10MWP太阳能光伏发电工程预可行性研究报告.doc
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1、10MWP太阳能光伏发电工程可可 行行 性性 研研 究究 报报 告告甘肃汇能新能源技术设计所批准:审查:校核:编写:目 录一、概述6二、建设的必要性(一)开发利用太阳能资源,符合能源产业发展方向8(二)甘肃省建设大型并网光伏发电系统的条件9(三)开发太阳能资源,实现地区电力可持续发展11(四)加快能源电力结构调整的需要12(五)改善生态、保护环境的需要13(六)开发太阳能,促进旅游业的发展13(七)发挥减排效益,申请CDM14三、基本情况(一)甘肃省电力现状及发展规划1、电力系统现状152、甘肃电力系统规划17(二)敦煌市电力建设基本情况及发展规划1、敦煌市电力建设情况182、敦煌市电网供应情
2、况193、敦煌市电网需求状况194、电网存在的主要问题205、敦煌市电力发展规划 21四、敦煌市建设条件(一)光照资源条件1、我国太阳辐射年总量的地理分布232、甘肃省太阳能资源分布特点243、敦煌市太阳能资源254、敦煌地区平均 10 年气象资料供给表 275、其他气象数据28(二)场址条件1、场址地理位置292、场址建设条件293、地理地貌294、地址状况305、冻土深度306、场地结论30五、太阳能光伏电站预选方案设计(一)太阳能电池阵列设计1、太阳能光伏组件选型312、并网光伏系统效率计算323、倾斜面光伏阵列表面的太阳能辐射量计算344、太阳能光伏组件串并联方案355、太阳能光伏阵列
3、的布置356、土建设计36(二)太阳能光伏方阵直流防雷汇流箱设计 38(三)直流配电柜设计 39(四)太阳能光伏并网逆变器的选择 40(五)交流防雷配电柜设计 43(六)交流升压变压器 44(七)系统组成方案原理框图45(八)系统接入电网设计 45(九)方案改进措施53(十)施工组织设计 1、施工条件 542、施工交通运输 543、工程永久占地 564、主体工程施工 565、太阳能光伏阵列安装 566、施工总布置 57六、环境影响评价1、环境现状 572、建设施工期环境影响评价及减排措施 58七、预测发电量的计算61八、投资估算 63九、财务分析 65十、附件 104一、概述敦煌市位于甘肃省河
4、西走廊最西端,地处甘、青、新三省交界处,总面积 3.12 万平方公里,现有荒漠面积 1.8 万平方公里;总人口 18 万人。平均海拔 1138m。境内有回、藏、蒙古等10 个少数民族。现存各类文物点 241 处,其中国家级文物保护单位 3 处,特别是被誉为“文化瑰宝”的莫高窟,已于 1991 年列入世界文化遗产名单,使敦煌成为了“丝绸之路”旅游线上的黄金旅游点。随着敦煌机场的扩建、玉敦铁路、313 高等级公路和广播电视网络中心的建设, “航线出国、铁路入市、油路进村、信息上网”的目标的实现,敦煌市将成为甘肃省发展特色和开放个性鲜明,经济环境、社会化服务一流,物质文明和精神文明协调发展的区域中心
5、城市和国际化旅游名城。敦煌市高举旅游龙头,按照“三优一特两突破四围绕”的思路,发展敦煌经济。2005 年全市完成国内生产总值 20900 万元。旅游接待人数 100 万人次,旅游社会总收入完成 39100 万元,财政总收入完成 11800 万元。敦煌市地处内陆,四季分明,昼夜温差大,日照时间长,属典型的暖温带干旱性气候。全年日照小时数 3246.7h,日照辐射量为 163.87 千卡/c。总辐射量最大值出现在 5、6、7 三月,从随季节的变化量看,以夏季最大,冬季最小。日照时数的年际变化是夏秋季最大,冬季最小。一年中日照时数从 2 月份开始逐月增多,6 月份达到最高值,伏期和秋季维持次高状况,
6、直到冬季的 12 月至 2 月降到最低值。党河是境内唯一的河流,发源于祁连山脉,全长 390 公里,年平均径流量为 2.9 亿立方米。预选的七里镇场址位于敦煌市七里镇西南,距市区 13km。东经 9431,北纬 4004。海拔 1200m,距国道 215 线 1 km。距 110KV、容量为 51500KVA 的杨家桥变电站 11km。日照辐射量为 6882.1MJ/,日照小时数 3362h,最大阵风风速14m/s,沙尘天数 7d/y。平均气温 9.3,场地开阔、平坦,扩容空间大。土质为砂砾戈壁滩,地下水水位 35m。站点距世界著名的莫高窟 38 km,月牙泉 19 km,玉门关 82 km,
7、雅丹地貌152 km。地处敦煌古城党河玉门关雅丹地貌旅游线必经之路上。本期工程计划总装机容量 10MWP,采用 35KV 电压等级接入甘肃电网,整体工程占地约 43.55 万平方米,总投资约48042.4 万元,项目建设工期 1 年。甘肃汇能新能源技术发展有限公司经甘肃省发改委同意,依据开展敦煌 10MWP太阳能光伏发电项目前期工作的要求,承担敦煌 10MWP太阳能光伏发电工程预可行性研究报告编制工作。内容包括项目建设的必要性和建设规模、太阳能光伏发电场址选择、太阳能资源、工程地质、设备选型、发电量测算、电气、土建工程、施工组织设计、环境影响评价、投资估算、财务效益初步分析等工作。10MWP太
8、阳能光伏电站概况特性表序号项目名称规格型号数量 1总装机容量10.1244MWP25 年年均发电量 1637 万 KWh 2太阳能光伏组件多晶 165WP61360 块 3太阳能光伏组件支架镀锌角钢2475 吨4单元直流接线箱喷塑密封400 台 5直流配电柜250KW40 台 6并网逆变器250KW40 台 7交流配电柜2MW5 台 8升压变压器2500KVA 5 台 9电流互感器600/55 套 10断路器5 套 11隔离开关5 套 12计量装置5 台 13防雷及接地装置40 套 14控制检测传输系统1 套二、建设的必要性(一)开发利用太阳能资源,符合能源产业发展方向我国是世界上最大的煤炭生
9、产和消费国,能源将近 76%由煤炭供给,这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济和社会负面影响。大量的煤炭开采、运输和燃烧,对我国的环境已经造成了极大的破坏。大力开发太阳能、风能、生物质能等可再生能源利用技术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,努力提高清洁能源开发生产能力。以太阳能发电、风力发电、太阳能热水器、大型沼气工程为重点,以“设备国产化、产品标准化、产业规模化、市场规范化”为目标,加快可再生能源的开发。甘肃省十分重视可再生能源的开发和利用,根据甘肃省“十一五”能源工业发展规划 ,
10、到 2010 年全省可再生能源开发利用量达到 138 万吨标煤,其中电力装机容量 200 万千瓦(含小水电、风电) ,发电量 60 亿千瓦时;新增节约和开发农村能源 150 万吨标煤,人均年生活用能达到 435 公斤标煤,综合热效率达到 20%以上。为实现“十一五”能源工业发展规划目标,促进甘肃可再生能源资源优势转化为经济优势,提高可再生能源开发利用水平,加快能源结构调整,减少煤炭等化石能源消耗对环境产生的污染,甘肃省将利用各种途径来发展可再生能源。其中,选择在敦煌市建设太阳能发电项目,就是一种有益的尝试。目前的太阳能发电技术主要有太阳能光伏发电和太阳能热发电技术,其中太阳能热发电技术尚处于试
11、验开发阶段,而太阳能光伏发电技术已经成熟、可靠、实用,其使用寿命已经达到 2530 年。要使光伏发电成为战略替代能源电力技术,必须搞大型并网光伏发电系统,而这个技术已经实践证明是切实可行的。(二)甘肃省建设大型并网光伏发电系统的条件我国太阳能理论总储量为 147 108 GWh / 年。从理论上讲除去农田、草原、森林、河流、湖泊、道路等,在任何荒地和建筑上都可以安装光伏组件。甘肃省具有丰富的太阳能资源,年太阳能总辐射量在48006400MJ/m2,年资源理论储量 67 万 亿 KWh,每年地表吸收的太阳能相当于大约 824 亿吨标准煤的能量,开发利用前景广阔。河西走廊、甘南高原为甘肃省太阳辐射
12、丰富区,年太阳总辐射量分别为每平方米 5800MJ 和 6400MJ;陇南地区相对较低,年太阳总辐射量仅 48005200MJ;其余地区为 5200-5800MJ。除陇南地区外,甘肃省年太阳总辐射量比同纬度的华北、东北地区都大。甘肃省以夏季太阳总辐射最多,冬季最少,春季大于秋季。7 月各地太阳总辐射量为每平方米560740MJ;1 月为 260380MJ;4 月为 480630MJ;10 月为300480MJ。太阳总辐射冬季南北差异小,春季南北差异大。甘肃省各地年日照时数在 1700-3320 小时之间,自西北向东南逐渐减少。河西走廊西部年日照时数,在 3200 小时以上;陇南南部,在 180
13、0 小时以下;其余地区在 20003000 小时之间。甘肃省是全国降水量稀少的地区之一,年降水量在 300 毫米以下的地区占总面积的 58,年降水量最多的地区是陇南东南部,为 700-800 毫米;年降水量最少的地区是河西走廊,为40-200 毫米。由于受地理环境和大气环流的影响,降水量不但空间分布不均,而且年际变化也很大,因而干旱出现频率高。甘肃省年平均降水日数日降水量0.1mm 的天数在 17150天之间,由东南向西北递减。河西走廊年平均降水日数为1720 天,是降水日数最少地区;祁连山区为 40120 天,中部为 60120 天;陇东为 80l10 天;陇南和甘南高原为100150 天,
14、是降水日数最多的地区。甘肃省年蒸发量在 11003000 毫米之间,分布趋势由东南向西北增大。河西走廊一般为 20003000 毫米,是甘肃省蒸发量最大的地区;祁连山区为 16001800 毫米;中部为13002000 毫米;陇南和甘南高原一般为 11001300 毫米,是甘肃省蒸发量最小的地区。资源分布,一是自东南向西北逐渐递增的规律,二是不同地区太阳能季节差异特征明显。太阳能资源丰富地区多数为沙漠、戈壁及未利用荒地,地势平坦开阔,可作为“大漠光电工程”实施的重点和理想地区。搞光伏发电,利用我国的荒漠资源,是变废为宝,保障我国能源供应战略安全、大幅减小排放、和可持续发展的重大战略举措。(三)
15、合理开发太阳能资源,实现地区电力可持续发展根据西北电网“十一五”电力行业规划及 2020 年远景目标研究中的电力需求预测,甘肃电网 2010 年需电量 646 亿KWh, 最高负荷为 10960MW。要满足负荷要求,需增加装机容量约 4700MW 左右。即使考虑在建电站的投产,仍不能满足甘肃省电力的发展需求。敦煌市 2006 年全社会用电量 12576 万千瓦时,其中:党河发电公司水电发电量 3025 万千瓦时,拉排发电公司水电发电量1890 万千瓦时,购酒玉电网电量 7634 万千瓦时。根据敦煌市社会和经济发展情况预测 2007 年后全社会用电量增长率为 15,用电负荷增加很快,特别是在旅游
16、旺季和农灌高峰时,电力供应十分紧张,供需矛盾突出,煤炭、石油、水力资源等能源相对匮乏,但是敦煌市的太阳能资源是甘肃省最丰富的地区之一,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。敦煌市全年日照小时数 3246.7h,日照辐射量为 163.87 千卡/c,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。(四)加快能源电力结构调整的需要2005 年,甘肃电网中水电装机 3850.595 兆瓦,占总装机容量的 39.6%;火电装机 5728.5 兆瓦, 占总装机容量的58.9%;风电及燃机 138.7 兆瓦, 占总装机容量的 1.42%,电
17、网以火电为主。甘肃省一次能源相当匮乏,火电装机比重过大,每年耗用大量的燃煤,CO2、SO2等排放量造成生态环境的 破坏和严重污染,且火电燃料运输势必增加发电成本。根据我国可再生能源中长期发展规划 ,提出了未来 15年可再生能源发展的目标:到 2020 年可再生能源在能源结构中的比例争取达到 16,太阳能发电装机 180 万千瓦。甘肃省的可在生能源中,水能资源的开发已达 35左右。除水电外,相对于其他能源,太阳能发电技术已日趋成熟,从资源量以及太阳能产品的发展趋势来看,在甘肃省开发太阳能兆瓦级发电项目,将改变能源结构,有利于增加可再生能源的比例,同时太阳能发电不受地域限制,所发电力稳定,可与水电
18、互补,优化系统电源结构,没有任何污染减轻环保压力。(五)改善生态、保护环境的需要在全球能源形势紧张、全球气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天,世界各国都在寻求新的能源替代战略,以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。环境状况已经警示我国所能拥有的排放空间已经十分有限了,再不加大清洁能源和可再生能源的份额,我国的经济和社会发展就将被迫减速。提高可再生能源利用率,尤其发展太阳能发电是改善生态、保护环境的有效途径。太阳能光伏发电以其清洁、源源不断、安全等显著优势,成为关注重点,在太阳能产业的发展中占有重要地位。 (六)建设太阳能光伏发电项目,促进当地旅游业的发展 敦煌太阳能光伏发电站距
19、国道 215 线 0.4km,太阳能光伏电站占地 40 万平方米,距世界著名的莫高窟 38 km,月牙泉 19 km,玉门关 82 km,雅丹地貌 152 km。地处敦煌古城党河玉门关雅丹地貌旅游线必经之路上。不但可以给当地电网提供电力,而且宏伟太阳能光伏阵列本身可以成为一道风景,敦煌市是一个旅游城市,每年接待约 100 万人次的中外游客, 具有良好的示范条件,和一定的国际影响力,让公众认识和接受光伏发电技术。(七)发挥减排效率,申请 CDM(清洁能源机制)我国是联合国气候变化框架公约 (1992)和京都议定书 (1997)的签字国,为努力减缓温室气体排放的增长率,承担“共同但有区别的责任”
20、。在 2002 年约翰内斯堡全球可持续发展峰会上,中国政府已核准京都议定书 ,中国将坚定不移地走可持续发展的道路。 CDM 作为国际社会对全球气候变化的一项重要措施,一方面可以帮助发达国家以较低成本实现减排目标,另一方面也可以促进资金和技术向发展中国家进行实质性转让。敦煌 10MWP 项目不但属于清洁能源,也属于议定书中规定的清洁机制的范围,能够获得减排义务的资助,随着项目建设和电力的发展,太阳能光伏发电装机容量可以不断扩大,如果有先进的技术或额外资金的支持,将大大降低太阳能光伏发电的投资压力,不但可以扩大甘肃环境保护的宣传影响,促进项目的实施和建设,从而促进太阳能光伏产业的发展。本项目的实施
21、,探讨目前实用的技术方案和可供考虑的投融资方案;测算该项目发电成本;提出实施该项目所需要的政策支持;为下一步的可行性研究奠定坚实的基础。本项目的研究成果将为我国的大规模太阳能光电开发利用提供基础数据,为国家出台相关政策提供参考数据,因此本项目的建设是非常有必要的。三、基本情况(一) 甘肃省电力现状及发展规划1、电力系统现状甘肃电网处于西北的中心位置,是西北电网的主要组成部分,东与陕西电网通过 330KV 西桃、天雍、秦雍、嵋雍线联网,西与青海电网通过 330KV 华海一回、海阿三回、官兰西线双回联网,北与宁夏电网以 330LV 靖青双回、靖固一回及石中线联网。甘肃电网主网电压等级为 330KV
22、。甘肃省电网分为中部电网、东部电网和河西电网,其中中部电网包括兰州、白银、定西、临夏等地区,河西电网包括金昌、张掖、嘉酒等地区。甘肃中部电网不但是甘肃省电网的核心,也是西北电网的核心,担负着东西部水火电交换的重要任务;河西电网通过海石湾永登凉州 330KV 三角环和凉州金昌张掖嘉峪关 330KV 双回线与甘肃主网相连。2005 年底,甘肃电网统调装机容量 9717.795 MW(五级调度调管范围) ,其中水电 3850.595MW,占总装机的 39.6;火电5728.5MW,占总装机的 58.9;风电及燃机 138.7MW,占总装机的 1.42。截至 2005 年底,甘肃电网已建成 750KV
23、 线路 1 条、长度127.71Km(省内长度), 变电所 1 座、总容量 1500MVA;330KV线路 58 条、长度 5104.45Km(省内长度) ,变电所 19 座、总容量 8090MVA;220KV 线路 42 条、长度 1415.32Km(含跨省联络线) ,变电所 11 座(不包括铝厂专用变) 、总容量3180MVA;110KV 线路 334 条、总长度约 10299Km,变电所 178座、总容量 9663MVA。全省在实现乡乡通电的基础上,配电网络的供电能力、供电质量、调度自动化水平以及安全可靠性均有大幅提高。2005 年全省统调最大发电负荷 444.03 亿 KWh,增长8.
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