20MW太阳能光伏发电示范工程项目可行性研究报告.doc

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1、2.0MW太阳能光伏发电示范工程工程可行性研究报告 目 录l综合说明 . - 1 -1.1概述 . - 1 -1.2太阳能资源 . - 1 - l.3工程地质 . - 2 -1.4工程任务和规模 . - 2 -1.5太阳能光伏系统的选型、布置和发电量的计算 . - 3 -1.6电气 . - 4 -1.7工程消防设计 . - 4 -1.8土建工程 . - 5 -1.9施工组织设计 . - 5 -1.10工程管理设计 . - 6 - l.11环境保护与水土保持 . - 6 -1.12劳动平安与工业卫生 . - 7 -1.13工程概算 . - 8 - 2太阳能资源 . - 9 -2.1概况 . -

2、9 -2.2太阳能资源 . - 11 - 3工程地质 . - 13 -3.1工程地质条件 . - 13 -3.1.1地形地貌 . - 13 -3.1.2水文条件 . - 14 -3.1.3地层结构及不良地质作用 . - 14 -3.2场地地震效应 . - 15 -3.3建议及说明 . - 15 - 4工程任务和规模 . - 15 -4.1东北电网电力系统概况 . - 15 -4.2赤峰市电网现状 . - 18 -4.3赤峰市电力电量预测 . - 19 -4.4光电站建设必要性 . - 19 - 5太阳能光伏系统的选型、布置和发电量的计算. - 20 -5.1太阳能光伏系统的选型 . - 20

3、-5.1.1光伏组件的选型 . - 20 -5.1.2单晶硅太阳能电池组件的参数及外形 . - 22 -5.1.3光伏系统方阵支架的类型 . - 24 -5.1.4逆变器的选择 . - 25 -5.2光伏电站的系统设计与布置 . - 27 - 1 5.2.1光伏阵列的布置 . - 27 -5.2.2光伏电站的系统设计 . - 27 -5.3系统年发电量的估算 . - 28 -5.3.1太阳能电场发电量计算的根底数据 . - 28 -5.3.2年发电量的估算 . - 29 - 6电气 . - 31 -6.1电气一次 . - 31 -6.1.1接入电力系统方式 . - 31 -6.1.2电气主接线

4、 . - 31 -6.1.3主要电气设备选择 . - 32 -6.1.4过电压保护及接地 . - 33 -6.1.5照明 . - 33 -6.1.6升压变电所电气设备布置 . - 34 -6.2电气二次 . - 34 -6.2.1光伏电站控制、保护、测量和信号 . - 34 -6.2.2升压站35kV控制、保护、测量和信号 . - 35 -6.2.3直流系统 . - 41 -6.2.4通信调度 . - 42 -6.3主要电气设备统计表 . - 42 - 7工程消防设计 . - 45 -7.1消防设计主要原那么 . - 45 -7.1.1一般原那么 . - 45 -7.1.2设计采用的主要技术标

5、准、规程 . - 45 -7.2工程消防设计 . - 46 -7.2.l建筑物火灾危险性分类及耐火等级 . - 46 -7.2.2主要场所及主要机电设备消防设计 . - 46 -7.2.3平安疏散通道和消防通道 . - 48 -7.2.4消防给水 . - 49 -7.2.4消防电气 . - 49 -7.2.5消防监控系统 . - 50 -7.2.6消防工程主要设备 . - 51 -7.2.7 建筑消防设计 . - 53 -7.3施工消防 . - 54 -7.3.1工程施工场地规划 . - 54 -7.3.2施工消防规划 . - 55 -7.3.3 易燃易爆仓库消防 . - 55 - 8土建工程

6、 . - 57 -8.1工程地质条件 . - 57 -8.2主要技术指标 . - 58 -8.3主要建筑材料 . - 58 -8.4太阳能板支架根底及箱式变电站根底 . - 58 - 2 8.4.1太阳能板支架根底及地基处理 . - 58 -8.4.2箱式变压器根底 . - 60 -8.4.3电缆壕沟 . - 60 -8.4.4主变根底工程 . - 60 -8.4.5光电站场地平整 . - 61 -8.5升压站的总体布置 . - 61 -8.5.1总体规划 . - 61 -8.5.2站区总平面布置 . - 61 -8.5.3站区管沟布置 . - 62 -8.5.4道路及场地处理 . - 62

7、-8.5.5站前区场地及屋外配电装置场地地面的处理 . - 63 -8.5.6光伏电站3 10.1.2工程管理范围 . - 79 - 10.2主要管理设施 . - 79 -10.2.1光伏电站工程生产区、生活区的主要设施的规划 . - 79 - 10.2.2生产、生活所需电源及备用电源 . - 79 - 10.2.3生产、生活供水设施及供水方式 . - 79 - 10.2.4生产、生活区绿化规划 . - 80 - 10.2.5工程管理4 12.8.1劳动平安主要危害因素防护措施的预期效果评价 . - 99 - 12.8.2工业卫生主要有害因素防护措施的预期效果评价 . - 99 - 12.8.

8、3存在的问题和建议 . - 99 - 13工程估算 . - 100 -13.1编制说明 . - 100 -13.1.1工程概况 . - 100 - 13.1.2编制原那么和依据 . - 101 - 13.1.3根底单价、取费标准 . - 102 - 13.1.4其他费用 . - 103 - 13.1.5预备费、建设期贷款利息、铺底流动资金 . - 104 - 13.2工程投资概算表 . - 104 - 5 l综合说明1.1概述赤峰2.0MW太阳能光伏发电示范工程工程位于内蒙古赤峰市元宝山经济转型试验区。本工程远期规划装机规模4.6MW，本期建设装机规模2.0MW。本次光伏电站的主要任务是：为我

9、国今后大力开展光伏电站起到示范和建设经验积累的作用。本次主要的工作内容包括：资源分析、工程地质评价、工程任务和规模、主要设备选型和布置、发电量估算、工程投资概算和财务评价等内容。在内蒙古地区大规模建设光伏并网电站具有非常好的自然条件。充分利用这些资源大力开展并网光伏电站，对改善我国能源结构、保护环境、减少污染、节约资源非常必要。本期赤峰太阳能光伏发电示范工程工程建设规模为2.0MW，主要任务满足内蒙古美科能源高纯硅提纯工业用电、周围经济转型试验区的工业用电，多余电量并网。1.2太阳能资源内蒙古赤峰市元宝山太阳能资源较丰富，具有经济开发利用价值。据NASA数据库数据显示，赤峰市元宝山年日照时数约

10、3168h，太阳能辐射总量约为1558 kWh /m2Y。- 1 - l.3工程地质拟建场区根本为荒地，地势较为平坦，地面标高在450m左右。宏观地貌上属于山前冲洪积平原。1、场地地基稳定，岩土工程条件较好，适宜本工程的建设。2、根据本工程的工程特性及土层的埋藏分布条件，该场地无不良工程地质现象，具有较好的建筑稳定性。3、根据本工程的建设特点及结构类型，场地可采用天然地基。4、场地土对建筑材料无腐蚀性，设计时也不用考虑场土的液化问题。5、场地处于抗震的有利地段，本地区抗震设防烈度为7度，设计根本地震加速度为0.15g。1.4工程任务和规模1、赤峰市电网现状赤峰地区电网位于东北电网的西部，目前赤

11、峰地区电网以220kV 电压等级电网为主干网架，赤峰地区现有220kV变电站12座。地区电网通过500kV元董两回线和220kV宁建线与辽宁西部电网相连。在赤峰北部，以新建成的大板开关站为核心，形成热水大板开关站乌丹热水和天山林东大板大板开关站天山的2个220kV环网结构；赤峰南部电网负荷密度较大，其电力负荷为赤峰总计算负荷的五分之四；同时也是赤峰地区的能源中心，元宝山赤 - 2 - 峰西郊乌丹元宝山发电厂元宝山形成了南部地区的供电环网，还有元宝山平庄宁城建平辽宁的供电线路。目前赤峰供电区域内的常规电源中，直接接入220kV及以上电网的发电厂2座，其中元宝山发电厂主要为东北电网供电，装机容量到

12、达2100MW，除局部满足本地负荷外，大局部电力通过500kV元董两回线送入辽宁电网；赤峰热电厂在扩建了2台135MW的供机组后装机容量为349MW，通过2回220kV线路接入赤峰一次变。接入地区66kV及以下电网的电厂有21座，还有一些小水电厂分布在赤峰地区西北部。2、光伏电站规模本期规划建设容量为2.0MW的光伏电站，主要采用的太阳能光电池为单晶硅组件，支架采用常规的固定式。1.5太阳能光伏系统的选型、布置和发电量的计算光伏系统的选型主要根据制造水平，运行的可靠性，技术的成熟度和价格，并结合光伏电场的具体情况进行初步布置，计算其在标准状况的理论发电量，最后通过技术比较分析后择优选型，初步推

13、荐晶体硅太阳能电池组件，型号为CNPV-180W。太阳能支架采用固定形式。2.0MW光伏并网系统的布置为2个独立的1MW分系统，每个1MW分系统由10个100kW子系统组成，每个100kW子系统由100kW太阳电池方阵和100kW并网逆变器组成，每个1MW分系统通过一台1.25MVA的变压器升压到10kV，2.0MW光伏并网系统再通过 - 3 - 5MVA的变压器升压到35kV，并入66kV的高压输电网。光伏系统的发电量是通过RET Screen International软件计算，其年平均发电量约为289万kWh。1.6电气本工程发电量大局部自用，余量上网。拟选厂址亦选择并入美科高纯硅提纯工

14、业园区变电站的用户侧并网方案。在赤峰市元宝山区光伏发电站建设35kV升压站一座，本期2.0MW光伏发电系统以10kV电压等级接入光伏发电站升压站，光伏发电站升压站出单回35kV线路至站址附近66kV变的35kV侧。升压变电站装设一台6.3MVA双绕组有载调压变压器。35kV规划出线1回，10kV规划出线1回，电气接线采用单母线接线。在10kV侧安装2Mvar动态电容补偿装置。升压变压器电压比为3581.25%/10.5kV；在10kV母线侧安装过电压消弧装置。35kV配电装置布置在站区西南侧，向南出线，采用屋外普通中型断路器单列布置。10kV配电装置布置在站区西北侧，采用屋内开关柜单列布置。1

15、0kV电容器布置在10kV配电装置西北侧，主变压器布置在站区中部。继电保护间、所用配电室和蓄电池室均布置在综合楼内，综合楼布置在站区北侧。1.7工程消防设计本工程消防设计贯彻“预防为住，防消结合的消防工作方针， - 4 - 设计考虑站区的各类火灾的防止和扑灭，立足自救，布置要考虑消防通道，要满足在发生火灾时施救人员和机械的通行。设备选型包括电缆选型要选择防火型设备。针对工程的具体情况采取防火措施，以防止和减少火灾危害。积极采用先进的防火技术和新型防火材料，做到保障平安、使用方便、经济合理。对消防部位中央控制采取专门防火措施，安装消防监测自动报警装置。1.8土建工程太阳能板固定式共布置714个单

16、元，电池板型号为CNPV-180W。每个单元方阵与地面有4个支撑点，支架为角钢，支架根底为现浇筑钢筋混凝土根底。根底为长方柱，以最大载荷组合状态下根底的反力不脱开为原那么，经计算固定式根底尺寸为0.80.81.8m，根底埋深1.8m，单个钢筋混凝土根底体积1.2m3。施工前在四周及底面铺设200mm的中粗砂。太阳能支架地基需钢筋混凝土根底总方量为3427.2m3，钢筋172t。变电站为光电站的配套工程，站区总布置在满足生产要求的前提下，尽量减小占地面积。考虑到该工程属于发电厂，需要在升压站内建设生活、效劳性建筑。本工程建筑平面布局本着合理，功能分区明确，形体简单中求变化，形体上下错落，整个建筑

17、简洁明快的原那么。1.9施工组织设计根据本工程的特点，在施工布置中考虑以下原那么：施工总布置遵循因地制宜、方便生产、管理，平安可靠、经济适用的原那么。充分考 - 5 - 虑光伏电池板布置的特点，统筹规划，尽量节约用地，合理布置施工设施与临时设施。合理布置施工供水与施工供电。施工期间施工布置必须符合环保要求，尽量防止环境污染。光伏电池板和箱变根底混凝土浇筑：先浇筑混凝土垫层，后浇筑根底混凝土。光伏阵网和箱式变压器安装采用20t汽车吊装就位。根据工程所在地区的气候条件、建设期限的要求、控制性关键工程及工程量制定的分项施工。1.10工程管理设计光电站的自动化程度较高，管理机构的设置应根据生产经营需要

18、，本着高效、精简的原那么，实行现代化的企业管理。结合本光电站的特点进行机构设置和人员编制，定员标准为8人。其中管理人员2人，负责光伏电站的生产经营和日常管理工作，维护人员6人，负责电站设备巡视、设备定期检查、日常维护及平安和技术管理等工作。 l.11环境保护与水土保持本次规划的太阳能电站的环境影响初步评价，是在对赤峰元宝山区太阳能电站地区环境现状现场资料调查的根底上进行的，并对主要环境要素做了初步的分析、识别和筛选，确定了主要环境要素。在此根底上，得出主要有利影响和不利影响，本次规划的太阳能电站的环境影响以有利影响为主，不利影响很小，在采取必要的措施后对生态环境根本上没有不良的影响，从环境保护

19、的角度来考虑，建设本工程是可行的，不存在环境制约因素。- 6 - 水土流失预测结果说明，本工程建设期和运行期均不同程度地存在着扰动地表、破坏原地貌结构，加速土壤流失的问题。为遏制工程建设和运行期间的人为土壤流失，必须坚持预防为主、因地制宜和因害设防的原那么，采取有效的水土保持防护措施进行预防和治理，严格按照环境保护及水土保持设计要求进行生产运行，维护好各项设施，构成行之有效的防治体系，遏制新增水土流失的发生与开展。提高区域水土保持能力，治理人为造成的水土流失，保证主体工程平安运行。建设本工程的水土保持防治工程设计技术可行、投资合理，从水土保持设计的角度来考虑，是可行的。1.12劳动平安与工业卫

20、生遵循国家已经公布的政策，贯彻落实“平安第一，预防为主的方针，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平安及工业卫生的要求，保障劳动者在生产过程中的平安与健康，分析生产过程中的危害因素，提出以下防范措施和对策：1、建立以工程总经理负责的劳动平安与工业卫生组织机构，配备兼职的管理人员，明确责任，建立完善的管理体系。2、建立建设单位和施工单位两级组织机构，确定主要负责人，具体管理人。3、确定工程建设期及建成运营期的管理点。4、按照国家法律、法规针对本工程制定相关规章制度。- 7 - 5、制定有关执行规章制度的具体方法。 6、对规章制度的执行情况定期检查。1.

21、13工程概算工程概算依据国家、部门现行的有关文件规定、费用定额、费率标准等，材料价格按2021年2.0MW光伏电站工程特性表 - 8 - 2太阳能资源2.1概况太阳能资源的分布具有明显的地域性。这种分布特点反映了太阳能资源受气候和地理条件的制约。从全球角度来看，中国是太阳能资源相当丰富的国家，具有开展太阳能利用得天独厚的优越条件。中国 - 9 - 国土面积从南到北、自西向东的距离都在5000公里以上，总面积达960万平方公里，为世界陆地总面积的7%。在我国有着十分丰富的太阳能资源。全国各地太阳辐射总量为33408400MJ/m2y，中值为5852MJ/m2y。从中国太阳辐射总量分布来看，西藏、

22、新疆、青海、内蒙古等地的辐射量较大见图21，分布的根本特点是:西部多于东部，而南部大多少于北部除西藏、新疆外。 内蒙古海拔较高见图2-2，晴天多，太阳辐射强，日照时数也较多。全区总辐射量在48307014MJ/m2y之间，仅次于青藏高原，居全国第2位。日照时数在26003200小时，是全国的高值地区之一，太阳能资源异常丰富。全区太阳能资源的分布自东部向西南增多，以巴彦淖尔盟西部及阿拉善盟最多。一年之中，49月的辐射总量与日照率都在全年的50以上。特别是46月，东南季风未到内蒙古境内，所以空气枯燥，阴云天气少，日照充足。 - 10 - 2.2太阳能资源赤峰市地处内蒙古自治区东南部、蒙冀辽三省区交

23、汇处，与河北承德、辽宁朝阳接壤。地处燕山北麓、大兴安岭南段与内蒙古高平原向辽河平原的过渡地带。总面积90021平方公里，东西最宽375公里、南北最长458公里。东与通辽市毗邻，东南与辽宁省朝阳市接壤，西南与河北省承德市交界，西北与锡林郭勒盟相连，地理坐标为北纬4117-4524、东经11621-12058之间。赤峰市位于内蒙古的东南部，地处温带季风区，属于大陆性干旱 - 11 - 气候。季风显著：冬季盛行西北、东北和北风；到夏季盛行西南、南和东南风。四季清楚，温度适中。水热同期。春季太阳辐射增强，气温升高较快，日差较大，少雨风大、气候干旱；夏季主要为降雨量集中，季降水量占全年的60%-70%；

24、秋季，多受极地大陆气团控制，降水较少，易发生秋旱；冬季，受蒙古冷高压控制，盛行偏北风。全年气候根本规律是：冬季干冷，春旱多风，夏热多雨，晚秋易旱。赤峰市区位优势明显，交通条件便利，居于东北、华北两大经济区之间，东南和西南分别靠近辽中南和京津唐两个兴旺经济区域。正南临近渤海，距北京、天津、沈阳、大连几大中心城市和锦州、秦皇岛均在500公里左右，是连接关内外的重要通道。赤峰境内有8条国省公路干线与市外相通，南部京通、叶赤两条铁路与关内、东北和辽宁沿海相连。北部集通铁路横贯内蒙古腹地。民用航空拥有通往北京、赤峰市的定期航班。内蒙古赤峰市元宝山太阳能资源较丰富，具有经济开发利用价值。据NASA数据库数

25、据显示，赤峰市元宝山年日照时数约3168h，太阳能辐射总量约为1558 kWh /m2Y，太阳能直辐射量约为2089 kWh /m2Y，太阳能散辐射量约为513 kWh /m2Y，环境温度6.78，10米高度风速4.81m/s。主要气象条件：累年极端最高气温40，出现日期：1955年7月20日；累年极端最低气温-30，出现日期：1951年12月1日；- 12 - 累年平均降雨量616.0mm；累年最大降雨量950mm，出现于1964年；累年最小降雨量210mm，出现于1968年；累年全年主导风向为SSW，相应频率为15%；累年冬季主导风向为SSW，相应频率为13%；累年夏季主导风向为SSW，相

26、应频率为14%；累年最大积雪厚度为45cm，出现日期为1073年3月1日；累年一般积雪厚度为11cm；累年最大冻土深度82cm，1968年2月12、13日累年一般冻度土深48cm。3工程地质3.1工程地质条件3.1.1地形地貌拟建站地区地貌成因类型为冲积平原，地貌类型为平地，地形平坦。站址自然地面高度约为450m。场地东西方向可利用长度1km，南北方向约为0.5km，可满足规划容量2.0MW的太阳能建设及施工场地需要，扩建条件较好。- 13 - 3.1.2水文条件站址地处赤峰市元宝山经济转型开发区，开发区水源保障充足，内蒙古丘陵地形的特征雨水较少，站址50年内未遇洪涝灾害，可确保工程平安运行。

27、3.1.3地层结构及不良地质作用拟建站址区地层为第四系全新统冲积层Q4al，岩性主要为粉土、粘性土及砂土地层。粉土：黄褐、褐黄色，稍密，干微湿，具触变性。该层厚度一般不大于10m。粘性土：黄褐色，可塑软塑状态，微湿。该层厚度不均，厚度一般为5.0010.00m。砂土：浅黄、褐黄色，松散稍密，微湿。地基的承载力特征值建议采用：粉土：fak=100130kpa;粘性土：fak=110130kpa；砂土：fak=150200kpa。站址范围内无矿产资源及文物分布。站址范围内无滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等不良地质现象。- 14 - 站址土对混凝土结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中

28、的钢筋具有弱腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。3.2场地地震效应根据?中国地震动参数区划图?，赤峰市元宝山区的抗震设防烈度为7度，设计根本地震加速度值为0.15g。3.3建议及说明1、场地地基稳定，岩土工程条件较好，适宜本工程的建设。2、根据本工程的工程特性及土层的埋藏分布条件，该场地无不良工程地质现象，具有较好的建筑稳定性。3、根据本工程的建设特点及结构类型，场地可采用天然地基。4、场地土对建筑材料无腐蚀性，设计时也不用考虑场土的液化问题。5、场地处于抗震的有利地段，本地区抗震设防烈度为7度，设计根本地震加速度为0.15g。6、累年最大冻土深度82cm。4工程任务和规模4.1东北电网电力系统概况

29、目前，东北电网已初步形成500kV主网架，覆盖全区绝大局部的电源基地和负荷中心。黑龙江与吉林省间500kV输电线路2回， - 15 - 220kV线路4回；吉林与辽宁省间500kV输电线路2回，220kV线路5回；同时，通过绥中电厂至华北姜家营变电站，实现东北电网与华北电网跨区域交流联网。东北电网共有500kV输电线路31回，总长5035km；220kV输电线路473回，总长23545km。500kV变电站16座包括梨树、永源开闭所，变电容量为14560MVA；220kV变电站226座，变电容量为42680MVA。截至2006年底，东北电网区域已建成并网发电的风电场总装机容量为974.88MW

30、，主要分布在辽宁沿海一带以及吉林西部、黑龙江东部和内蒙古赤峰、通辽地区，总装机台数1236台，其中内蒙古赤峰、通辽地区320MW。根据东北地区电力工业中长期开展规划预测，“十一五用电量年均增长7，最大负荷年均增长7，到2021年东北地区用电量将到达2956亿kWh，最大负荷将到达45820MW。其中辽宁、吉林、黑龙江省和内蒙古东部地区用电量分别占全区的54.1、17.6、23.6和4.7。2021年2021年用电量预计年均增长5.5，最大负荷年均增长5.7。到2021年东北地区用电量将到达5050亿kWh，最大负荷79770MW。“十一五期间东北电网新开工电站规模20320MW，其中，常规水电

31、100MW，抽水蓄能800MW，火电16940MW，核电2000MW，风电480MW。投产电站规模17540MW，其中，常规水电835MW， - 16 - 抽水蓄能750MW，火电15470MW，风电480MW。新增500kV交流线路5336km，变电容量20000MVA，直流输电线路952km，换流容量6000MW。到2021年底，发电装机总量到达59410MW，结转“十二五17200MW。500kV线路到达11470km，变电容量39060MVA，直流输电线路952km，换流容量6000MW。预计到“十一五期末，东北电网根本形成“西电东送、北电南送的网架结构。黑龙江东北部电源基地形成向黑龙

32、江中部地区输电的双通道3回线路，黑龙江东南部电源基地形成向吉林东部送电的单通道2回线路，黑龙江与吉林、吉林与辽宁省间形成中部的北电南送的双通道4回路输电网结构，内蒙古呼伦贝尔电源基地形成向辽宁负荷中心的直流输电通道。黑龙江省中部负荷中心形成哈南永源绥化大庆的环网结构，吉林省中部负荷中心形成合心长春南东丰包家的环网结构，辽宁省中部负荷中心形成沙岭沈北沈东徐家南芬王石鞍山辽阳的双回路环网结构，大连受端电网形成三角环网结构。到2021年，东北区域电网电力供需根本平衡，“西电东送、“北电南送的输电网架结构和大庆、哈尔滨、长春、沈阳、大连等负荷中心500kV受端环网根本形成，黑龙江东部煤电基地已经形成，内蒙古东部呼伦贝尔煤电基地开始建设，霍林河及周边、锡林郭勒盟白音华煤电基地初具规模，电源布局和电网结构更加优化，优化配置电力资源的能力进一步加强。2021年至2021年预计投产发电装机规模41000MW，到2021年全区发电装机总容量将到达1亿kW。到2021年，东北电网系统将 - 17 - 形成“西电东送、北电南送的输电通道和负荷中心500kV受端环网，结构合理、技术先进、运行灵活、平安可靠的电网。4.2赤峰市电网现状赤峰地区电网位于东北电网的西部，目前赤峰地区电网以220kV 电压等级电网为主