气候可行性论证技术规范第2部分：太阳能发电工程

1气候可行性论证技术规范太阳能发电工程本文件规定了太阳能发电工程气候可行性论证的基本规定、资料收集要求、数据处理方法、参证气象站选取、论证内容和方法以及报告基本格式等。本文件适用于内蒙古自治区境内新建、扩建或改建的地面光伏发电站和太阳能光热发电站的气候可行性论证工作，其他太阳能发电工程可参照使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB50797光伏发电站设计规范GB50794光伏发电站施工规范GB50009建筑结构荷载规范GB50019工业建筑供暖通风与空气调节设计规范GB/T51396槽式太阳能光热发电站设计标准GB/T51307塔式太阳能光热发电站设计标准GB/T31163太阳能资源术语GB/T31156太阳能资源测量总辐射GB/T33698太阳能资源测量直接辐射GB/T33699太阳能资源测量散射辐射GB/T33872太阳能资源观测站分类指南GB/T34325太阳能资源数据准确性评判方法GB/T37526太阳能资源评估方法GB/T37525太阳直接辐射计算导则GB/T31155太阳能资源等级总辐射GB/T33677太阳能资源等级直接辐射GB/T19565总辐射表GB/T35225地面气象观测规范气压GB/T35226地面气象观测规范空气温度和湿度GB/T35227地面气象观测规范风向和风速GB/T35228地面气象观测规范降水量GB/T35231地面气象观测规范辐射GB/T34412地面标准气候值统计方法QX/T117气象观测资料质量控制地面气象辐射QX/T118气象观测资料质量控制地面QX/T427地面气象观测数据格式BUFR编码QX/T550地面气象辐射观测数据格式BUFRQX/T535气候资料统计方法地面气象辐射QX/T397太阳能光伏发电规划编制规定QX/T263太阳能光伏系统防雷技术规范QX/T469气候可行性论证规范总则QX/T423气候可行性论证规范报告编制QX/T449气候可行性论证规范现场观测QX/T457气候可行性论证规范气象观测资料加工处理QX/T497气候可行性论证规范数值模拟与再分析资料应用QX/T529气候可行性论证规范极值概率统计分析QX/T436气候可行性论证规范抗风参数计算QX/T528气候可行性论证规范架空输电线路抗冰设计气象参数计算QX/T20直接辐射表DB15/T2040城市暴雨强度公式编制技术规范3术语和定义GB50797、GB/T31163、GB/T51396和GB/T51307界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1太阳能资源solarenergyresource可转化成热能、电能、化学能等以供人类利用的太阳能。[来源：GB/T31163,定义2.2]3.2[太阳]辐射要素solarradiationelements用以表征太阳辐射的气象要素,包括总辐射、法向直接辐射、水平面直接辐射、散射辐射等。[来源：GB/T34325,定义3.1.7]3.3总辐射globalradiation水平面从上方2τ立体角范围内接收到的直接辐射和散射辐射之和。[来源：GB/T31155，术语和定义3.1]3.4直接辐射directsolarradiation从日面及其周围一小立体角内发出的辐射。[来源：GB/T33698，术语和定义3.1]3.5法向直接辐射directnormalradiation在与太阳光线垂直的平面上接收到的直接辐射。[来源：GB/T33698，术语和定义3.2]3.6水平面直接辐射directhorizontalradiation水平面上接收到的直接辐射。[来源：GB/T31155，术语和定义3.4]33.7散射辐射diffuseradiation太阳辐射被空气分子、云和空气中的各种微粒分散成无方向性的、但不改变其单色组成的辐射。[来源：GB/T33699，术语和定义3.2]3.8光伏发电系统photovoltaic(PV)powergenerationsystem利用太阳电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。[来源：GB50797，术语2.1.5]3.9光伏发电站photovoltaic(PV)powerstation以光伏发电系统为主，包含各类建（构）筑物及检修、维护、生活等辅助设施在内的发电站。[来源：GB50797，术语2.1.6]3.10并网光伏发电站grid-connectedPVpowerstation直接或间接接入公用电网运行的光伏发电站。[来源：GB50794，术语2.0.9]3.11太阳能光热发电站solarthermalpowerplant通过聚集太阳能并通过热力过程将太阳直接辐射转化为电能的设施，一般由集热场、发电区构成。[来源：GB51396，术语2.0.10]3.12槽式太阳能光热发电站parabolictroughsolarthermalpowerplant集热场由槽式集热器及其连接组成的太阳能光热发电站。[来源：GB51396，术语2.0.11]3.13塔式太阳能光热发电站solarpowertowerplant集热场由定日镜和位于高塔上的吸热器组成的太阳能光热发电站。[来源：GB51307，术语2.0.7]3.14线性菲涅耳式太阳能光热发电站linearFresnelsolarthermalpowerplant具有由菲涅耳聚光器和位于菲涅耳反射镜焦线处的吸热器组成集热场特征的太阳能光热发电站。注：引用自国家标准《线性菲涅耳式太阳能光热发电站技术标准》征求意见稿。3.15气候可行性论证climaticfeasibilitydemonstration对与气候条件密切相关的规划和建设等项目进行气候适宜性、风险性及可能对局地气候产生影响的分析、评估活动。[来源：QX/T469，术语和定义3.1]4基本规定4.1太阳能发电工程分类和规模4.1.1太阳能发电工程按照发电方式不同，一般分为光伏发电工程和太阳能光热发电工程。4.1.2光伏发电工程可分为光伏发电站、分布式光伏系统、户用光伏系统。4注1：光伏发电系统可以细化分类，例如按是否接入公共电网可分为并网光伏发电系统和独立光伏发电系统；按是注2：本文件中光伏发电工程主要是指地面光伏发电站，暂不涉及水面光伏发电站、建4.1.3太阳能光热发电工程主要有塔式太阳能光热发电站、槽式太阳能光热发电站和线性菲涅耳式太阳能光热发电站等，其他形式的太阳能热动力发电工程暂不涉及。4.1.4光伏发电站按总装机容量分为大型、中型、小型。总装机容量大于500MW的应为大型光伏发电站，小于等于500MW且大于等于50MW的应为中型光伏发电站，小于50MW的应为小型光伏发电站。注1：本条参照GB50797第4.0.3、6.2.3条，原注2：分布式光伏系统的下限是户用系统的上限，分布式光伏系统的上限量应不超过50kW。分布式光伏系统的用户侧单点并网容量应大于50k4.1.5太阳能光热发电站按总装机容量分为大型、中型、小型。总装机容量大于等于400MW的应为大型光热发电站，小于400MW且大于等于50MW的应为中型光热发电站，小于50MW的应为小型光热发电站。注：本条参照GB/T51307第3.0.3条、4.2现场气象观测站的建设要求4.2.1大中型光伏发电站和光热发电站在建设前期，应在工程所在地设立现场气象观测站，观测周期不应少于一个连续完整年。注：小型光伏发电站可根据实际情况参照本条执行。4.2.2光伏发电工程设立的现场气象观测站，观测内容至少应包括水平面总辐射、水平面直接辐射、散射辐射、气压、气温、相对湿度、风向、风速、降水量等观测要素。4.2.3太阳能光热发电工程设立的太阳辐射现场观测站，观测内容至少应包括法向直接辐射、水平面总辐射、水平面直接辐射、散射辐射、气压、气温、相对湿度、风向、风速、降水量等观测要素。4.2.4对于按最佳固定倾角布置光伏方阵的大中型光伏发电站，应增设在设计确定的最佳固定倾角面上的辐射观测项目。4.2.5对于有斜单轴或平单轴跟踪装置的大中型光伏发电站，应增设在设计确定的斜单轴或平单轴跟踪受光面上的辐射观测项目。4.2.6对于高倍聚光光伏发电站，应增设法向直接辐射辐照度的观测项目。4.2.7现场气象观测站的选址、设计和建设以及竣工验收，应符合GB/T35231和QX/T449的规定。4.2.8辐射要素的观测应符合GB/T31156、GB/T33698、GB/T33699、GB/T33872、GB/T19565、GB/T35231、QX/T20和QX/T550的规定。GB/T35227、GB/T35228和QX/T427的规定。4.3现场踏勘的基本要求4.3.1应在太阳能发电工程建设前期，组织有关专家对工程拟建设区域进行现场踏勘。4.3.2踏勘内容应包括现场气象观测站的建设情况以及工程拟建设区域的地理位置、太阳能资源宏观分布情况、地形特征、植被、地质、电网、交通、通讯等基本情况。4.3.3可结合实地踏勘情况，给出现场气象观测站建设的合理建议。4.3.4应对踏勘过程和内容进行详细记录，包括文字、拍照、录音、录像或无人机航拍等资料记录，并作为原始资料保存。55基本资料收集5.1太阳能发电工程相关资料5.1.1项目的背景信息和资料，包括项目所在地的基础地理信息及高分辨率的地形数据、项目的可行性研究报告或项目建议书、项目相关论证研究成果。5.1.2与气候可行性论证有关的太阳能行业的规范、导则、技术标准。5.1.3太阳能发电工程相关的行业资料、社会经济资料、环境资料和灾害灾情资料。5.2太阳能资源观测数据5.2.1应收集与工程建设区域属于同一气候区的太阳能资源观测站实测资料，包括现场气象观测站、短期辐射观测站和国家级辐射观测站的太阳辐射观测资料。5.2.2辐射要素应包括水平面总辐射，宜包括法向直接辐射、水平面直接辐射、散射辐射、日照时数、日照百分率。5.2.3观测数据的代表性应符合GB/T37526中5.2和5.3的要求。5.2.4国家级辐射观测站应至少具有20年以上逐月水平面总辐射数据，数据质量应符合GB/T34325中4.2的要求，月值数据有效完整率应达到100%。5.2.5现场气象观测站和短期辐射观测站应至少具有1年以上太阳辐射要素连续、完整的观测数据，数据质量应符合QX/T117的要求，数据记录应至少包括小时值，且有效数据完整率应不低于95%，连续缺测时间不得超过3天。5.3常规地面气象观测资料5.3.1应收集工程所在地周边的国家级气象观测站、区域气象观测站以及现场气象观测站的地面气象观测资料。5.3.2气象要素应包括气压、气温、湿度、风向、风速、降水量，宜包括气象能见度、云、地温、蒸发、冻土、雪深、雪压、电线积冰、天气现象。5.3.3气象观测站信息应包括气象站名称、类别、位置、分布、历史沿革、观测项目、观测场高程、探测环境、与工程所在地的位置和方位等。5.3.4气象观测站位置与工程所在地位置应属于同一气候区，两地地形应无明显差异，距离不宜超过100km。5.3.5国家级气象观测站的资料年限应至少在30年以上，且气象资料具有较好的代表性、准确性和比较性。5.3.6区域气象观测站和现场气象观测站应至少具有1年以上连续、完整的气象观测记录，气象观测数据符合QX/T118的要求，且有效数据完整率应不低于95%。5.4其他资料5.4.1工程所在区域的气象灾害资料，包括灾害种类、发生频率、影响范围、灾害损失、灾害个例等。5.4.2基于气候学方法、卫星遥感反演、数值模拟、复杂地形下太阳辐射分布式模拟或其他方法，计算得到的太阳辐射数据和太阳能资源空间分布图。5.4.3工程所在区域1:50000及以上地形图资料及行政边界、水体、道路等基础地理信息资料。5.4.4影响工程所在区域的天气系统及其相关的天气气候分析资料、再分析气象资料、模式模拟结果、卫星遥感和雷达探测气象资料等。6参证气象站选取66.1选取原则6.1.1应选择与工程地点距离较近、处于同一气候区，且自然地理条件接近、下垫面条件相似的国家级气象观测站作为备选参证气象站。注：备选参证气象站数量至少2个、至多不超过5个。6.1.2参证气象站长序列资料应对影响太阳能发电工程的关键气象因子具有最优代表性。注1：一般应选取1个参证气象站，但在工程地点气象条件复杂或参证6.1.3参证气象站没有辐射要素观测，可以选取同一气候区内的国家级辐射观测站作为辐射参证站，或者采用符合GB/T37526中6.3.4和6.3.5要求的长序列计算数据。6.1.4一般应选择观测场址一直保持不变或变迁次数较少且探测环境较好的国家级气象观测站。6.2选取方法6.2.1应绘制包含论证区域以及周边气象观测站位置的地形图，并以表格形式列出备选参证气象站的历史沿革情况，以及距离工程所在位置的最短距离、相对位置、海拔高度差以及地形地貌相似性等信息。注1：气象观测站应包括备选参证气象站、区域气象观测站、现场气象观测站以及太阳能资源观测站，其中区域气象观测站和现场气象观测站作为辅助气象站，分析注2：简要说明历史沿革情况，重点考察观测场址迁移、观测仪器换型、观测方法变化（人工观测和自动观测）、6.2.2应结合历史沿革情况，对备选参证气象站资料序列进行一致性分析，内容包括对资料序列均一性的检验方法和检验结果。注：如选择2个参证气象站，应说明每个参证气象站在决定关键气象因子及其特征值时的具体作用。6.2.3应使用现场气象观测站与备选参证气象站同期观测的关键气象因子数据进行相关性分析。注：太阳能发电工程关键气象因子包括但不限于辐射要素、气温、风6.2.4应对比分析备选参证气象站与区域气象观测站同期观测的气压、气温、湿度、风速、风向和降水量数据，论证备选参证气象站的区域代表性。7数据处理方法7.1太阳能资源评估方法7.1.1太阳能资源数据的准确性应按照GB/T34325的要求进行评判。7.1.2太阳能资源数据的检验、缺测插补、代表年数据订正应按照GB/T37526的规定执行。7.1.3水平面直接辐射和法向直接辐射的计算应按照GB/T37525的规定执行。7.1.4太阳能资源等级划分应按照GB/T31155的规定执行。7.1.5太阳能直接辐射资源等级划分应按照GB/T33677的规定执行。7.2气象资料处理方法7.2.1气象观测数据的审核整理、缺测插补、均一性检验和订正应按照QX/T457的规定执行。7.2.2地面标准气候值的统计方法应符合GB/T34412的要求。77.2.3数值模拟与再分析资料的应用应符合QX/T497的要求。7.3模式运算初始资料的处理7.3.1应把气象资料处理为气象数值模拟所需的格式。7.3.2应把地形、工程建（构）筑物高度和布局等资料处理成气象数值模拟所需的格式类型。8论证内容和方法8.1区域大气环流特征分析区域四季大气环流特征，描述大尺度环流特征对当地气候形成的影响。8.2气候适宜性分析8.2.1区域气候特征根据参证气象站近30年观测资料统计结果，描述项目所在区域总体气候特征及四季气候特点。8.2.2工程宏观选址适宜性分析给出自治区及所在盟市地区太阳能资源空间分布特征和资源评价等级，结合地形、下垫面类型、交通状况、电网等信息，分析太阳能工程选址的适宜性。8.2.3工程场址太阳能资源的适宜性分析8.2.3.1应利用现场气象观测站的实测辐射数据和参证气象站的长序列辐射数据，计算订正代表年太阳辐射数据，给出工程地点太阳能资源等级。8.2.3.2对于固定式并网光伏发电站，应增加斜面总辐射年辐照量的计算和分析，推荐采用各向异性（散射）辐射模型推算最佳倾角和最佳斜面总辐射年辐照量。8.2.3.3对于光伏发电站工程，应增加太阳能电池阵列行间距的计算，遵循的确定原则是冬至日当天早晨9:00至下午15:00（当地真太阳时）的时间段内，太阳电池阵列不应被遮挡。8.2.3.4对于太阳能光热发电工程和聚光光伏发电工程，应重点分析和评估法向直接辐射，给出太阳能直接辐射资源等级。8.2.4影响太阳能发电工程建设运营的主要气象要素适宜性分析筛选和分析当地影响太阳能发电工程建设运营的主要气象要素，结合太阳能发电设备的性能参数、工程建设标准以及运营管理规范等，给出当地主要气象要素的适宜性分析结论。注：影响太阳能发电工程建设运营的主要气象要素包括但不限于云、能见度、气温、降水、风。8.3高影响天气气候事件分析及灾害防御建议8.3.1高影响天气分析8.3.1.1对太阳能发电工程影响较大的气象灾害或天气气候事件包括但不限于雷电、大风、沙尘暴、雾霾、低能见度、寒潮、高温、极端低温、暴雨洪涝、暴雪、冰雹、连阴雨、冻土、结冰等。8.3.1.2应分析论证区域内制约太阳能工程建设、运营的高影响天气变化规律，分析其出现频率及强度特征，分析计算其特征参数，并以图、表形式给出分析结果。8.3.1.3每一种高影响天气现象，宜单列章节进行分析阐述。88.3.2气象灾害防御建议应结合太阳能发电工程设备性能参数、工程建设标准和运营管理规范，给出有针对性的避免或减缓措施。8.3.3气象灾害风险评估8.3.3.1宜利用气象灾害风险评价理论，结合层次分析法，综合考虑致灾因子危险性、承灾体暴露度和承灾体脆弱性，构建太阳能发电工程气象灾害风险评估模型。8.3.3.2宜根据调研结果，结合专家打分法，确定影响太阳能发电工程的致灾因子和各因子权重。8.3.3.3主要致灾因子应包括但不限于沙尘暴、雪灾、大风、高温、低温和连阴雨。8.3.3.4应利用GIS技术，绘制太阳能发电工程所在区域的气象灾害风险区划图。8.3.4高影响天气气候事件影响综合分析提出各类高影响天气气候事件对太阳能发电工程施工建设、维护运营的风险性，给出综合性的影响评估结论。8.4工程相关气象参数推算根据GB50009、GB50019、QX/T436等技术标准和规范，以参证气象站建站以来长序列资料为依据，推算工程区各相关气象参数。8.4.1抗风参数和基本风压计算应按照GB50009和QX/T436规定的方法，计算重现期风速和基本风压。8.4.2基本雪压计算应按照GB50009规定的方法，计算基本雪压。8.4.3基本气温计算应按照GB50009规定的方法，计算基本气温。8.4.4架空输电线路抗冰设计气象参数计算应按照QX/T528规定的方法，计算抗冰设计气象参数