2.88年最大积雪厚度（cm）1720冰雹日数（d）2.19年平均气压（hpa）995.721累年平均风速（m/s）2.810年平均相对湿度（%）5222累年最大瞬时风速（m/s）28.311晴天日数（d）12523年主导风向S12阴天日数（d）53表2-21961年-2000年各年代日照时数年代日照时数（h）年平均总云量（成）4.2年晴天日数（d）年阴天日数（d）1961~19702934.04.1123.852.51971~19802763.84.3115.058.41981~19902748.74.0128.049.71991~20002730.93.7142.146.9表2-32008-2012年太阳能总辐射量（w.h/(cm2.a)）月\年200820092010201120125年平均MJ/m2.a17.627.038.088.056.997.554271.94210.5810.111.3711.4310.2110.738386.57315.2313.9216.6115.1111.6414.502522.07418.4519.2816.6418.3714.617.468628.85518.8220.1219.3820.4416.6819.088687.17618.0319.7919.3322.216.6519.2691.2718.5720.118.9318.7816.6718.61669.96816.8814.7417.6618.5615.9116.75603915.427.7816.4916.2914.9714.19510.841012.2214.6712.5410.3311.5412.26441.36117.2810.29.277.258.118.422303.19126.177.937.235.716.196.646239.26合计165.27165.66173.53172.52150.16165.4285955.41从以上气象资料中可以看出朝阳地区的年平均气温为8.8℃。2004年~2008年，年平均太阳总辐射量为5955.4MJ/(m2.a)，属于太阳能资源丰富地区；4月—10月的太阳总辐射量大，其中6月为691.2MJ/m2.mon，11、12月至次年1-3月太阳总辐射量相对较小，其中12月为239.26MJ/m2.mon。2004年~2008年的年日照时数2850h。2.3太阳能资源分析根据专业太阳能计算软件PVSYST计算，得到以下数据：2.3.1太阳能资源丰富程度分析中国气象局2008年发布的《太阳能资源评估方法》根据年太阳能总辐射量，将太阳能资源丰富程度划分为四个等级，即最丰富、很丰富、丰富和一般，见表2-4。按照该标准的划分，项目地太阳能资源丰富程度属于资源很丰富等级，因此具有较好的开发利用价值。表2-4太阳能资源丰富程度等级表太阳总辐射年总量资源丰富程度≥1750kwh/(m2.a)资源最丰富≥6300MJ/(m2.a)1400~1750kwh/(m2.a)资源很丰富5050~6300MJ/(m2.a)1050~1400kwh/(m2.a)资源丰富3780~5040MJ/(m2.a)﹤1050kwh/(m2.a)资源一般﹤3780MJ/(m2.a)2.3.2太阳能资源稳定程度分析一年中各月总辐射量（月平均日辐射量）的最小值与最大值的比值可表征总辐射年变化的稳定度，在实际大气中其数值在(0，1)区间变化，越接近1越稳定。采用稳定度作为分级标准，将太阳辐射资源分为四个等级，如下表2-5所示。表2-5太阳能资源稳定性等级划分名称符号分级值稳定A≥0.45较稳定B0.38≤RW<0.45一般C0.28≤RW<0.38不稳定D<0.28项目所在地区月平均总辐射量值5月最大，达629.1MJ/m2·m；12月最小，为210.5MJ/m2·m。RW=0.335，属于“C”级，稳定度为“一般”。2.4综合评价通过综合分析和比较，可以看出项目场址所在地区太阳能资源较丰富，本项目水平面工程代表年太阳总辐射量为5224.5MJ/m2，在倾斜角度为15°时，倾斜面所接收到的年总辐射量为5951.88MJ/m2.a。该地区太阳能利用前景广阔，能够为光伏电站提供充足的光照资源，实现社会、环境和经济效益。3工程地质3.1前言按照本次任务书要求，本阶段主要采用工程地质资料收集等方法进行，依托收集到的资料完成本报告的编制。3.1.1勘察目的和任务本工程可研阶段的岩土工程勘察工作，主要是在搜集光伏电站建筑物上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度等方面资料的基础上，对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价，主要工作任务如下：(1)搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产、当地的工程地质、岩土工程和建筑经验等资料；(2)在充分搜集和分析已有资料的基础上，通过踏勘了解场地的地层、构造、岩性、不良地质作用和地下水等工程地质条件；(3)当拟建场地工程地质条件复杂，已有资料不能满足要求时，应根据具体情况进行工程地质测绘和必要的勘探工作；(4)当有两个或两个以上拟选场地时，应进行比选分析。3.1.2勘察依据本次勘察工作执行的技术标准主要有：《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）；《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2010年版）；《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）；《冻土工程地质勘察规范》（GB50011-2001）（2008年版）；《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）；《工程地质手册》(第四版)。3.1.3勘察等级确定根据上述拟建建筑物的规模、特征、工程重要性等级，结合邻近场区工程地质条件以及岩土勘察资料分析，综合判定本次岩土工程勘察等级为丙级（勘察等级的确定条件见表3-1）。表3-1岩土勘察等级确定表勘察等级确定勘察等级的条件工程重要性等级场地复杂程度等级地基复杂程度等级丙级三级三级三级3.1.4勘察方法概述本次勘察方法主要以收集资料、现场踏勘、场区范围及周边走访调查为主。⑴收集资料：收集工程建设地的区域地质、水文地质资料，地震资料，邻近工程地质资料，建设地气象资料。⑵现场踏勘：调查工程建设场地及附近不良地质现象，地表水文迹象；调查场区及周围工程建设情况，通过邻近工程建设开挖的基槽断面及当地工程活动所形成的坑槽断面了解场区地基土岩性。⑶场区范围及周边走访调查通过对当地建筑、水利设施等情况走访调查，了解当地工程建设经验，地下水埋深等情况。⑷探井：当所搜集的资料及现场踏勘不能满足本阶段的勘察任务要求时，在场区范围布置探井，用以揭露地层，观察、评价岩土工程特性。3.2工程地质3.2.1场地岩土工程条件（1）场址地形地貌根据岩土工程勘察资料，河道下部各层情况如下：=1\*GB3①层为卵石夹土，灰色，中密，饱和。卵石含量70-75%，主要粒径30-90mm，层厚1-2m，平均厚度1.5m。=2\*GB3②-1层为强风化砂质页岩土黄色~灰绿色，强风化，成砂土状及碎块状，碎块手可掰碎，整体块状结构，节理裂隙很发育。该层连续分布，层厚1~3m。=2\*GB3②-2中风化砂质页岩，土黄色~灰绿色，中风化，呈碎块状，碎块有棱角，手掰不易碎。坚硬，稍湿。该层连续分布，层厚大于3.00m。本次勘察未穿透此层。（2）水文地质条件该拟建场地勘察期间勘察深度内未见地下水。3.2.3场地岩土工程分析评价拟建场地地形平坦，附近较大范围内无地质灾害及不良地质作用发育。拟建场地属稳定场地，采用适宜的基础型式及必要的结构处理措施后，适宜本工程建设。该拟建场地平均等效剪切波速为417.8m/s。根据场地的剪切波速值及《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第4.1.3条和4.1.6条相关条款，确定拟建场地土的类型为中硬土，建筑场地类别为Ⅱ类。拟建场地地基土承载力特征值fak可采用如下值：全风化砂质页岩②-1：fak=350kpa中风化砂质页岩②-2：fak=800kpa3.3结论与建议(1)拟建场地地层结构清楚，无不良地质条件，可以建筑。(2)拟建场地根据场地的剪切波速值及《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第4.1.3条和4.1.6条相关条款，拟建场地土的类型为中硬土，建筑场地类别为Ⅱ类。(3)各层岩土物理力学性质均较好，满足本工程各种建（构）筑物的天然地基设计需要。(4)该拟建场地勘察期间勘察深度内未见地下水。喀左华岩羊角沟20MWp光伏发电工项目可行性研究报告PAGE994工程任务和规模4.1地区经济现状及发展规划4.1.1辽宁省概况辽宁省地形概貌大体是“六山一水三分田”。地势大致为自北向南，自东西两侧向中部倾斜，山地丘陵分列东西两厢，向中部平原下降，呈马蹄形向渤海倾斜。辽东、辽西两侧为平均海拔800米和500米的山地丘陵；中部为平均海拔200米的辽河平原；辽西渤海沿岸为狭长的海滨平原。境内山脉分别列东西两侧。东部山脉是长白山支脉哈达岭和龙岗山的延续部分，由南北两列平行山地组成，海拔在500—800米左右，海拔1300米以上的山峰有老秃顶子山（1325米）和花脖子山（1336米，为省内最高点）。主要山脉有清原摩离红山，本溪摩天岭、龙岗山，桓仁老秃子山、花脖子山，宽甸四方顶子山、凤城凤凰山，鞍山千朵莲花山和旅顺老铁山等。西部山脉是由内蒙古高原向辽河平原过渡构成的，海拔在300-1000米之间境内有大小河流300余条，其中，流域面积在5000平方公里以上的有17条，在1000—5000平方公里的有31条。主要有辽河、浑河、大凌河、太子河、绕阳河以及中朝两国共有的界河鸭绿江等，形成辽宁省的主要水系。辽河是省内第一大河流，全长1390公里，境内河道长约480公里，流域面积6.92万平方公里。境内大部分河流自东、西、北三个方向往中南部汇集注入海洋。河流水文特点为：河道平缓，含沙量高，流量年内分配不均，泄洪能力差，易生洪涝。东部河流水清流急，河床狭窄，适于发展中小水电站。辽宁省海域广阔，辽东半岛的西侧为渤海，东侧临黄海。海域（大陆架）面积15万平方公里，其中近海水域面积6.4万平方公里。沿海滩涂面积2070平方公里。陆地海岸线东起鸭绿江口西至绥中县老龙头，全长2292.4公里，占全国海岸线长的12%，居全国第5位。辽宁省有海洋岛屿266个，面积191.5平方公里，占全国海洋岛屿总面积的0.24%，占全国总面积的0.13%，岛岸线全长627.6公里，占全国岛岸线长的5%。主要岛屿有外长山列岛、里长山列岛、石城列岛、大鹿岛、菊花岛、长兴岛等。辽宁省地处欧亚大陆东岸、中纬度地区，属于温带大陆性季风气候区。境内雨热同季，日照丰富，积温较高，冬长夏暖，春秋季短，四季分明。雨量不均，东湿西干。全省阳光辐射年总量在100-200卡/平方厘米之间，年日照时数2100-2600小时。春季大部地区日照不足；夏季前期不足，后期偏多；秋季大部地区偏多；冬季光照明显不足。全年平均气温在7-11℃之间，最高气温零上30℃，极端最高可达40℃以上，最低气温零下30℃。受季风气候影响，各地差异较大，自西南向东北，自平原向山区递减。年平均无霜期130-200天，一般无霜期均在150天以上，由西北向东南逐渐增多。辽宁省是东北地区降水量最多的省份，年降水量在600-1100毫米之间。东部山地丘陵区年降水量在1100毫米以上；西部山地丘陵区与内蒙古高原相连，年降水量在400毫米左右，是全省降水最少的地区；中部平原降水量比较适中，年平均在600毫米左右。喀左太阳能电场新建工程拟建场地(以下简称该拟建场地)位于朝阳市喀左羊角沟镇旁，省级公路边，交通便利。拟建场地为干枯河道内，地势较为平坦。4.1.2气象站址位于辽宁省喀左县境内，距离朝阳气象站较近，且地形基本相同，采用朝阳气象站近30年实测资料。近30年气象特征值如下：累年平均气温9.1℃累年极端最高气温42.0℃累年极端最低气温-29.6℃累年平均最高气温16.0℃累年平均最低气温3.0℃累年最大冻土深度119cm累年平均降水量479.3mm累年最大降水量739.6mm累年最小降水量294.8mm一次性连续最大降水量216.5mm累年平均蒸发量1766.1mm累年平均相对湿度54%累年平均气压981.3hPa累年平均风速1.7m/s累年平均雷暴日31.2天累年最多雷暴日41天累年最少雷暴日22天全年最多风向SSW夏季最多风向SSW冬季最多风向NNE、NNW4.1.3水文站址所在位置为河谷地，附近大凌河通过，大凌河属于大凌河水系。大凌河是辽宁省西部最大河流，汉唐时称白狼水，辽称灵河、金改凌河。北源凌源市打鹿沟，南源建昌县黑山，到两源在喀喇沁左翼蒙古族自治县附近的大城子附近会合，东北流经努鲁儿虎山和松岭间纵谷，接纳老虎山河、牤中河、西河等支流，到义县转向循医巫闾山西侧南流，在锦县东南注入辽东湾，河口三角洲规模大，汊流发育。大凌河全长397km，流域面积2.35万km2，流域内年降水量450～600mm，集中7、8月。年均径流量16.67亿m3，流经碎屑岩、火山岩和黄土地区，含沙量达57km/m3，水土流失严重。大凌河沿岸有凌源、建平、朝阳、北票、义县、锦县（现改为凌海市）、大洼这些城市。站址距离大凌河4km，自然地面高程在300m以上，高出河槽近80m，因此不受大凌河100年一遇洪水影响。站址地势高，坡度脚大，不会形成内涝积水。4.2地区电力系统现状及发展规划4.2.1朝阳电网系统现状朝阳电网地处辽宁西部，主电源为500kV燕南变、网内燕山湖电厂1号机组（2号机组通过燕南变500kV系统并入辽宁主网）、4条220kV电源线路。朝阳电网通过燕南变与500kV主网相连，通过220千伏何州线与锦州电网相连、通过220kV宁奎线与赤峰电网相连、通过220kV左昌线、何南线与葫芦岛电网相连。截止到2014年末，朝阳电网共有500千伏变电站1座、变压器2台、容量为1500MVA；220千伏变电站13座、变压器25台、容量为4500MVA，66千伏变电站164座，变压器321台、总容量为6522.73MVA，其中公司所属66千伏变电站118座、变压器222台、容量为4697.4MVA；66千伏用户变电站46座、变压器99台、总容量为1825.33MVA；公司现有配电变压器15369台，总容量1277.291MVA。朝阳地区2014年最大负荷为1607MW，朝阳地区2014年220kV网供最大负荷为1370MW。截止到2014年末，朝阳地区并网电厂有系统发电厂、地方电厂、水电站、风电厂、太阳能电厂总共38座，装机总容量2307.3MW，其中火电厂10座，装机容量1356.75MW；水电厂7座，装机容量13.75MW；风电厂19座，装机容量916.8MW；太阳能电厂2座，装机容量20MW。其中接入500kV电网装机容量600MW；接入220kV电网装机容量699MW；接入66kV电网装机容量931.7MW；接入10kV及以下电网装机容量76.6MW，占比3.3%。4.2.2喀左电网规划（1）电网规模截止2015年底，喀左县域内共有66千伏变电站19座，主变36台，主变容量841.1兆伏安，66千伏输电线路47条，线路总长度488.1千米。县公司负责运行维护的10千伏配电线路81条/1926.931千米，10千伏配电变压器1982台/162.455兆伏安；0.4千伏台区1981个，0.4千伏线路3885.406千米。（2）电网发展水平“十二五”期间，喀左县通过农网改造升级和加大农村气化建设，县域电网供电能力大幅提升，变电站从14座增加到19座，供电能力从39.985万千伏安增加到84.11万千伏安，增加了近2.1倍；电网结构进一步优化，更加合理，所有66千伏变电站均为双电源进线；10千伏线路N-1通过率为27.16%，其中：县城N-1通过率71.43%，农村N-1通过率17.91%。户均配变容量为0.834千伏安，其中：县城户均配变容量1.311千伏安，农村户均配变容量0.673千伏安。随着电网改造升级工程实施，新设备增加较快，装备水平逐步提升；通过新建变电站和线路改造，缩短供电半径和增大线径，供电可靠性和供电质量得到提高，10千伏平均供电半径减小到9.01千米。推进无电地区电力建设，消除了无电地区，实现了户户通电。（3）电力服务大力开展农村电气化建设和农网升级改造工程，推进城乡供电服务一体化、农村电气化程度、供电质量、供电可靠性水平大幅提升，每年定期宣传农村安全用电等方面知识，提高了安全用电水平。（4）电力市场发展情况1）推进城乡电网一体化建设，“十二五”期间增容改造5座66千伏变电站，解决喀左县经济社会增长需求，提高县域和农村供电能力和水平，促进了电力发展，满足工农业生产和居民生活用电，落实增加电源布点，新建66千伏变电站5座，解决线路供电半径长，电压低、可靠性差及小城镇发展用电能力，实施农网改造，解决线路导线截面小，配变容量小等问题，改善电压质量和供电可靠性，满足县域经济发展和小城镇建设及农业现代化对电力的需求。2)满足农业生产用电需求。加强农业生产基础设施的建设，提升电力在农业生产的应用，大力支持县域农业产业发展，积极配合喀左县设施农业建设。着力改善农业生产、排灌用电设施，支持农业快速发展。“十三五”时期还将进一步发展机井等农业生产设施建设，满足农业生产用电的需求。3）农网供电能力的增强和供电质量的改善，对保障农民生活和农业生产用电，促进农村长远的经济社会发展起到了良好的作用，更多的家用电器快速进入农村家庭。近年来，彩电、冰箱、洗衣机等耐用家电大量增长，空调、电磁炉、微波炉、电饭煲等大功率电器已在农村家庭普遍得到使用。农村电网的快速发展提高了供电能力，提升了安全性、可靠性，和电能质量，解决了低电压问题，为工农业生产、居民用电，促进小城镇建设发展提供了保障，满足了用电需求，促进了农村经济社会发展。（5）重点工作实施基础。县域内小城镇、中心村农网现状，机井通电和待通电情况等县域内小城镇、中心村农网为一、二期农网改造设备，标准较低，线径细，多为35型导线，供电半径长，大多数半径长过500米以上，配变容量小多为20-30千伏安配变，户均容量小，与小城镇、中心村标准要求有较大差距，全县51个中心村需要改造升级，需要投资737736万元，2016年新通电的机井149眼，需要投资1523.22万元。4.3工程建设的必要性（1）符合可再生能源发展规划和能源产业发展方向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》、《可再生能源中长期发展规划》和《可再生能源发展“十二五”规划》，我国将通过大力发展可再生能源，优化能源消费结构，“十二五”期间可再生能源新增发电装机1.6亿MW，其中太阳能发电20000MW。到2015年，太阳能发电装机达到21000MW，其中光伏电站装机10000MW，太阳能热发电装机1000MW，并网和离网的分布式光伏发电系统安装容量达到10000MW。太阳能热利用累计集热面积达到4亿m2。到2020年，太阳能发电装机达到50000MW，太阳能热利用累计集热面积达到8亿m2。本光伏电站选址在辽宁省喀左县，从资源量以及太阳能产品的发展趋势来看，在辽宁开发光伏发电项目，有利于增加可再生能源的比例，优化系统电源结构，减轻环保压力。（2）合理开发太阳能资源，实现地区电力可持续发展光伏发电站所处的朝阳地区，经济和社会事业虽然有较大的发展，但由于交通、能源等客观条件的制约，发展速度相对缓慢，同省内某些地区相比还存在着很大差距。要实现地区经济的可持续发展，必须改变以往依赖农业资源开发利用的单一经济结构，需对资源进行重新配置。要充分利用风力、水力、太阳能、矿产、旅游、野生植物、农副产品等潜在优势，加快产业结构调整，逐步提高科技含量，增进经济效益。随着国家对辽宁地区经济发展的扶持力度，为辽宁省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。辽宁省农业较发达，但仍有大量的宜农荒地，地表水资源利用已比较充分，要进一步扩大农业耕作面积，利用光伏发电，抽取地下水，对农业发展是十分有利的。同时以电力发展带动矿产资源开发，可促进人民群众物质文化生活水平的提高，推动农村经济以及各项事业的发展，摆脱地区经济落后的局面。（3）促进送、受电地区国民经济可持续发展的需要太阳能作为具有发展潜力的新能源，是一种取之不尽、用之不竭的自然能源。辽宁地区拥有非常丰富的太阳能资源亟待开发，气候多晴天，日照时数长，是太阳能丰富的地区。太阳能对环境无任何污染，是满足可持续发展需求的理想能源之一。目前太阳能和风能的广泛开发利用，可以说是一种永续利用，对环境影响极小的能源，不论是现在或是未来，发展光伏发电项目，完善和改进新能源产业结构，促使新能源开发更趋合理，发挥更大的效力，完全可以减少对化石能源的依赖以致达到替代部分化石燃料的目标，这对开发区经济发展、改善环境和满足人民生活用电要求，将会起到重要的作用。（4）改善生态，保护环境的需要当前，开发利用可再生能源已成为世界各国改善生态、加强环境保护、应对气候变化的重要措施。随着经济社会的发展，我国能源需求持续增长，能源资源和环境问题日益突出，加快开发利用可再生能源已成为我国应对日益严峻的生态环境问题的必由之路。我国政府已把可持续发展作为经济社会发展的基本战略，制定了减排目标，到2020年，单位GDP二氧化碳排放量较2005年降低40%～45%。合理开发和节约使用自然资源，改进资源利用方式，调整资源结构配置，提高资源利用率，都是改善生态、保护环境的有效途径。综上所述，本工程建成投运后，与地方已建电站联网运行，尽可能缓解辽宁全网供电矛盾，提高新能源在能源结构中的比重。光伏发电的建设也符合国家能源政策的战略要求，不仅是当地经济的可持续发展、人民的物质文化生活水平提高的需要，也是辽宁电力工业发展的需要，同时还有重要的示范作用。因此，本项目的建设是必要的。4.4工程建设规模4.4.1电站开发条件本工程位于辽宁省喀左县境内，其中项目场址距离羊角沟镇内很近，场址区毗邻省道。电站交通相对便利，本工程根据项目地形拟新建一座66kV升压站以1回66kV送出线路接入羊角沟66kV变电站送出给电网，电力接入条件便利。4.4.2工程建设规模从地区能源资源方面分析，朝阳太阳能资源的储量能够建设装机容量20MWp规模的光伏发电场；从光伏发电开发规划方面分析，本项目开发符合光伏发电开发规划；从开发条件方面分析，本工程施工条件较好，交通及接入电网条件便利，且项目具有较好的盈利能力，因此本阶段选择装机规模20MWp是合适的。喀左华岩羊角沟20MWp光伏电站项目可行性研究报告5系统总体方案设计及发电量计算5.1阵列单元光伏电池组件选择光伏发电系统通过将大量的同规格、同特性的太阳能电池组件，经过若干电池组件串联成一串以达到逆变器额定输入电压，再将这样的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，为了避免它们之间的相互遮挡，须按一定的间距进行布置，构成一个方阵，这个方阵称之为光伏发电方阵。其中由同规格、同特性的若干太阳能电池组件串联构成的一个回路是一个基本阵列单元。每个光伏发电方阵包括预定功率的电池组件、逆变器和低压配电室等组成。若干个光伏发电方阵通过电气系统的连接共同组成一座光伏电站。（1）太阳能电池分类太阳电池种类繁多，形式各样，按基体材料分类主要有以下几种：a）硅太阳电池：主要包括单晶硅（SingleCrystaline-Si）电池、多晶硅（Polycrystaline-Si）电池、非晶硅（Amorphous-Si）电池、微晶硅（μc-Si）电池以及HIT电池等。b）化合物半导体太阳电池：主要包括单晶化合物电池如砷化镓（GaAs）电池、多晶化合物电池如铜铟镓硒（CIGS）电池、碲化镉（CdTe）电池等、氧化物半导体电池如Cr2O3和Fe2O3等。c）有机半导体太阳电池：其中有机半导体主要有分子晶体、电荷转移络合物、高聚物三类。d）薄膜太阳电池：主要有非晶硅薄膜电池（α-Si）、多晶硅薄膜电池、化合物半导体薄膜电池、纳米晶薄膜电池等。目前市场生产和使用的太阳能光伏电池大多数是用晶体硅材料制造的，随着晶体硅太阳能电池生产能力和建设投资力度的不断增长，一些大型新建、扩建项目也陆续启动，同时薄膜太阳能电池项目的建设也不断扩大，产能也在不断上升，薄膜电池中非晶硅薄膜电池所占市场份额最大。（2）太阳能电池技术性能比较受目前国内太阳电池市场的产业现状和技术发展情况影响，市场上主流太阳电池基本为晶硅类电池和薄膜类电池。a）晶体硅太阳电池单晶硅电池是发展最早，工艺技术也最为成熟的太阳电池，也是大规模生产的硅基太阳电池中，效率最高的电池，目前规模化生产的商用电池效率在14%~20%，曾经长期占领最大的市场份额；规模化生产的商用多晶硅电池的转换效率目前在13%~15%，略低于单晶硅电池的水平。和单晶硅电池相比，多晶硅电池虽然效率有所降低，但是生产成本也较单晶硅太阳电池低，具有节约能源，节省硅原料的特点，易达到工艺成本和效率的平衡，目前已成为产量和市场占有率最高的太阳电池。b）薄膜类太阳电池薄膜类太阳电池由沉积在玻璃、不锈钢、塑料、陶瓷衬底或薄膜上的几微米或几十微米厚的半导体膜构成。在薄膜类电池中，非晶薄膜电池所占市场份额最大。其主要具有如下特点：=1\*GB3①用材少，制造工艺简单，可连续大面积自动化批量生产，制造成本低；=2\*GB3②制造过程消耗电力少，能量偿还时间短；=3\*GB3③基板种类可选择；=4\*GB3④弱光效应好，温度系数低，发电量多；=5\*GB3⑤售价较晶体硅电池低。紧紧围绕提高光电转换效率和降低生产成本两大目标，世界各国均在进行各种新型太阳电池的研究开发工作。目前，晶硅类高效太阳电池和各类薄膜太阳电池是全球新型太阳电池研究开发的两大热点和重点。已进行商业化应用的单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅薄膜太阳电池、碲化镉薄膜太阳电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池主要特性如表5.1-1所示。表5.1-1主要商用太阳能电池组件特性表电池种类晶硅类薄膜类单晶硅多晶硅非晶硅碲化镉铜铟硒商用效率14%~20%13%~15%5%~9%5%~8%5%~8%实验室效率24%20.3%12.8%16.4%19.5%使用寿命25年25年25年25年25年组件层厚度厚层厚层薄层薄层薄层49规模生产已形成已形成已形成已形成已证明可行环境问题中性中性中性有（使用镉）除使用镉外为中性能量偿还时间2~3年2~3年1~2年1~2年1~2年主要原材料中中丰富镉和碲化物都是稀有金属铟是昂贵的稀有金属生产成本高较高较低相对较低相对较低主要优点效率高技术成熟效率较髙技术成熟弱光效应好成本较低弱光效应好成本相对较低弱光效应好成本相对较低根据上表可知，晶硅类太阳能电池由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点，被广泛应用于大型并网光伏电站项目。非晶硅薄膜太阳能电池尽管转化效率较低、占地面积较大，但其成本亦较晶硅电池低，且在弱光条件下性能好于晶硅类太阳能电池。因此，其在MW级太阳能光伏电站的应用中具备一定的竞争力。两种晶硅电池最大的差别是单晶硅的光电转化效率略高于多晶硅电池，也就是相同功率的电池组件，单晶硅电池组件的面积小于多晶硅电池组件的面积。两种电池组件的电性能、寿命等重要指标相差不大，若仅考虑技术性能，在工程实际应用过程中，无论单晶硅还是多晶硅电池都可以选用。非晶硅薄膜电池与晶硅电池相比，制造工艺相对简单、成本低、不需要高温过程、能源消耗少、单片面积大、组装简单、易于大规模生产等特点，其所占的市场份额组件增加。但目前相对效率较低、稳定性不佳，考虑到工程场址区的气候特点，同时由于非晶硅薄膜电池自身封装特点，其顶电极与背电极距离较近，在电池互联处容易发生电池短路情况；另外针孔及电池材料的腐蚀或损坏的区域也可能会导致短路概率更大。在技术性能上考虑，非晶硅薄膜电池有一定的优势，但产品稳定性和适应性方面目前缺点相对明显，需要更多实际工程的检验。（3）太阳能电池类型的确定晶硅类电池与非晶硅类电池板相比，晶硅电池板效率高，技术成熟。本项目考虑到多晶硅电池板技术发展较快，国内外尚有较大规模应用的实例，发展前景看好，根据本工程的规模、场地条件及太阳辐射条件，经综合分析，本工程拟全部选用多晶硅电池组件。综上所述，本工程暂选用多晶硅太阳能电池组件。（4）太阳能电池组件规格的选择通过市场调查，国内主流厂商生产的多晶硅太阳能组件应用于大型并网光伏发电系统的，其目前主流规格大多为255Wp-310Wp。综合考虑组件效率、技术成熟性、市场占有率，以及采购订货时的可选择余地，本工程初选多晶硅为270wp的电池组件。表5.1-2太阳能电池组件参数表项目单位数量峰值功率(WP)WP270开路电压(ISC)V38.8短路电流(VOC)A9.15峰值电压(VMP)V31.5工作电流(IMP)A8.6安装尺寸mm1650×992×40重量kg195.2光伏阵列单元基本型式的确定5.2.1安装方式的确定太阳电池方阵的发电量与阳光入射强度有关，当光线与太阳电池方阵平面垂直时发电量最大，随着入射角的改变，发电量会明显下降。太阳能跟踪装置可以将太阳能板在可用的8小时或更长的时间内保持方阵平面与太阳入射光垂直，将太阳能最大程度的转化为电能。目前国内外一些太阳跟踪装置生产厂的产品大致可以分两种，一种为单轴跟踪，即东西方向转动跟踪太阳；另一种为双轴跟踪，即既有东西向跟踪，同时太阳能板倾角也随季节的不同而改变。一般来说，采用自动跟踪装置可提高发电量20%～40%左右，从而相对降低投资10%～20%。目前，国内光伏发电系统普遍采用的是非聚焦平板固定倾角阵列发电方式。因增加自动跟踪装置后，将增加占地面积，所以适合于荒漠区大型并网光伏电站和聚焦型光伏电站，而国内的配套政策支持力度不足，大型高压并网光伏电站项目较少，因此国内跟踪装置生产商的研发投入较少，目前还未实现产业化生产，造成跟踪装置价格相对较贵，反过来又制约了跟踪装置在大型高压并网光伏电站上的使用。根据已建工程调研数据，若采用斜单轴跟踪方式，系统实际发电量可提高约18%，若采用双轴跟踪方式，系统实际发电量可提高约25%。在此条件下，以固定安装式为基准，对1.6MWp光伏阵列采用三种运行方式比较如表5.2-1。表5.2-11.6MWp阵列各种运行方式比较表项目固定安装式水平单轴跟踪斜单轴跟踪双轴跟踪发电量增加百分比(%)100115120125占地面积（万m2）5.0直接投资增加百分比(%)100111114122运行维护工作量小有旋转机构，工作量较大有旋转机构，工作量大有旋转机构，工作量更大支撑点多点支撑多点支撑多点支撑单点支撑抗大风能力迎风面积固定，抗风较差。风大时可将板面调平，抗风较好。风大时可将板面调平，抗风较好。风大时可将板面调平，抗风较好。由表中数据可见，固定式与自动跟踪式各有优缺点：固定式初始投资较低、且支架系统基本免维护；自动跟踪式初始投资较高、需要一定的维护，但发电量较倾角最优固定式相比有较大的提高，假如能很好的控制后期维护工作增加的成本，采用自动跟踪式运行的光伏电站单位电度发电成本将有所降低。若自动跟踪式支架单价能进一步降低，同时又较好解决阵列同步性及减少维护工作量，则自动跟踪式系统相较固定安装式系统将更有竞争力。经对固定式和跟踪式两种运行方式的初歩比较，考虑到本工程规模较大，固定式初始投资较低、且支架系统基本免维护；自动跟踪式虽然能增加一定的发电量，但目前初始投资相对较高、而且后期运行过程中需要一定的维护，运行费用相对较高，另外电池阵列的同步性对机电控制和机械传动构件要求较高，自动跟踪式缺乏在场址区或相似特殊的气候环境下的实际应用的可靠性验证，在我国气候环境较复杂的荒漠区大规模应用的工程也相对较少，同时国内技术成熟可靠稳定的跟踪系统生产厂家相对较少。因此，本工程推荐选用固定式运行方式。5.2.2光伏发电方阵容量的选择采用光伏发电方阵布置方式，具有电池板布局整齐美观，厂区分区明确，设备编号和管理方便，运行和检修吹扫方便等优点。由于本工程建设规模较大。本光伏电站采用以1.6MW为一个子方阵的设计方案，本电站共13个1.6MW的子方阵。5.2.3光伏方阵单元型式的确定根据建站地区纬度，考虑到项目地纬度较高，红线面积不足。并网太阳能系统的太阳能板倾角按15度考虑。电池组件串联组数的确定主要依据其工作电压、开路电压、当地温度和瞬时辐射强度对开路电压、工作电压的影响来分析：本电站实际装机容量为20891.52kWp，太阳能电池组件选型为270wp多晶硅电池，组串式逆变器容量选用50kW。在光伏方阵中，同一光伏组件串中各光伏组件的电性能参数宜保持一致，光伏组件串的串联数参照GB50797-2012《光伏发电站设计规范》按下列公式计算：（5.4.1-1）（5.4.1-2）式中：——光伏组件的开路电压温度系数；——光伏组件的工作电压温度系数；N——光伏组件的串联数（N取整）；——光伏组件工作条件下的极限低温（℃）；——光伏组件工作条件下的极限高温（℃）；——逆变器允许的最大直流输入电压（V）；——逆变器MPPT电压最大值（V）；——逆变器MPPT电压最小值（V）；——光伏组件的开路电压（V）；——光伏组件的工作电压（V）。经计算，串联光伏组件数量N为：18≤N≤29。根据场址区的气候环境资料和光伏组件技术参数以及逆变器的MPPT电压范围，计算不同工况下光伏组件可能达到的开路电压。结合项目所在地的太阳能辐射和气温等条件进行测算，单个270Wp多晶硅光伏组件可能达到的最高开路电压为38.8V，当采用24组串联时，此时光伏组件串的开路电压为931V，此电压值大于逆变器MPPT工作最大电压范围850V，考虑到系统损失，到逆变器侧损耗约12%，折算到逆变器侧可满足运行要求。5.3逆变器选型并网逆变器是光伏并网系统中的重要器件，它的作用是将光伏系统发出的直流电转化为交流电，这样就可以利用电网作为光伏系统的储能设备，从而节约了一般独立系统中占地面积大，成本较高的蓄电池组。一般来说，并网逆变器的总功率越大，输入电压越高，逆变转化效率会越高。本项目采用华为组串型逆变器SUN2000-50KTL，相较于传统的大型并网逆变器，可以提高发电量3%-5%，一定程度上提高项目收益水平。图5-1SUN2000-50KTL外形图该产品性能特点有：更高发电量SUN2000-50KTLPhoton效率双A+，业界领先最高效率98.8%,欧洲效率98.4%多达3路MPPT，适应复杂的屋顶环境，提升发电量110%过载持续运行，强光多10%发电量高可靠性通信电源20年技术积累，服务全球1/3人口，同一平台打造逆变器产品25年设计使用寿命，年可用率高达99.7%自然散热，无需外接风扇业界最高防雷等级，内置交直流防雷模块智能多达9路组串智能监控和故障检测，可减少组串故障定位时间80%标配485和USB接口，支持USB数据传输和软件升级（该端口支持安全防护机制)支持远程监控和电网管理功能友好低电压穿越，电网适应性强业界最低噪声：29dB自重48kg，体积0.08m3，易安装维护外置防水端子，无需开盖快速连接IP65室外应用SUN2000-50KTL组串型逆变器性能指标如下：逆变器性能参数技术指标SUN2000-50KTL效率最大效率98.80%欧洲效率98.40%输入最大输入功率(cosφ=1时)52500W最大输入电压1100V最大输入电流(每路MPPT)22A最低工作电压250V满载MPPT电压范围625V~850V额定输入电压750V输入路数9MPPT数量3输出额定输出功率47500W最大有功功率(cosφ=1时)52500W额定输出电压3×288V/500V+PE输出电压频率50Hz/60Hz最大输出电流60.8A功率因数0.8超前…0.8滞后最大总谐波失真<3%保护输入直流开关支持防孤岛保护支持输出过流保护支持输入反接保护支持组串故障检测支持直流浪涌保护类型II交流浪涌保护类型II绝缘阻抗检测支持RCD检测支持显示与通信显示LED指示灯RS485支持USB支持常规参数尺寸(宽×高×深)930mm×550mm×260m