农业科技示范园生态农业大棚光伏电站可行性研究报告书正文终稿

农业科技示范园生态农业大棚光伏电站可行性研究报告目录第一章 综合说明 11.1 概述 11.2 太阳能资源 . 51.3 工程地质 71.4 工程任务和规模 . 71.5 光伏系统总体方案设计及发电量计算 71.6 电气设计 81.7 消防设计 91.8 土建工程 101.9 施工组织设计 . 101.10 工程管理设计 . 101.11 环境保持和水土保持设计 . 111.12 劳动安全与工业卫生设计 . 121.13 节能降耗分析 . 131.14 设计概算 131.15 财务评价与社会效果分析 . 141.16 结论及建议 . 141.17 附表 15第二章 太阳能资源 212.1 太阳能资源概况 . 212.2 区域太阳能资源概况 242.3 太阳能资源分析 . 282.4 太阳能资源综合评价 . 29第三章 工程地质 303.1 概述 303.2 区域地质及构造稳定性 303.3 场地工程地质条件 31第四章 工程任务和规模 354.1 工程任务 354.2 工程规模 384.3 工程建设必要性 . 404.4 社会稳定性风险分析 43第五章 系统总体方案设计及发电量计算 455.1 光伏组件选型 . 455.2 光伏阵列运行方式选择 515.3 逆变器的选择 . 555.4 光伏方阵设计 . 595.5 光伏子方阵设计 . 615.6 方阵接线方案设计 655.7 辅助方案设计 . 675.8 光伏发电工程年发电量计算 . 69第六章 电气 746.1 电气一次 746.2 电气二次 826.3 通信 906.4 调度自动化 . 92第七章 土建工程 977.1 设计安全标准 . 977.2 光伏阵列基础及逆变器室设计 . 977.3 场内集电线路设计 977.4 基础价格 987.5 费率指标 98第八章 工程消防设计 1038.1 消防总设计方案 . 1038.2 工程消防设计 1048.3 施工消防 106第九章 施工组织设计 1099.1 施工条件 . 1099.2 施工总布置 1119.3 主体工程施工 1169.4 施工总进度 131第十章 工程管理设计 13610.1 工程管理机构 13610.2 主要生产管理设施 . 13710.3 电站运行维护、回收及拆除 138第十一章 环境保护 . 14011.1 环境保护 14011.2 水土保持设计 146第十二章 劳动安全与工业卫生 . 15012.1 设计总则 15012.2 工程劳动安全与工业卫生危害因素分析 15312.3 劳动安全与工业卫生对策措施 . 15512.4 工程安全卫生设计 15612.5 影响劳动安全因素 . 15912.6 安全生产监督制度 . 16412.7 工业卫生与劳动保护管理规定 165第十三章 节能降耗 . 16613.1 合理用能标准和节能规范 . 16613.2 项目能源消耗状况 16813.3 节能措施 16913.4 节能效果分析 . 171第十四章 工程设计概算 . 17214.1 编制说明 172第十五章 财务评价与社会效果分析 . 17515.1 概述 17515.2 财务评价 17515.3 基本方案的评价前提 . 17715.4 财务评价指标结果 . 17715.5 社会效果评价 17815.6 评价结论 1791 第一章 综合说明1.1 概述1.1.1 项目申报单位概况1.1.1.1 项目申报单位基本情况项目申报单位名称某市某公司电力有限公司公司由某市某某公司新能源电力投资发展有限公司与某某个人共同成立。某市某某公司新能源电力投资发展有限公司注册地址某市体育中心游泳场二楼经营范围太阳能光伏发电及其应用系统工程的设计、咨询、集成、工程安装、调试；太阳能光伏电站设计、运营；多晶硅、单晶硅、太阳能电池组件、硅片、硅料销售 * 成立日期 2013 年 11 月 12 日法人代表注册资本伍仟万圆整1.1.1.2 项目申报单位简介1、某市某公司某电力有限公司2 某某公司新能源电力投资发展有限公司（简称“某某公司公司” ） ，是某市国有资产经营有限责任公司独资子公司，位于某市体育中心游泳场二楼，是由某市国资公司于 2013年 10 月向某市国资委申请报批，于 2013 年11 月 12 日正式取得当地工商部门的营业执照。公司注册资金 5000 万，公司主营业务包括太阳能光伏发电及其应用系统工程的设计、咨询、集成、工程安装、调试；太阳能光伏电站设计、运营；多晶硅、单晶硅、太阳能电池组件、硅片、硅料销售 *（以上项目涉及前置许可及国家有关专项规定的除外） 。公司目前投资的某市光伏发电项目已经通过验收； 公司的 5.9兆瓦项目已进入最后并网验收阶段； * 项目主体工程也已完工；另外屋顶 300kw、大楼屋顶 40kw 也正在进行项目前期工作， 除上述已经在开展的项目外， 某市光伏电站示范区 72 兆瓦项目也在积极跟进， 力争把业务范围扩展到省外乃至全国。1.1.2 合作模式双方共同出资成立合资公司，作为合作开发、建设和运营项目的主体。合资公司注册资本金 10 万元人民币。其中，某市某某公司新能源电力投资发展有限公司出资 2 万元人民币，占股 20；某某个人出资 8 万元人民币，占股 80。1.1.3 运营模式建设期结束后光伏电站项目公司职能转变为项目运营，项目建设人员和新补充人员承担项目运营管理工作，成立光伏电站运营公司。运营公司做好电站运行和日常维护及定期维护工作，电站的大修、电池板的清洗、3 电池组件钢架的维修养护、绿化养护、卫生保洁等工作均采用外委方式进行，以减少管理成本，提高经济效益。1.1.4 项目概况某省省各地年总太阳总辐射量在 4542.61～ 5527.32MJ／㎡之间，其中成武站年总太阳总辐射量最少， 为 4542.61MJ／㎡， 蓬莱年总太阳总辐射量最多，为 5527.32MJ／㎡，两者相差约 1000 MJ／㎡。某市太阳能资源概况根据某市气象资料， 某市太阳辐射较丰富， 属于太阳能资源利用地区， 推广、利用太阳能资源是可行的。太阳辐射量、日照时数、日照百分率年际变化均较稳定，近年的年太阳辐射量、年日照时数、年日照百分率有减少趋势。 结合本工程特点， 依据统计学原理、 建筑热环境模拟、 建筑能源分析等研究成果，根据 NASA 网 提 出 的本 工 程 设 计 代 表 年 的 年 太 阳 总 辐 射 量 为 4398.3MJ/ ㎡（ 1221.75kWh/ ㎡）。 余市日照充足，经计算年太阳辐射总量为 1221.75kWh/㎡， 10倾角方阵面上的一年太阳能总辐照量（即峰值小时数）为 1258.22kWh/m2，具有良好的开发条件和应用价值。某市位于某市， 位于某省省中部偏西， 浙某省铁路西段， 全境东西最长处 101.8 公里， 南北最宽处 65.2 公里， 距省会南昌市 153.1 公里， 东临樟树市、 新干县， 西接宜春市袁州区， 南连 吉安市青原区、 安福县、峡江县，北毗上高县、高安市。总面积 3178 平方公里（占全省总面积的 1.9 ）， 其中渝水区面积 1785.92 平方公里，分宜县面积 1391.76 平方公里。某市属暖温带东亚半湿润季风区大陆性气候，境内气候四季分明，春季干旱多风、夏季高温多雨、秋季秋高气爽、冬季寒冷干燥。年平均气温 11.9 ℃，无霜期 195.5 天，日照时数约 2700 小时，年平均降水量 680 毫米。4 农业科技示范园位于某市北部，大沽河西岸，距市区 32 千米。东西横距 12.5 千米 , 南北纵距 13 千米，面积 110 平方千米。辖 1 个居委会、 52 个行政村。东部为临河高地，西北部为小弧丘地域，西南部为平洼地域。全镇总面积 109 平方公里。农业科技示范园生态农业大棚所在地年太阳辐射量为 1406.3KWh/㎡， 太阳能资源丰富， 比较适宜建设大型光伏电站。农业科技示范园生态农业大棚棚顶 60MWp光伏并网电站项目位于某市某市农业科技示范园境内，本工程规划建设在农业科技示范园生态农业园区规划大棚棚顶斜面、钢架大棚上建设，共占棚顶面积约 13 万平方米，属于充分利用土地。生态农业园区规划占地面积约 550 亩。本工程建成后并入电网，建设期为 6 个月，生产运行期为 25 年，建成后通过 35kV变压器一次升压， 经 35kV开关站汇流后， 通过 35kV高压电缆并入某市 220kV变电站 35kV侧。1.1.5 目规模和任务该项目计划投资人民币 18000 万元，建设规模为 60MWp多晶硅太阳能光伏并网电站。从能源资源利用分析，农业科技示范园生态农业大棚所在地年太阳辐射量为 1406.3KWh/㎡，适宜建设光伏电站。本电站建成投运后，可与地方已建电站联网运行，有效缓解地方电网的供需矛盾，优化系统电源结构，减轻环保压力，促进地区经济可持续发展。从项目开发建设条件方面分析，本电站场址区场地较开阔，适合布置5 大型光伏电站。交通较为便利，有利于建设期间所需设备材料的运输。综合业主开发建设进度及周边电网现状，农业科技示范园生态农业大棚棚顶 60MWp光伏并网电站规模为 60MWp是可行的。经调查，场址内无名胜古迹、文物保护区、自然保护区、军事设施及地下矿藏等，项目建设用地符合国家有关土地利用政策。根据现场踏勘情况，距场址最近的有条件接入的变电站为某市 220kV 变电站，光伏电站出线接入条件较为便利。通过对某市农业科技示范园场址各方面条件的分析，该处场址在技术上是可行的，具备建设大中型光伏电站的条件。1.2 太阳能资源根据某市气象站和福山区气象局辐照数据，并采用一定方法计算项目所在地年太阳辐射量为 1406.3KWh/㎡， 通过分析计算得到本工程的太阳能电池组件在朝向正南 20 度倾角时，斜面年太阳能辐射量为 1574.98KWh/㎡。从太阳能资源利用角度上来说，在场址区建设并网光伏电站是可行的。根据 NASA卫星太阳能数据，可知多年水平面太阳能年总辐射量为 1221.75kWh/m2。项目所在地水平面太阳能月平均总辐射量变化具有夏季高，冬季低的特点， 27月呈上升趋势， 7月达到最高， 最高值为 162.75kWh/m2； 73月呈下降趋势， 2月达到最低，最低值为 55.44kWh/m2。水平面太阳能月平均日总能辐射量变化见表 2-1和图 2-1。表 2-1水平面太阳能月平均总辐射量变化表单位 / 月份 1 2 3 4 5 6 kWh/m 2 65.10 55.44 72.54 93.60 117.80 1286 .70 MJ/m2 234.36 199.58 261.14 336.96 424.08 463.32 单位 / 月份 7 8 9 10 11 12 kWh/m 2 162.75 142.29 115.20 100.13 87.60 80.60 MJ/m2 585.90 512.24 414.72 360.47 315.36 290.16 总辐射量 1221.75 kWh/m24398.30 MJ/m2图 2-1 水平面太阳能月平均总辐射量柱状图7 1.3 工程地质本期工程拟建场址地处平原，场地地形平坦，地貌单一。场址所处某市农业科技示范园区域构造稳定性好，附近无活动断裂，无滑坡，泥石流等影响光伏电站安全的不良地质作用。1.4 工程任务和规模项目计划装设容量 60MW ， 就地升压至 35kV， 并入某市 220kV 变电站。采用晶硅光伏组件与传统农业大棚相结合的方式创造的“光伏农业大棚” ，不仅解决了光伏电站用地问题，而且为国家倡导的绿能农业、节能减排提供了一种良好的解决方案。1.5 光伏系统总体方案设计及发电量计算本工程总装机容量为 60MWp，推荐采用分块发电、集中并网方案。通过技术与经济综合比较，本工程电池组件选用 250Wp 多晶硅电池组件78624 块。 通过对逆变器进行技术与经济综合比较， 本工程拟选用国内一线品牌的 500kW 逆变器，共计 36 台。本工程采用固定安装方式，安装在生态农业大棚棚顶，倾斜角度为 20度。蘑菇大棚长 90.5m，宽 9.52m，前后间距 8.8m，每个标准棚棚顶布置250W 多晶组件数量 546 块，组串 21 块， 26 路并联，共 136.5KW。每 8 个8 大棚为一个 1MW 发电单元， 4 个大棚安装一台 500kWp的逆变器。太阳能电池组件经阳光辐射后形成直流电，电池组件串联后的直流电采用光伏电缆送至汇流箱，电池组串经汇流箱汇流后引至逆变器室。每个1MWp 发电单元由 2 台 500kW 光伏并网逆变器组成，逆变器输出为 315V三相交流电， 每 2 台逆变器交流侧经低压电缆接入 1 台 35kV升压变的低压侧，经过升压接至其它升压变的电缆箱。变压器容量按两台逆变器配套为1MVA，就近布置在逆变器旁，每 6 台变压器汇成一组，通过断路器接至开关站 35kV 母线，汇流后通过 35kV 高压电缆接入某市 220KV 变电站 35kV侧并网发电。各子方阵的逆变器室均布置在其子方阵的中间部位， 35kV 升压变电站与逆变器室相邻布置。根据农业科技示范园所在地年太阳辐射量，通过分析得到本工程的太阳 能 电 池 组 件 在 朝 向 正 南 20 度 倾 角 时 ， 斜 面 年 太 阳 能 辐 射 量 为1574.98kWh/㎡ ，系统效率为 79％时，首年发电量为 2408.98 万度，具有良好的开发条件和应用价值。1.6 电气设计1.6.1 电气一次本工程安装 36 台 500kW逆变器， 逆变器出口电压为 315V。 整个 60MWp系统由 18 个 1.092MWp 光伏并网发电单元组成， 每个 1.092MWp 发电单元由 2 台 500kW 光伏并网逆变器组成，逆变器输出 315V 三相交流电，通过1250A的断路器引至升压变低压母线侧，经升压变升压至 35kV 后，通过集电线路接至开关站。该接线具有电能损耗少、接线简单、操作方便、任一9 台箱式变或逆变器故障不会影响其他逆变器的正常运行等优点。逆变器发电机组采用低压电缆接至箱式升压变压器。变压器容量按两台逆变器配套为 1MVA，就近布置在逆变器旁，每 6 台变压器汇成一组，接至开关站母线。1.6.2 电气二次农业科技示范园生态农业大棚棚顶 60MWp光伏并网电站工程开关站按照少人值守的运行方式设计，采用计算机监控的控制方式，实现开关站可靠、合理、完善的控制、监视和测量，并具备遥控、遥调、遥信、遥测等远动功能。二次设备布置采用集中组屏的布置方式，由控制室集中控制。元件保护按照相关规程规范的要求配置。光伏电站拟安装单机容量为 1MVA 的 35kV变压器 18 台，变压器分为3 组， 每组经 1 路 35kV集电线路送至开关站 35kV 母线。 集电线路上的光缆需求由电气二次专业考虑。在为保证调度的可靠性，增加 1 部市话作为调度电话的备用。1.7 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。电站场区内、外交通道净宽均大于 4m，都能兼作消防车道，各主要建筑物均有通向外部的安全通道。方阵配电室配置干粉或 CO2灭火器。10 严禁采用明火采暖。各房间采用安全、可靠、绝缘性能好的辐射式电加热器采暖。消防电源采用两路供电，场内重要场所设有通信电话。1.8 土建工程该项目规划 60MW光伏并网发电系统，共占棚顶面积约 13 万平方米，在农业科技示范园生态农业园区规划建设大棚棚顶斜面、 钢架大棚上建设，本地区抗震设防烈度为 7 度。每个标准棚棚顶组串 21 块， 13 路并联， 1MW为一个发电单元，生产、生活电源从外部接入。1.9 施工组织设计本期工程项目场址位于某市农业科技示范园，场址内地势平坦。大型车辆或机械设备进入场内可由厂区旁已有的公路接入，较为方便。工程所用建筑材料均可通过公路运至施工现场。水泥可从附件购进，通过公路运至施工现场；沙石料可从附近地区购买。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。项目公司建设期计划设置 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。11 建设期结束后本项目公司职能转变为项目运营，项目建设人员和新补充人员承担项目运营管理工作，成立电站运营公司。运营公司做好电站运行和日常维护及定期维护工作，大修采用外委方式进行，以减少管理成本，提高经济效益。1.11 环境保持和水土保持设计太阳能光伏发电是可再生能源，其生产过程主要是利用太阳能转变为电能的过程，不排放任何有害气体。工程在施工中由于土石方的开挖和施工车辆的行驶，可能在作业面及其附近区域产生粉尘和二次扬尘，造成局部区域的空气污染。可采用洒水等措施，尽量降低空气中颗粒物的浓度。光伏电站场址远离村庄，不存在电站施工噪声及设备运行噪声对附近居民的影响。太阳能光伏发电具有较高的自动化运行水平，电场运行和管理人员只有 12 人， 少量的生活污水经处理后自然下渗， 对水环境不会产生不利影响。根据本项目新增水土流失的特点，水土流失防治措施主要采用工程措施、植物措施、临时措施、管理措施相结合的综合防治措施。电站 25 年运行期满后， 电池组件由厂家或专业回收处理公司负责回收及再利用。组件支架等材料由物质再生公司进行回收。所有的建（构）物及其基础由专业拆迁公司拆除、清理。本工程建成后对当地的地方经济发展将起到积极作用，既可以提供新12 的电源，又不增加环境压力，还可为当地增加新旅游景点，具有明显的社会效益和环境效益。1.12 劳动安全与工业卫生设计劳动安全及工业卫生设计遵循国家己经颁布的政策，贯彻落实“安全第一，预防为主”的方针，参照 DL5061-1996 水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范的要求，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爆、防电气伤害、防机械伤害、防坠落伤害、防洪、防淹等内容。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，对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。13 1.13 节能降耗分析本工程采用绿色能源太阳能，并在设计中采用先进可行的节电、节水及节约原材料的措施，能源和资源利用合理，设计中严格贯彻节能、环保的指导思想，在技术方案、设备和材料选择、建筑结构等方面，充分考虑了节能的要求。通过贯彻落实各项节能措施，本工程节能指标满足国家有关规定的要求。建成后， 预计年平均发电 2153.437万 kWh， 25 年总发电量约为 53835.92万 kWh，所发电力通过逆变、升压后并入某市 220kV 变电站。 25 年共节省标煤约 172274.96 吨 ,25 年减排温室气体 CO2约 447914.89 吨。可见光伏电站建设对于当地的环境保护、减少大气污染具有积极的作用，并有明显的节能、环境和社会效益。可达到充分利用可再生能源、节约不可再生化石资源的目的，将大大减少对环境的污染，同时还可节约大量淡水资源，对改善大气环境有积极的作用。本工程将是一个环保、低耗能、节约型的太阳能光伏发电项目。1.14 设计概算工程设计概算结合国家、部门及地区现行的有关规定、定额、费率标准进行编制。 材料预算价格按某市 2014 年市场价格水平确定，并计入材料运杂费及采购保管费等。本期工程总投资的 20使用自有资本金，其余由银行贷款；贷款年利率按现行 5 年以上贷款利率 6.55计算。 电站投产前发生的贷款利息全部计14 入工程建设投资，投产后发生的利息按投产容量转入生产成本。工程静态投资 17260.74 万元， 工程动态总投资 17690.40 万元， 每千瓦静态投资 8781.4103 元 /kWp，每千瓦动态投资 9000 元 /kWp。1.15 财务评价与社会效果分析1.15.1 财务评价财务评价是在国家现行财税制度和价格体系的基础上，对项目进行财务效益分析，考察项目的盈利能力、清偿能力等财务状况，以判断其在财务上的可行性。财务评价结果表明含税上网电价为 1 元／ kW2 h（含增值税） ，在此电价下，项目具有一定的盈利能力。根据财务评价指标依据，在既定的电价下， 税前项目全部投资财务内部收益率为 9.62 。 本工程的评价指标符合国家对太阳能项目的经济效益评价标准1.15.2 社会效果分析农业科技示范园生态农业大棚棚顶 60MWp光伏并网电站工程的建设与其他化石能源发电方式相比，可使有害物质排放量明显减少，大大减轻了对环境的污染。还可以促进当地能源电力结构调整，及当地经济和旅游业的发展。1.16 结论及建议太阳能光伏发电本身没有废气排放、 光伏发电本身不需要消耗水资源，也没有污水排放、没有噪声产生。光伏电场的建成不会对周围环境产生负