敦煌10MWP太陽能光伏發電工程預可行性研究報告PAGEPAGE30甘肅匯能新能源技術設計所敦煌10MWP太陽能光伏發電工程預可行性研究報告甘肅匯能新能源技術設計所敦煌10MWP太陽能光伏發電工程預可行性研究報告甘肅匯能新能源技術設計所二00七年八月批準：桂俊祥審查：張彥明校核：袁斌郭振緒編寫：楊幫宇劉建彪趙小軍丁致和目錄一、概述……………6二、建設的必要性（一）開發利用太陽能資源，符合能源產業發展方向…………8（二）甘肅省建設大型并網光伏發電系統的條件………………9（三）開發太陽能資源，實現地區電力可持續發展……………11（四）加快能源電力結構調整的需要……………12（五）改善生態、保護環境的需要………………13（六）開發太陽能，促進旅游業的發展…………13（七）發揮減排效益，申請CDM…………………14三、基本情況（一）甘肅省電力現狀及發展規劃1、電力系統現狀………………152、甘肅電力系統規劃…………17（二）敦煌市電力建設基本情況及發展規劃1、敦煌市電力建設情況………182、敦煌市電網供應情況………193、敦煌市電網需求狀況………194、電網存在的主要問題………205、敦煌市電力發展規劃………21四、敦煌市建設條件（一）光照資源條件1、我國太陽輻射年總量的地理分布…………232、甘肅省太陽能資源分布特點………………243、敦煌市太陽能資源…………254、敦煌地區平均10年氣象資料供給表……275、其他氣象數據………………28（二）場址條件1、場址地理位置………………292、場址建設條件………………293、地理地貌……………………294、地址狀況……………………305、凍土深度……………………306、場地結論……………………30五、太陽能光伏電站預選方案設計（一）太陽能電池陣列設計1、太陽能光伏組件選型………312、并網光伏系統效率計算……323、傾斜面光伏陣列表面的太陽能輻射量計算………………344、太陽能光伏組件串并聯方案………………355、太陽能光伏陣列的布置……356、土建設計……………………36（二）太陽能光伏方陣直流防雷匯流箱設計…38（三）直流配電柜設計…………39（四）太陽能光伏并網逆變器的選擇…………40（五）交流防雷配電柜設計……43（六）交流升壓變壓器…………44（七）系統組成方案原理框圖……45（八）系統接入電網設計………45（九）方案改進措施………………53（十）施工組織設計1、施工條件…………………542、施工交通運輸………………543、工程永久占地……………564、主體工程施工……………565、太陽能光伏陣列安裝………566、施工總布置……………57六、環境影響評價1、環境現狀………………572、建設施工期環境影響評價及減排措施……58七、預測發電量的計算…………61八、投資估算……………………63九、財務分析…………………65十、附件…………………104一、概述敦煌市位于甘肅省河西走廊最西端，地處甘、青、新三省交界處，總面積3.12萬平方公里，現有荒漠面積1.8萬平方公里；總人口18萬人。平均海拔1138m。境內有回、藏、蒙古等10個少數民族。現存各類文物點241處，其中國家級文物保護單位3處，特別是被譽為“文化瑰寶”的莫高窟，已于1991年列入世界文化遺產名單，使敦煌成為了“絲綢之路”旅游線上的黃金旅游點。隨著敦煌機場的擴建、玉敦鐵路、313高等級公路和廣播電視網絡中心的建設，“航線出國、鐵路入市、油路進村、信息上網”的目標的實現，敦煌市將成為甘肅省發展特色和開放個性鮮明，經濟環境、社會化服務一流，物質文明和精神文明協調發展的區域中心城市和國際化旅游名城。 敦煌市高舉旅游龍頭，按照“三優一特兩突破四圍繞”的思路，發展敦煌經濟。2005年全市完成國內生產總值20900萬元。旅游接待人數100萬人次，旅游社會總收入完成39100萬元，財政總收入完成11800萬元。 敦煌市地處內陸，四季分明，晝夜溫差大，日照時間長，屬典型的暖溫帶干旱性氣候。全年日照小時數3246.7h，日照輻射量為163.87千卡/c㎡。總輻射量最大值出現在5、6、7三月，從隨季節的變化量看，以夏季最大，冬季最小。日照時數的年際變化是夏秋季最大，冬季最小。一年中日照時數從2月份開始逐月增多，6月份達到最高值，伏期和秋季維持次高狀況，直到冬季的12月至2月降到最低值。 黨河是境內唯一的河流，發源于祁連山脈，全長390公里，年平均徑流量為2.9億立方米。預選的七里鎮場址位于敦煌市七里鎮西南，距市區13km。東經94°31′，北緯40°04′。海拔1200m，距國道215線1km。距110KV、容量為51500KVA的楊家橋變電站11km。日照輻射量為6882.1MJ/㎡，日照小時數3362h，最大陣風風速14m/s，沙塵天數7d/y。平均氣溫9.3℃，場地開闊、平坦，擴容空間大。土質為砂礫戈壁灘，地下水水位35m。站點距世界著名的莫高窟38km，月牙泉19km，玉門關82km，雅丹地貌152km。地處敦煌古城—黨河—玉門關—雅丹地貌旅游線必經之路上。本期工程計劃總裝機容量10MWP，采用35KV電壓等級接入甘肅電網，整體工程占地約43.55萬平方米，總投資約48042.4萬元，項目建設工期1年。甘肅匯能新能源技術發展有限公司經甘肅省發改委同意，依據開展敦煌10MWP太陽能光伏發電項目前期工作的要求，承擔《敦煌10MWP太陽能光伏發電工程預可行性研究報告》編制工作。內容包括項目建設的必要性和建設規模、太陽能光伏發電場址選擇、太陽能資源、工程地質、設備選型、發電量測算、電氣、土建工程、施工組織設計、環境影響評價、投資估算、財務效益初步分析等工作。10MWP太陽能光伏電站概況特性表序號項目名稱規格型號數量1總裝機容量10.1244MWP25年年均發電量1637萬KWh2太陽能光伏組件多晶165WP61360塊3太陽能光伏組件支架鍍鋅角鋼2475噸4單元直流接線箱噴塑密封400臺5直流配電柜250KW40臺6并網逆變器250KW40臺7交流配電柜2MW5臺8升壓變壓器2500KVA5臺9電流互感器600/55套10斷路器5套11隔離開關5套12計量裝置5臺13防雷及接地裝置40套14控制檢測傳輸系統1套二、建設的必要性（一）開發利用太陽能資源，符合能源產業發展方向我國是世界上最大的煤炭生產和消費國，能源將近76%由煤炭供給，這種過度依賴化石燃料的能源結構已經造成了很大的環境、經濟和社會負面影響。大量的煤炭開采、運輸和燃燒，對我國的環境已經造成了極大的破壞。大力開發太陽能、風能、生物質能等可再生能源利用技術是保證我國能源供應安全和可持續發展的必然選擇。“十一五”期間我國在能源領域將實行的工作重點和主要任務是首先加快能源結構調整步伐，努力提高清潔能源開發生產能力。以太陽能發電、風力發電、太陽能熱水器、大型沼氣工程為重點，以“設備國產化、產品標準化、產業規模化、市場規范化”為目標，加快可再生能源的開發。甘肅省十分重視可再生能源的開發和利用，根據《甘肅省“十一五”能源工業發展規劃》，到2010年全省可再生能源開發利用量達到138萬噸標煤，其中電力裝機容量200萬千瓦（含小水電、風電），發電量60億千瓦時；新增節約和開發農村能源150萬噸標煤，人均年生活用能達到435公斤標煤，綜合熱效率達到20%以上。為實現“十一五”能源工業發展規劃目標，促進甘肅可再生能源資源優勢轉化為經濟優勢，提高可再生能源開發利用水平，加快能源結構調整，減少煤炭等化石能源消耗對環境產生的污染，甘肅省將利用各種途徑來發展可再生能源。其中，選擇在敦煌市建設太陽能發電項目，就是一種有益的嘗試。目前的太陽能發電技術主要有太陽能光伏發電和太陽能熱發電技術，其中太陽能熱發電技術尚處于試驗開發階段，而太陽能光伏發電技術已經成熟、可靠、實用，其使用壽命已經達到25—30年。要使光伏發電成為戰略替代能源電力技術，必須搞大型并網光伏發電系統，而這個技術已經實踐證明是切實可行的。（二）甘肅省建設大型并網光伏發電系統的條件我國太陽能理論總儲量為147×108GWh/年。從理論上講除去農田、草原、森林、河流、湖泊、道路等，在任何荒地和建筑上都可以安裝光伏組件。甘肅省具有豐富的太陽能資源，年太陽能總輻射量在4800－6400MJ/m2，年資源理論儲量67萬億KWh，每年地表吸收的太陽能相當于大約824億噸標準煤的能量，開發利用前景廣闊。河西走廊、甘南高原為甘肅省太陽輻射豐富區，年太陽總輻射量分別為每平方米5800MJ和6400MJ；隴南地區相對較低，年太陽總輻射量僅4800～5200MJ；其余地區為5200-5800MJ。除隴南地區外，甘肅省年太陽總輻射量比同緯度的華北、東北地區都大。甘肅省以夏季太陽總輻射最多，冬季最少，春季大于秋季。7月各地太陽總輻射量為每平方米560～740MJ；1月為260～380MJ；4月為480～630MJ；10月為300～480MJ。太陽總輻射冬季南北差異小，春季南北差異大。甘肅省各地年日照時數在1700-3320小時之間，自西北向東南逐漸減少。河西走廊西部年日照時數，在3200小時以上；隴南南部，在1800小時以下；其余地區在2000～3000小時之間。甘肅省是全國降水量稀少的地區之一，年降水量在300毫米以下的地區占總面積的58％，年降水量最多的地區是隴南東南部，為700-800毫米；年降水量最少的地區是河西走廊，為40-200毫米。由于受地理環境和大氣環流的影響，降水量不但空間分布不均，而且年際變化也很大，因而干旱出現頻率高。甘肅省年平均降水日數日降水量≥0.1mm的天數在17～150天之間，由東南向西北遞減。河西走廊年平均降水日數為17～20天，是降水日數最少地區；祁連山區為40～120天，中部為60～120天；隴東為80～l10天；隴南和甘南高原為100～150天，是降水日數最多的地區。甘肅省年蒸發量在1100～3000毫米之間，分布趨勢由東南向西北增大。河西走廊一般為2000～3000毫米，是甘肅省蒸發量最大的地區；祁連山區為1600～1800毫米；中部為1300～2000毫米；隴南和甘南高原一般為1100～1300毫米，是甘肅省蒸發量最小的地區。資源分布，一是自東南向西北逐漸遞增的規律，二是不同地區太陽能季節差異特征明顯。太陽能資源豐富地區多數為沙漠、戈壁及未利用荒地，地勢平坦開闊，可作為“大漠光電工程”實施的重點和理想地區。搞光伏發電，利用我國的荒漠資源，是變廢為寶，保障我國能源供應戰略安全、大幅減小排放、和可持續發展的重大戰略舉措。（三）合理開發太陽能資源，實現地區電力可持續發展根據《西北電網“十一五”電力行業規劃及2020年遠景目標研究》中的電力需求預測，甘肅電網2010年需電量646億KWh,最高負荷為10960MW。要滿足負荷要求，需增加裝機容量約4700MW左右。即使考慮在建電站的投產，仍不能滿足甘肅省電力的發展需求。敦煌市2006年全社會用電量12576萬千瓦時,其中：黨河發電公司水電發電量3025萬千瓦時，拉排發電公司水電發電量1890萬千瓦時，購酒玉電網電量7634萬千瓦時。根據敦煌市社會和經濟發展情況預測2007年后全社會用電量增長率為15％，用電負荷增加很快，特別是在旅游旺季和農灌高峰時，電力供應十分緊張，供需矛盾突出，煤炭、石油、水力資源等能源相對匱乏，但是敦煌市的太陽能資源是甘肅省最豐富的地區之一，通過對現場的太陽能資料分析，該項目具有很高的開發價值。敦煌市全年日照小時數3246.7h，日照輻射量為163.87千卡/c㎡，該太陽能光伏電站建成后，與當地電網聯網運行，可有效緩解地方電網的供需矛盾，促進地區經濟可持續發展。(四)加快能源電力結構調整的需要2005年，甘肅電網中水電裝機3850.595兆瓦，占總裝機容量的39.6%；火電裝機5728.5兆瓦,占總裝機容量的58.9%；風電及燃機138.7兆瓦,占總裝機容量的1.42%，電網以火電為主。甘肅省一次能源相當匱乏，火電裝機比重過大，每年耗用大量的燃煤，CO2、SO2等排放量造成生態環境的破壞和嚴重污染，且火電燃料運輸勢必增加發電成本。根據我國《可再生能源中長期發展規劃》，提出了未來15年可再生能源發展的目標：到2020年可再生能源在能源結構中的比例爭取達到16％，太陽能發電裝機180萬千瓦。甘肅省的可在生能源中，水能資源的開發已達35％左右。除水電外，相對于其他能源，太陽能發電技術已日趨成熟，從資源量以及太陽能產品的發展趨勢來看，在甘肅省開發太陽能兆瓦級發電項目，將改變能源結構，有利于增加可再生能源的比例，同時太陽能發電不受地域限制，所發電力穩定，可與水電互補，優化系統電源結構，沒有任何污染減輕環保壓力。（五）改善生態、保護環境的需要 在全球能源形勢緊張、全球氣候變暖嚴重威脅經濟發展和人們生活健康的今天，世界各國都在尋求新的能源替代戰略，以求得可持續發展和在日后的發展中獲取優勢地位。環境狀況已經警示我國所能擁有的排放空間已經十分有限了，再不加大清潔能源和可再生能源的份額，我國的經濟和社會發展就將被迫減速。提高可再生能源利用率，尤其發展太陽能發電是改善生態、保護環境的有效途徑。太陽能光伏發電以其清潔、源源不斷、安全等顯著優勢，成為關注重點，在太陽能產業的發展中占有重要地位。（六）建設太陽能光伏發電項目，促進當地旅游業的發展敦煌太陽能光伏發電站距國道215線0.4km,太陽能光伏電站占地40萬平方米,距世界著名的莫高窟38km，月牙泉19km，玉門關82km，雅丹地貌152km。地處敦煌古城—黨河—玉門關—雅丹地貌旅游線必經之路上。不但可以給當地電網提供電力，而且宏偉太陽能光伏陣列本身可以成為一道風景，敦煌市是一個旅游城市,每年接待約100萬人次的中外游客,具有良好的示范條件，和一定的國際影響力,讓公眾認識和接受光伏發電技術。(七)發揮減排效率,申請CDM（清潔能源機制）我國是《聯合國氣候變化框架公約》（1992）和《京都議定書》（1997）的簽字國，為努力減緩溫室氣體排放的增長率，承擔“共同但有區別的責任”。在2002年約翰內斯堡全球可持續發展峰會上，中國政府已核準《京都議定書》，中國將堅定不移地走可持續發展的道路。CDM作為國際社會對全球氣候變化的一項重要措施，一方面可以幫助發達國家以較低成本實現減排目標，另一方面也可以促進資金和技術向發展中國家進行實質性轉讓。敦煌10MWP項目不但屬于清潔能源，也屬于議定書中規定的清潔機制的范圍，能夠獲得減排義務的資助，隨著項目建設和電力的發展，太陽能光伏發電裝機容量可以不斷擴大，如果有先進的技術或額外資金的支持，將大大降低太陽能光伏發電的投資壓力，不但可以擴大甘肅環境保護的宣傳影響，促進項目的實施和建設，從而促進太陽能光伏產業的發展。本項目的實施，探討目前實用的技術方案和可供考慮的投融資方案；測算該項目發電成本；提出實施該項目所需要的政策支持；為下一步的可行性研究奠定堅實的基礎。本項目的研究成果將為我國的大規模太陽能光電開發利用提供基礎數據，為國家出臺相關政策提供參考數據，因此本項目的建設是非常有必要的。三、基本情況甘肅省電力現狀及發展規劃1、電力系統現狀甘肅電網處于西北的中心位置，是西北電網的主要組成部分，東與陜西電網通過330KV西桃、天雍、秦雍、嵋雍線聯網，西與青海電網通過330KV華海一回、海阿三回、官蘭西線雙回聯網，北與寧夏電網以330LV靖青雙回、靖固一回及石中線聯網。甘肅電網主網電壓等級為330KV。甘肅省電網分為中部電網、東部電網和河西電網，其中中部電網包括蘭州、白銀、定西、臨夏等地區，河西電網包括金昌、張掖、嘉酒等地區。甘肅中部電網不但是甘肅省電網的核心，也是西北電網的核心，擔負著東西部水火電交換的重要任務；河西電網通過海石灣～永登～涼州330KV三角環和涼州～金昌～張掖～嘉峪關330KV雙回線與甘肅主網相連。2005年底，甘肅電網統調裝機容量9717.795MW（五級調度調管范圍），其中水電3850.595MW，占總裝機的39.6％；火電5728.5MW，占總裝機的58.9％；風電及燃機138.7MW，占總裝機的1.42％。截至2005年底，甘肅電網已建成750KV線路1條、長度127.71Km（省內長度）,變電所1座、總容量1500MVA；330KV線路58條、長度5104.45Km（省內長度），變電所19座、總容量8090MVA；220KV線路42條、長度1415.32Km（含跨省聯絡線），變電所11座（不包括鋁廠專用變）、總容量3180MVA；110KV線路334條、總長度約10299Km，變電所178座、總容量9663MVA。全省在實現鄉鄉通電的基礎上，配電網絡的供電能力、供電質量、調度自動化水平以及安全可靠性均有大幅提高。2005年全省統調最大發電負荷444.03億KWh，增長8.14％，全社會用電量424.76億KWh,增長4.99％。甘肅電網全網用電量及用電負荷總體保持2002年年底以來出現的增長勢頭。2005年甘肅電網發、用電形勢為總體平衡，個別時段有缺口。甘肅全省近年來的電力平衡狀況如下表所示：表1 甘肅全省近年電力平衡表 (單位：億千瓦小時)

項目2002200320042005可供量342.33398.33452.00489.48生產量340.33404.02457.26506.17水電106.07108.07122.39166.47火電234.26295.95334.87399.70進口量2.0044.0655.8251.14出口量(-)-49.7461.0867.83消費量342.33398.33452.00489.48在消費量中:農林牧漁、水利45.4741.6641.3351.70工業242.47266.30343.28364.46建筑業2.914.035.084.08交通電訊業11.8212.6114.4715.34商業5.355.726.416.72其他11.1118.1814.0214.72生活消費23.2023.7327.4132.46在消費量中:終端消費321.07372.22433.01467.96工業221.21266.29324.29342.94輸配電損失量21.2626.1118.9921.522、甘肅電力系統規劃西北電力設計院、西北電網有限公司2004年編制的《西北電網“十一五”電力行業規劃及2020年電網規劃設計》中的電力需求預測，甘肅電網2010年需電量646億KWh，最高負荷為10960MW；2015年需電量906億KWh，最高負荷為15500MW；2020年需電量1277億KWh，最高負荷為21900MW。“十一五”增長率分別為7.5％和8.59％；“十二五”增長率分別為7.00％和7.19％；“十三五”增長率分別為7.11％和7.16％。甘肅省電力公司2004年5月編制的《甘肅省電網“十一五”電力發展規劃及2020年遠景目標研究》中的電力需求預測見下表：表2甘肅地區電網電力需求預測表單位：MW項目低負荷水平中負荷水平高負荷水平2005年電量（億KWh）450450450負荷（MW）7256725672562010年電量（億KWh）646655667負荷（MW）1095511164113192015年電量（億KWh）906940971負荷（MW）1550016028166312020年電量（億KWh）127713181375負荷（MW）219002269023876（二）敦煌市電力建設基本情況及發展規劃1、敦煌市電力建設情況敦煌市電力建設自一九六三年開始起步，從無到有，從小到大得到了長足的發展，全市電網發展經歷了小水電獨立網為主、嘉酒電網為補充，到目前，已形成了一個以嘉酒電網為主，小水電自發為補充，聯系肅北、阿克塞三縣市的地方電力網，肅北、阿克塞經敦煌35KV輸電網購取嘉酒網電力。實施農村電網建設改造工程后，已從根本上解決了長期以來存在的電網發展緩慢、網架結構薄弱、供電可靠性低、電能質量差、線路損耗大、用電不安全的問題，基本形成了“網架結構合理、供電安全可靠、運行經濟靈活、電能質量合格、降損節能增效、技術可靠先進”的堅強電網。并不斷加大投入，電力自動化步伐不斷加快,實現了縣級電網調度自動化和縣城配網自動化。2005年全社會用電量突破1億千瓦時，發電總裝機容量達59100千瓦，年發電量23400萬千瓦。其中天然氣燃機電廠裝機容量50000千瓦，年發電量20000萬千瓦時；黨河水庫壩后渠系4個小水電站裝機容量9100千瓦，年發電量3400千瓦時。轄區內建成110千伏線路2條217.8公里，110千伏變電站一座，容量51500千伏安；建成35千伏線路18條283.38公里，35千伏變電所9座，總容量47890千伏安；建成10千伏線路41條768公里，安裝配電臺區1528臺，總容量95810千伏安；建成0.4千伏低壓線路882公里。2、敦煌市電網供應情況截止2006年底，敦煌市全社會發電總裝機容量5.91萬千瓦，共建成了35千伏變電站9座，變電容量4.789萬千伏安；35千伏線路283.38公里。敦煌電網主網110千伏線路與嘉酒電網相連接。3、敦煌市電網需求狀況敦煌地處河西走廊西端，干旱是制約農業生產發展的主要因素，因此大力發展水利灌溉，電力提灌成為敦煌農業發展的基礎。電灌用電設備裝見容量達到43000千瓦，占全市農村用電設備裝見容量的80%，用電量4287千瓦時，占全市農村電網總用電量的65%。隨著近年來農村城市化步伐的加快，小城鎮的建設，鄉鎮工業有了較快的發展，鄉鎮工業用電量402萬千瓦時。縣辦工業用電量裝見達到17000千瓦，用電量達到1693萬千瓦時。農副加工用電設備裝見達到7000千瓦，用電量達到662萬千瓦時。城鎮居民生活消費水平的提高和城鄉用電同價后農村電價電費的規范，居民生活用電量出現了較快的增長，城鄉居民生活用電量達到1974萬千瓦時。敦煌市的電網電力電量平衡表如下表：表3敦煌市黨河電網電力電量平衡表年份全社會用電量（萬KWH）黨河電網發電量（萬KWH）購電網電量（萬KWH）全社會用電負荷備注黨河發電公司拉排發電公司用電量增長率裝機容量發電量增長率裝機容量發電量增長率購電量增長率最大負荷最小負荷增長率2003964616%875027133%6550158223%535122%292067301平均10％20041090013%875028505%6550177012%628017%3010975272005117007%875029072%655018203%697311%3104077602006125767%875030525%655018904%76349%32000800020071385510%87502832-7%65501669-12%935423%32960824007年后預測15％20081593315%875028320%655016690%1143222%33949848720091832315%875028320%655016690%1382221%34967874220102107215%875028320%655016690%1657120%3601690044、電網存在的主要問題（1）電網結構不盡合理。農村電網呈輻射網狀態，部分變電站存在遠離負荷中心、單回路、單電源、超半徑供電等問題，由于地理位置有限，改造資金有限，仍然存在供電可靠性低，供電能力差、電能損耗高的現象。（2）農網裝備存在問題。目前敦煌電網35千伏變電站有載調壓不到30%，調壓能力不足；35千伏開關多為油斷路器，無油化程度低，變電站仍然靠市話、農話調度，真正實現無人值班的變電站還沒有。（3）并聯電容器組無功補償容量不足，投運率低，自動控制能力考核成績差。網改前主要以110千伏、35千伏變電站集中補償為主，高、低壓分散補償容量較低；雖在網改中統一規劃進行了多種方式的補償，但由于歷史欠帳嚴重，農村電網無功補償容量仍然不足，特別是高、低壓分散補償容量不足；由于過去農網無功補償均使用老設備，無功補償均使用老設備，無功補償自動投切能力很差；農村電網無功電力的調節手段和無功負荷的平衡手段匱乏，尤其是季節性負荷變化及高峰負荷時，補償容量不足，造成農村電網電壓質量偏低。（4）農電可持續發展的常態機制未能建立。農電的社會公益性強，自身可持續發展的能力差。5、敦煌市電力發展規劃（1）電力負荷預測：2005年電力提灌用電量達到4287千瓦時，“十一五”期間，將嚴格控制開荒，限制發展井灌，隨著農村科學種田的普及，農作物種植季節性減弱，電力提灌灌溉期逐年拉長，電力提灌用電年均增長率為6%，2010年電力提灌用電量達到5737千瓦時，2020年年均遞增率仍為5%，電量將達到9334千瓦時。在“十五”期間“兩改一同價”工程實施以后，尤其是城鄉居民生活用電同價以后,農村家用電器迅速普及,用電量上漲較快,按照全市奔小康的規劃,預測2010年用電量為12260萬千瓦時,2020年為19970萬千瓦時。（2）電力供應預測：根據《甘肅省農村電網“十一五”發展規劃及2020年遠景展望》，結合敦煌市農村電網最大負荷需求，電力供應進行預測見下表：表4敦煌市電力供應預測年度裝機容量（千瓦）110KV變可供負荷(千瓦)最大用電負荷（千瓦）占可供比例（％）2005年59100400003200032.32010年118255400004700027160002020年1682551000008750026.3160003200016000（3）電網建設規劃：2007年到2010年間,建成安西瓜州330千伏變至敦煌110千伏鹽茶輸變電工程,進一步加強敦煌110千伏主網架,擴大110千伏電網的覆蓋面。2005年至2010年期間新增110千伏變電容量20000千伏安，新增35千伏變電容量5150千伏安。2010至2020年期間新增110千伏變電容量60000千伏安，新增35千伏變電容量36000千伏安。配合主網架的建設，農村電網將堅持從農村經濟發展和提高農村居民生活用電的實際出發，堅持統一規劃、統一標準、統一建設、統一管理的原則，協調發展各級電網，做到送、變、配電網的配套發展，在規劃期內達到農村電網35千伏、110千伏變電站布點合理，每個鄉有一個35千伏變電站，10千伏供電半徑不超過15公里，0.4千伏供電半徑不超過0.5公里。通過以上電網結構的完善，建設和改造，提高電網的供電能力，供電質量，以此滿足和平衡敦煌農村社會經濟發展和人民群眾生活用電負荷的增長需求。四、敦煌市建設條件（一）光照資源條件1、我國太陽輻射年總量的地理分布我國屬世界上太陽能資源豐富的國家之一，全年輻射總量在91.7～2,333kWh/m2.年之間。全國總面積2/3以上地區年日照時數大于2,000小時。我國西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內蒙古高原的總輻射量和日照時數均為全國最高，屬世界太陽能資源豐富地區之一。圖1我國太陽輻射年總量分布我國太陽能理論總儲量為147×108GWh/年。我國有荒漠面積108萬平方公里，主要分布在光照資源豐富的西北地區。如果利用十分之一的荒漠安裝并網光伏發電系統，裝機容量就達大約1.08×1010kWp。折算裝機功率為1,928GW,相當于128座三峽電站。可以提供我國2002年16,540億kWh的耗電量的3.26倍。2、甘肅省太陽能資源分布特點甘肅省具有豐富的太陽能資源，年太陽能總輻射量在4800－6400MJ/m2，年資源理論儲量67萬億KWh，每年地表吸收的太陽能相當于大約824億噸標準煤的能量，開發利用前景廣闊。河西走廊、甘南高原為甘肅省太陽輻射豐富區，年太陽總輻射量分別為每平方米5800MJ和6400MJ；隴南地區相對較低，年太陽總輻射量僅4800～5200MJ；其余地區為5200-5800MJ。除隴南地區外，甘肅省年太陽總輻射量比同緯度的華北、東北地區都大。甘肅省以夏季太陽總輻射最多，冬季最少，春季大于秋季。7月各地太陽總輻射量為每平方米560～740MJ；1月為260～380MJ；4月為480～630MJ；10月為300～480MJ。太陽總輻射冬季南北差異小，春季南北差異大。甘肅省各地年日照時數在1700-3320小時之間，自西北向東南逐漸減少。河西走廊西部年日照時數，在3200小時以上；隴南南部，在1800小時以下；其余地區在2000～3000小時之間。3、敦煌市太陽能資源由敦煌氣象局(國家基準氣候站)提供的敦煌地區各月氣象資料見下表:表6敦煌地區氣象資料信息表月份月輻射量MJ/m2月均日照時間日出時(北京時)日落時(北京時)夜間最低溫度（℃）晝最高溫度（℃）平均降雨量（mm）1344.08241.39.0318.35-18.05.50.72390.51215.18.3819.12-16.014.10.33582.79289.87.5819.44-11.824.83.54595.01246.47.0720.16-5.827.51.85857.34360.86.2820.465.635.51.56856.88360.96.1321.099.936.54.97805.45321.46.2421.0913.639.716.18744.45314.96.5220.4110.337.95.69587.63280.57.2119.523.231.61.710481.11275.07.5119.03-1.425.11.511341.20240.18.2618.25-8.314.30.812295.60215.88.5718.15-26.4171.1合計6882.053362表7敦煌地區太陽輻射數據表月份月輻射總量(mj/㎡)(MJ/㎡)月輻射總量(kWh/㎡)日平均輻射量(kWh/㎡)白天最高溫度(℃)夜間最低溫度(℃)1344.0895.654243.095.5-18.02390.51108.56183.8814.1-16.03582.79162.01565.2324.8-11.84595.01165.41285.5127.5-5.85857.34238.34057.6935.55.66856.88238.21267.9436.59.97805.45223.91517.2239.713.68744.45206.95716.6837.910.39587.63163.36115.4531.63.210481.11133.74864.3125.1-1.411341.2094.85363.1614.3-8.312295.6082.17682.6510-26.4合計6882.051913.215.24圖2敦煌市日均輻射量和最高、最低溫度4、敦煌地區平均10年氣象資料供給表（1990－2000年）表8敦煌地區平均10年氣象資料供給表月份項目123456789101112全年太陽總輻射（MJ/m2）344.08390.51582.79595.01857.34856.88805.45744.45587.63481.11341.20295.606882.05日照時數（H）241.3215.1289.8246.4360.8360.9321.4314.9280.5275.0240.1215.83362晴天日數(天)10.89.36.45.66.95.87.211.412.014.412.510.7113陰天日數（天）2.12.75.44.54.95.364.52.81.91.12.643.8平均最高氣溫（℃）-0.95.913.021.724.731.433.131.827.218.68.71.0216.2平均最低氣溫（℃）-14.2-9.4-2.34.69.914.517.214.88.70.7-5.5-1029平均降雨量（mm）0.70.33.51.81.54.916.12.61.71.50.81.136.5PAGEPAGE76甘肅匯能新能源技術設計所3、其他氣象數據表9敦煌地區其他氣象數據表平均風速1.9m/s最大風速14.0m/s連續大風天數最長連續無日照天數發生月份惡劣天氣一年中發生的次數及月份雷6次/年發生月份5、6強風4次/年發生月份3、6、7沙塵7次/年發生月份2、3、4、6暴風雨發生月份暴雪發生月份（二）場址條件1、場址地理位置：場址位于敦煌市七里鎮西南，距市區13km。東經92°30′，北緯40°04′。平均海拔1200m，距國道215線1km。距110KV、容量為51500KVA的楊家橋變電站11km。日照輻射量為6882.1MJ/㎡，日照小時數3362h，最大陣風風速14m/s，沙塵天數7d/y。平均氣溫9.3℃，場地開闊、平坦，周圍無高大建筑和遮擋物，土質為砂礫戈壁灘，地下水水位35m。站點處于敦煌—黨河—玉門關—雅丹地貌旅游線路必經之地。見附件。2、場址建設條件：（1）富集的太陽光照資源，保證很高的發電量；（2）靠近主干電網，以減少新增輸電線路的投資；（3）主干電網的線徑具有足夠的承載能力，在基本不改造的情況下有能力輸送光伏電站的電力；（4）離用電負荷中心市區13km，以減少輸電損失；（5）便利的交通、運輸條件和生活條件；（6）場地開闊、平坦，擴容空間大；（7）能產生附加的經濟、生態效益，有助于抵消部分電價成本；（8）良好的示范條件，讓公眾認識和接受光伏發電技術，具有一定的國際影響力。3、地理地貌：敦煌以黨河水庫下游位沖積扇平原。沙棗墩以東原為黨河原左河道，原黨河經過多年沖刷改道，形成現在的永久性固定渠道。在河道以北形成了廣闊的砂礫石戈壁和沙址地帶。4、地質狀況：該地段屬沖積扇平原頂部，海拔在1050－1400米之間，屬永久固定性砂礫石戈壁，無洪水侵擾，地域開闊，經水文地址部門鉆探砂礫層厚度為10－12米，12－25米為沙質土層，25－40米為細砂礫土層。5、凍土深度：凍土與地溫度的變化有密切的關系。當地溫降到0℃以下時，土壤開始凍結。一般10月就出現夜凍日消現象，11月下旬進入穩定凍結期。隨著氣溫的降低，凍土厚度逐漸加深。最大凍土深度發生在2月下旬或3月上旬。從3月上旬凍土的上下限開始解凍，直到4月凍土化通，大約有一個月的凍土化期。最大凍土深度1.11m。6、場地結論：場地地形平坦，地表水排泄通暢，地下水位埋藏很深，，巖土體含水量很小，鹽漬土主要分布于鼻標的含碎石粉砂層，場址區未發生大面積的鹽漬化，地基土仍保持原狀土層較高的物理力學性質，不會對建筑物基礎構成較大影響，建議在下一步的工作中進一步查明鹽漬土在場地區內平面上和垂直方向上的分布規律。為了防止生產、生活用水可能對建筑物周圍的巖土產生次生鹽漬化和對混凝土及鋼結構的腐蝕性，對土壤特性進行化驗分析，必要時在土建設計施工時，采用抗酸水泥，并切實做好生產生活用水管理和廢水的有序排放，防止對建筑物地基產生不良影響。光電場集控中心及升壓變電所和光伏陣列、箱變位置應盡量避開沖溝，并考慮采取相應的防洪工程措施。五、太陽能光伏電站預選方案設計敦煌市10MWp的太陽能光伏并網發電系統，推薦采用分塊發電、集中并網方案，將系統分成10個1MWp的光伏并網發電單元，分別經過0.4KV/35KV變壓配電裝置并入電網，最終實現將整個光伏并網系統接入35KV中壓交流電網進行并網發電的方案。本系統按照10個1MWp的光伏并網發電單元進行設計，并且每個1MW發電單元采用4臺250KW并網逆變器的方案。每個光伏并網發電單元的電池組件采用串并聯的方式組成多個太陽能電池陣列，太陽能電池陣列輸入光伏方陣防雷匯流箱后接入直流配電柜，然后經光伏并網逆變器和交流防雷配電柜并入0.4KV/35KV變壓配電裝置。（一）太陽能電池陣列設計1、太陽能光伏組件選型（1）單晶硅光伏組件與多晶硅光伏組件的比較單晶硅太陽能光伏組件具有電池轉換效率高，商業化電池的轉換效率在15%左右，其穩定性好，同等容量太陽能電池組件所占面積小，但是成本較高，每瓦售價約36-40元。多晶硅太陽能光伏組件生產效率高，轉換效率略低于單晶硅，商業化電池的轉換效率在13%-15%，在壽命期內有一定的效率衰減，但成本較低，每瓦售價約34-36元。兩種組件使用壽命均能達到25年，其功率衰減均小于15％。（2）根據性價比本方案推薦采用165WP太陽能光伏組件，全部為國內封裝組件，其主要技術參數見下表： 表12太陽能電池組件性能參數表峰值功率（Wp）165短路電流（Isc）7.82±0.2開路電壓（Voc）29±0.5峰值電壓(Vmp)23.5±0.5峰值電流(Imp)7.02±0.2額定工作溫度(℃)43±2抗風力或表面壓力2400Pa,130km/h絕緣強度DC3500V,1min,漏電電流≤50沖擊強度227g鋼球1m自由落體,表面無損外形尺寸(mm)1316×992×46重量(kg)15.002、并網光伏系統效率計算并網光伏發電系統的總效率由光伏陣列的效率、逆變器效率、交流并網等三部分組成。（1）光伏陣列效率η1：光伏陣列在1000W/m2太陽輻射強度下,實際的直流輸出功率與標稱功率之比。光伏陣列在能量轉換過程中的損失包括：組件的匹配損失、表面塵埃遮擋損失、不可利用的太陽輻射損失、溫度影響、最大功率點跟蹤精度、及直流線路損失等，取效率85%計算。(2)逆變器轉換效率η2：逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比，取逆變器效率95%計算。（3）交流并網效率η3：從逆變器輸出至高壓電網的傳輸效率，其中主要是升壓變壓器的效率，取變壓器效率95%計算。（4）系統總效率為：η總＝η1×η2×η3＝85%×95%×95%=77%3、傾斜面光伏陣列表面的太陽能輻射量計算從氣象站得到的資料，均為水平面上的太陽能輻射量，需要換算成光伏陣列傾斜面的輻射量才能進行發電量的計算。對于某一傾角固定安裝的光伏陣列，所接受的太陽輻射能與傾角有關，較簡便的輻射量計算經驗公式為：Rβ＝S×[sin(α+β)/sinα]+D式中：Rβ——傾斜光伏陣列面上的太陽能總輻射量S——水平面上太陽直接輻射量D——散射輻射量α——中午時分的太陽高度角β——光伏陣列傾角根據當地氣象局提供的太陽能輻射數據，按上述公式計算敦煌市不同傾斜面的太陽輻射量，具體數據見下表：表10敦煌市不同傾斜面各月的太陽輻射量（KWH/m2）傾角β30°34°36°38°40°42°44°46°50°1月136.5140.5142.3144145.6147148.3149.4151.42月146.7149.8151.1152.3153.4154.3155.1155.7156.53月193.1194.7195.3195.8196.1196.2196.1196195.14月180.4180.2179.9179.4178.9178.9178.2177.4176.45月247.8245.6244.3242.7240.9239236.9234.5229.36月241.6238.5236.7234.7232.5230.1227.5224.8218.77月230.7228.1226.5224.7222.7220.5218.1215.5209.88月226.2225.2224.5223.5222.3220.9219.3217.5213.39月196.3197.6198198.2198.2198.1197.7197.2195.510月181.9185.5187.1188.4189.6190.6191.4192192.611月142.3146.6148.5150.3151.9153.4154.7155.9157.812月127.4131.7133.7135.5137.2138.8140.3141.6143.8全年2251.32264.72268.4227022702268226322572239從上表的計算可以看出，敦煌緯度40.6°,傾角等于40°時全年接受到的太陽能輻射能量最大,比水平面的數值高約18.9%。確定太陽能光伏陣列安裝傾角為40°。4、太陽能光伏組件串并聯方案250KW并網逆變器的直流工作電壓范圍為：450Vdc～880Vdc，最佳直流電壓工作點為：560Vdc。太陽能光伏組件串聯的組件數量Ns=560/23.5±0.5=24（塊），這里考慮溫度變化系數,取太陽能電池組件18塊串聯,單列串聯功率P=18×165Wp=2970Wp；單臺250KW逆變器需要配置太陽能電池組件串聯的數量Np=250000÷2970≈85列，1MWP太陽能光伏電伏陣列單元設計為340列支路并聯，共計6120塊太陽能電池組件，實際功率達到1009.8KWp。整個10MWp系統所需165Wp電池組件的數量M1=10×6120=61200（塊），實際功率達到10.098MWp。該工程光伏并網發電系統需要165Wp的多晶硅太陽能電池組件61200塊,18塊串聯,3400列支路并聯的陣列。5、太陽能光伏陣列的布置（1）光伏電池組件陣列間距設計為了避免陣列之間遮陰,光伏電池組件陣列間距應不小于D:D=0.707H/tan〔arcsin(0.648cosΦ-0.399sinΦ)〕式中Φ為當地地理緯度(在北半球為正，南半球為負)，H為陣列前排最高點與后排組件最低位置的高度差）。根據上式計算，求得：D=5025㎜。取光伏電池組件前后排陣列間距5.5米（2）太陽能光伏組件陣列單列排列面布置見下圖：（3）10MWP太陽能光伏組件陣列布置見下圖：4）總占地面積計算：10MWp太陽能光發電場由1700個單列太陽能光伏陣列構成，前后排陣列間距5.5米。占地面積=935×472=44.14萬平方米。6、土建設計（1）10MWp光電場總占地面積=935米×472米=（2）光伏陣列占地約316000㎡，電站房屋建筑面積約3600平方米。其中：辦公室、展廳、食宿樓：40m×20m×2=1600㎡；機房、控制室：80m×20m×10=1600㎡；工作間、庫房及其它：20m×20m=400㎡；（3）光電場周圍需安裝高度2.5米防護圍欄，圍欄總長度：(935+472)×2=2814（4）方陣支架基礎用鋼筋混凝土現澆，預埋安裝地腳螺栓。總計5100個基礎，單體基礎0.256m3100010004002000（二）太陽能光伏方陣直流防雷匯流箱設計如上圖所示，光伏陣列防雷匯流箱具有以下特點：滿足室外安裝的使用要求；同時可接入6路太陽電池串列，每路電流最大可達10A；接入最大光伏串列的開路電壓值可達DC900V；熔斷器的耐壓值不小于DC1000V；每路光伏串列具有二極管防反保護功能；配有光伏專用高壓防雷器，正極負極都具備防雷功能；采用正負極分別串聯的四極斷路器提高直流耐壓值，可承受的直流電壓值不小于DC1000V。按照每6個太陽電池串列單元需要配置1臺光伏方陣防雷匯流箱，250KW并網逆變器需配置10個匯流箱，本工程10MWp光伏并網發電系統共需配置400臺光伏方陣防雷匯流箱。（三）直流配電柜設計1212345611234562123456101234569器1單元直流配電柜每個1MW并網單元可另配備一套群控器（選配件），其功能如下：群控功能的解釋：這種網絡拓樸結構和控制方式適合大功率光伏陣列在多臺逆變器公用可分斷直流母線時使用，可以有效增加系統的總發電效率。當太陽升起時，群控器控制所有的群控用直流接觸器KM1～KM3閉合，并指定一臺逆變器INV1首先工作，而其他逆變器處于待機狀態。隨著光伏陣列輸出能量的不斷增大，當INV1的功率達到80%以上時，控制直流接觸器KM2斷開，同時控制INV3進行工作。隨著日照繼續增大，將按上述順序依次投入逆變器運行；太陽落山時，則按相反順序依次斷開逆變器。從而最大限度地減少每臺逆變器在低負載、低效率狀態下的運行時間，提高系統的整體發電效率。群控器可以通過RS485總線獲取各個逆變器的運行參數、故障狀態和發電參數，以作出運行方式判斷。群控器同時提供友好的人機界面。用戶可以直接通過LCD和按鍵實現運行參數察看、運行模式設定等功能。用戶可以通過手動方式解除群控運行模式。（6）群控器支持至少20臺逆變器按照群控模式并聯運行。（四）太陽能光伏并網逆變器的選擇此太陽能光伏并網發電系統設計為10個1MWp的光伏并網發電單元，每個并網發電單元需要4臺功率為250KW的逆變器，整個系統配置40臺此種型號的光伏并網逆變器，組成10MWp并網發電系統。選用性能可靠、效率高、可進行多機并聯的逆變設備，本方案選用額定容量為250KW的逆變器，主要技術參數列于下表：表13250KW并網逆變器性能參數表容量250KW隔離方式工頻變壓器最大太陽電池陣列功率275KWp最大陣列開路電壓900Vdc太陽電池最大功率點跟蹤（MPPT）范圍450Vdc～880Vdc最大陣列輸入電流560AMPPT精度>99％額定交流輸出功率250KW總電流波形畸變率<4%（額定功率時）功率因數>0.99效率94%允許電網電壓范圍（三相）320V～440AC允許電網頻率范圍47～51.5Hz夜間自耗電<50W保護功能極性反接保護、短路保護、孤島效應保護、過熱保護、過載保護、接地保護、欠壓及過壓保護等通訊接口（選配）RS485或以太網使用環境溫度－20℃～＋40℃使用環境濕度0～95%尺寸（深×寬×高）mm800×1200×2260噪音≤50dB防護等級IP20（室內）電網監控按照UL1741標準電磁兼容性EN50081,part1；EN50082,part1電網干擾EN61000-3-41、性能特點選用光伏并網逆變器采用美國TI公司32位專用DSP(LF2407A)控制芯片，主電路采用日本最先進的智能功率IPM模塊組裝，運用電流控制型PWM有源逆變技術和優質進口高效隔離變壓器，可靠性高，保護功能齊全，且具有電網側高功率因數正弦波電流、無諧波污染供電等特點。該并網逆變器的主要技術性能特點如下：（1）采用美國TI公司32位DSP芯片進行控制；（2）采用日本三菱公司第五代智能功率模塊（IPM）；（3）太陽電池組件最大功率跟蹤技術(MPPT)；（4）50Hz工頻隔離變壓器，實現光伏陣列和電網之間的相互隔離；（5）具有直流輸入手動分斷開關，交流電網手動分斷開關，緊急停機操作開關。有先進的孤島效應檢測方案；有過載、短路、電網異常等故障保護及告警功能；直流輸入電壓范圍(450V～880V)，整機效率高達94%；（9）人性化的LCD液晶界面，通過按鍵操作，液晶顯示屏(LCD)可清晰顯示實時各項運行數據，實時故障數據，歷史故障數據（大于50條），總發電量數據，歷史發電量（按月、按年查詢）數據。（10）逆變器支持按照群控模式運行，并具有完善的監控功能；（11）可提供包括RS485或Ethernet（以太網）遠程通訊接口。其中RS485遵循Modbus通訊協議；Ethernet（以太網）接口支持TCP/IP協議，支持動態(DHCP)或靜態獲取IP地址；（12）逆變器具有CE認證資質部門出具的CE安全證書。2、電路結構250KW并網逆變器主電路的拓撲結構如上圖所示，并網逆變電源通過三相半橋變換器，將光伏陣列的直流電壓變換為高頻的三相斬波電壓，并通過濾波器濾波變成正弦波電壓接著通過三相變壓器隔離升壓后并入電網發電。為了使光伏陣列以最大功率發電，在直流側加入了先進的MPPT算法。（五）交流防雷配電柜設計按照2個250KWp的并網單元配置1臺交流防雷配電柜進行設計，即每臺交流配電柜可接入2臺250KW逆變器的交流防雷配電及計量裝置，系統共需配置20臺交流防雷配電柜。每臺逆變器的交流輸出接入交流配電柜，經交流斷路器接入升壓變壓器的0.4KV側，并配有逆變器的發電計量表。每臺交流配電柜裝有交流電網電壓表和輸出電流表，可以直觀地顯示電網側電壓及發電電流。接至升壓變壓器接至升壓變壓器三相空開低壓側交流配電單元WhWh（六）交流升壓變壓器并網逆變器輸出為三相0.4KV電壓，考慮到當地電網情況，需要采用35KV電壓并網。由于低壓側電流大，考慮線路的綜合排部，選用5臺S9系列（0.4）KV/（35-38.5）KV,額定容量2500KVA升壓變壓器分支路升壓，變壓器技術參數如下：表14變壓器技術參數表項目單位參數額定容量KVA2000額定電壓高壓KV35±5%低壓KV0.4損耗空載KW3.2負載KW20.7空載電流%0.8短路阻抗%6.5重量油T1.81變壓器身T4.1總重T7.95外形尺寸長×寬×高（mm）2850×1820×3100軌距mm1070（七）系統組成方案原理框圖（八）系統接入電網設計本系統由10個1MWP的光伏單元組成，總裝機10MWp，太陽能光伏并網發電系統接入35KV/50Hz的中壓交流電網，按照2MWp并網單元配置1套35KV/0.4KV的變壓及配電系統進行設計，即系統需要配置5套35KV/0.4KV的變壓及配電系統。每套35KV中壓交流電網接入方案描述如下：1、系統概述35KV中壓交流電網接入方案圖如下：35KV中壓交流電網接入方案圖2、重要單元的選擇（1）35KV/0.4KV配電變壓器的保護35KV/0.4KV配電變壓器的保護配置采用負荷開關加高遮斷容量后備式限流熔斷器組合的保護配置，既可提供額定負荷電流，又可斷開短路電流，并具備開合空載變壓器的性能，能有效保護配電變壓器。系統中采用的負荷開關,通常為具有接通、隔斷和接地功能的三工位負荷開關。變壓器饋線間隔還增加高遮斷容量后備式限流熔斷器來提供保護。這是一種簡單、可靠而又經濟的配電方式。（2）高遮斷容量后備式限流熔斷器的選擇由于光伏并網發電系統的造價昂貴，在發生線路故障時，要求線路切斷時間短，以保護設備。熔斷器的特性要求具有精確的時間-電流特性（可提供精確的始熔曲線和熔斷曲線）；有良好的抗老化能力；達到熔斷值時能夠快速熔斷；要有良好的切斷故障電流能力，可有效切斷故障電流。根據以上特性，可以把該熔斷器作為線路保護，和并網逆變器以及整個光伏并網系統的保護使用，并通過選擇合適的熔絲曲線和配合，實現上級熔斷器與下級熔斷器及熔斷器與變電站保護之間的配合。對于35kV線路保護，《3-110kV電網繼電保護裝置運行整定規程》要求：除極少數有穩定問題的線路外，線路保護動作時間以保護電力設備的安全和滿足規程要求的選擇性為主要依據，不必要求速動保護快速切除故障。通過選用性能優良的熔斷器，能夠大大提高線路在故障時的反應速度，降低事故跳閘率，更好地保護整個光伏并網發電系統。（3）中壓防雷保護單元該中壓防雷保護單元選用復合式過電壓保護器，可有效限制大氣過電壓及各種真空斷路器引起的操作過電壓，對相間和相對地的過電壓均能起到可靠的限制作用。該復合式過電壓保護器不但能保護截流過電壓、多次重燃過電壓及三相同時開斷過電壓，而且能保護雷電過電壓。過電壓保護器采用硅橡膠復合外套整體模壓一次成形，外形美觀，引出線采用硅橡膠高壓電纜，除四個線鼻子為裸導體外，其他部分被絕緣體封閉，故用戶在安裝時，無需考慮它的相間距離和對地距離。該產品可直接安裝在高壓開關柜的底盤或互感器室內。安裝時，只需將標有接地符號單元的電纜接地外，其余分別接A、B、C三相即可。設置自控接入裝置對消除諧振過電壓也具有一定作用。當諧振過電壓幅值高至危害電氣設備時，該防雷模塊接入電網，電容器增大主回路電容，有利于破壞諧振條件，電阻阻尼震蕩，有利于降低諧振過電壓幅值。所以可以在高次諧波含量較高的電網中工作，適應的電網運行環境更廣。另外，該防雷單元可增設自動控制設備，如放電記錄器，清晰掌控工作動作狀況。可以配置自動脫離裝置，當設備過壓或處于故障時，脫離開電網，確保正常運行。（4）中壓電能計量表中壓電能計量表是真正反應整個光伏并網發電系統發電量的計量裝置，其準確度和穩定性十分重要。采用性能優良的高精度電能計量表至關重要。為保證發電數據的安全，建議在高壓計量回路同時裝一塊機械式計量表，作為IC式電能表的備用或參考。該電表不僅要有優越的測量技術，還要有非常高的抗干擾能力和可靠性。同時，該電表還可以提供靈活的功能：顯示電表數據、顯示費率、顯示損耗（ZV）、狀態信息、警報、參數等。此外，顯示的內容、功能和參數可通過光電通訊口用維護軟件來修改。通過光電通訊口，還可以處理報警信號，讀取電表數據和參數。3、監控裝置系統采用高性能工業控制PC機作為系統的監控主機，可以每天24小時不間斷對所有的并網逆變器進行運行數據的監測。監控主機的照片和系統特點如下：3.5”嵌入式低功耗IntelULV賽揚400MHzCPU卡，帶LCD/CRTVGA，雙網絡，USB2.0，數字輸入/輸出和音頻256M內存（可升級）40G筆記本硬盤（可升級）工控機和所有光伏并網逆變器之間的通訊可采用RS485總線或Ethernet（以太網）。光伏并網系統的監測軟件使用本公司開發的大型光伏并網系統專用網絡版監測軟件SPS-PVNET（Ver2.0）。該軟件可連續記錄運行數據和故障數據：要求提供多機通訊軟件，采用RS485或Ethernet（以太網）遠程通訊方式，實時采集電站設備運行狀態及工作參數并上傳到監控主機。要求監控主機至少可以顯示下列信息：可實時顯示電站的當前發電總功率、日總發電量、累計總發電量、累計CO2總減排量以及每天發電功率曲線圖。可查看每臺逆變器的運行參數，主要包括：A、直流電壓B、直流電流C、直流功率D、交流電壓E、交流電流F、逆變器機內溫度G、時鐘H、頻率I、功率因數J、當前發電功率K、日發電量L、累計發電量M、累計CO2減排量N、每天發電功率曲線圖監控所有逆變器的運行狀態，采用聲光報警方式提示設備出現故障，可查看故障原因及故障時間，監控的故障信息至少因包括以下內容：A、電網電壓過高；B、電網電壓過低；C、電網頻率過高；D、電網頻率過低；E、直流電壓過高；F、直流電壓過低；G、逆變器過載；H、逆變器過熱；I、逆變器短路；J、散熱器過熱；K、逆變器孤島；L、DSP故障；M、通訊失敗；要求監控軟件集成環境監測功能，主要包括日照強度、風速、風向、室外溫度、室內溫度和電池板溫度等參量。要求最短每隔5分鐘存儲一次電站所有運行數據，包括環境數據。故障數據需要實時存儲。要求至少可以連續存儲20年以上的電站所有的運行數據和所有的故障紀錄。要求至少提供中文和英文兩種語言版本。要求可以長期24小時不間斷運行在中文WINDOWS2000，XP操作系統要求使用高可靠性工業PC作為監控主機要求提供多種遠端故障報警方式，至少包括：SMS（短信）方式，E_MAIL方式，FAX方式。（10）監控器在電網需要停電的時候應能接收電網的調度指令。4、環境監測裝置在太陽能光伏發電場內配置1套環境監測儀，實時監測日照強度、風速、風向、溫度等參數。該裝置由風速傳感器、風向傳感器、日照輻射表、測溫探頭、控制盒及支架組成。可測量環境溫度、風速、風向和輻射強度等參量，其通訊接口可接入并網監控裝置的監測系統，實時記錄環境數據。5、系統防雷接地裝置為了保證本工程光伏并網發電系統安全可靠，防止因雷擊、浪涌等外在因素導致系統器件的損壞等情況發生，系統的防雷接地裝置必不可少。（1）地線是避雷、防雷的關鍵，在進行配電室基礎建設和太陽電池方陣基礎建設的同時，選擇電廠附近土層較厚、潮濕的地點，挖1～2米深地線坑，采用40扁鋼，添加降阻劑并引出地線，引出線采用35mm2銅芯電纜，接地電阻應小于4歐姆。（2）直流側防雷措施：電池支架應保證良好的接地，太陽能電池陣列連接電纜接入光伏陣列防雷匯流箱，匯流箱內含高壓防雷器保護裝置，電池陣列匯流后再接入直流防雷配電柜，經過多級防雷裝置可有效地避免雷擊導致設備的損壞。（3）交流側防雷措施：每臺逆變器的交流輸出經交流防雷柜（內含防雷保護裝置）接入電網，可有效地避免雷擊和電網浪涌導致設備的損壞，所有的機柜要有良好的接地。（九）方案改進措施1、提高逆變器交流出口電壓目前，國內生產的逆變器容量整體偏小,交流出口電壓低,這樣造成低壓側電流很大,達到400-600A,給傳輸及電纜布置造成困難,同時增加了線路損耗,在實際設計中研究利用逆變器隔離變壓器直接升壓的方案,將交流輸出電壓提高至1000-2000V,降低電流。2、利用大容量的逆變器由于逆變器容量較小，通常使用的是100KW－200KW的逆遍器，在大規模的太陽能光伏電站中，增加了系統損耗和線路投資，研究利用大容量的逆變器使用，改善系統出力。（十）施工組織設計1、施工條件擬建的敦煌太陽能光伏電站場址位于敦煌七里鎮西南戈壁灘中，距市區13km。東經92°13′－95°30′，北緯39°40′－41°40′。地表為砂礫覆蓋層，由于地勢開闊平坦，施工時只需部分挖填平整，即可形成良好的施工場地。太陽能光伏電場場址屬大陸性中溫帶干旱性氣候，工程所在地多年平均日照輻射量為6882.1MJ/㎡，日照小時數3362h，最大陣風風速14m/s，沙塵天數7d/y。平均氣溫9.3℃，總輻射量最大值出現在5、6、7三月，從隨季節的變化量看，以夏季最大，冬季最小。日照時數的年際變化是夏秋季最大，冬季最小。一年中日照時數從2月份開始逐月增多，6月份達到最高值，伏期和秋季維持次高狀況，直到冬季的12月至2月降到最低值。本工程推薦方案計劃安裝太陽能光伏組件61360塊，總裝機容量10MWP。基本布置為10個光伏陣列，南北方向排列，新建35KV升壓站1座。施工特點為單體光伏陣列分散進行。主要建筑物材料來源充足，水泥可從酒泉和嘉峪關水泥廠購進，通過213線運至施工現場。沙石料可從黨河河灘獲取。建設電源由七里鎮接至。施工用水可從黨河河道取水，施工條件較好。2、施工交通運輸太陽能光伏電場場址距敦煌市區13km。距國道215線1km。交通十分便利，電站所用設備及建筑材料可通過汽車直接運抵施工現場。根據場地總體布局，場內交通運輸線路按方案布置，建設場內交通道路。3、工程永久占地本期工程占地為國有未利用的荒漠戈壁，工程占地原則上以永久設施的基礎邊界劃分，經計算，本期工程推薦方案永久占地43.55萬平方米。4、主體工程施工主體工程為光伏陣列基礎施工，地基開挖深度為70cm。開挖出地基底面后先灑少量水、夯實、找平，墊3：7灰土20cm夯實。在其上進行混凝土施工，施工需架設模板、綁扎鋼筋并澆筑混凝土，混凝土在施工中經常測量，以保證整體陣列的水平、間距精度。施工結束后混凝土表面必須立即遮蓋并灑水養護，防止表面出現開裂。回填土要求壓實，填至與地面水平。一般情況盡量避免冬季施工。確需冬季施工時，一定要采取嚴格保溫措。施工過程中，待混凝土強度達到28天齡期以上方可進行安裝。5、太陽能光伏陣列安裝（1）施工準備：進場道路通暢，安裝支架運至相應的陣列基礎位置，太陽能光伏組件運至相應的基礎位置。（2）陣列支架安裝：支架分為基礎底梁、立柱、加強支撐、斜立柱。支架按照安裝圖紙要求，采用鍍鋅螺栓連接。安裝完成整體調整支架水平后緊固螺栓。（3）太陽能電池組件安裝：細心打開組件包裝，禁止單片組件疊摞，輕拿輕放防止表面劃傷，用螺栓緊固至支架上后調整水平，擰緊螺栓。6、施工總布置依據太陽能光伏電站建設、施工要求、當地實際情況及施工環保要求，本階段初步編制一個基本的施工組織方案。（1）先進行臨時生活設施建設，后進行生產設施建設首先解決施工人員的辦公、吃、住問題，先建設辦公、生活設施，以滿足管理需要，提高工作效率。（2）35KV升壓站和電纜敷設工程先期開工建設根據光伏場地的布置先進行道路及隱蔽工程的施工，合理的順序可以避免在施工中的反復，提高工程效率。（3）其他工程項目的施工在保證上述兩項的施工組織原則下，其他工程如倉庫、臨時設施、光伏陣列基礎處理、混凝土基礎等項目可以同步進行，平行建設，其分部分項可以流水作業，以加快施工進度，保證工期。7、施工總體進度（1）根據敦煌市氣候條件，土建施工每年從3月至10月底可以施工。準備工程從當年1月1日安排開始，主要完成水、電、場地平整、臨時設施等準備工程。（2）設計土建開工從3月1日開始施工，于當年8月底完成混凝土澆筑工程、電纜溝、廠辦公室、及場內道路工程。（3）安裝工程從8月1日開始進行，分專業進行平行施工，完成太陽能光伏組件、升壓變壓器、逆變器的安裝，計劃完成時間當年10月1日。（4）并網前安裝檢查，對所有安裝項目內容進行全面檢查測試，計劃時間當年10月2日至11月15日完成。（5）并網試運行，計劃當年11月28日全部機組并網發電，投入試運行。六、環境影響評價通過對敦煌太陽能光伏電場工程環境影響分析，該工程建設對生態環境的影響施工期主要來自揚塵和施工噪音，運行期無任何污染。生活污水和垃圾由于產生數量少，對環境影響甚微。1、環境現狀（1）自然環境敦煌市七里鎮位于甘肅省河西走廊西部，為沙漠戈壁，在廣闊的荒漠戈壁灘上，覆蓋巨厚的晚第三紀至第四紀沉積物。距國道215線1km。場址周圍沒有居民和工礦，距市區13km。場址周圍無地表水、河流湖泊，地下水埋藏較深。場址區域內未發現受保護的國家一、二級野生動物。（2）社會經濟環境敦煌市是一個農業和旅游為主的城市，地處甘、青、新三省交界處，總面積3.12萬平方公里，現有荒漠面積1.8萬平方公里；總人口18萬人。平均海拔1138m。境內有回、藏、蒙古等10個少數民族。現存各類文物點241處，其中國家級文物保護單位3處，特別是被譽為“文化瑰寶”的莫高窟，已于1991年列入世界文化遺產名單，使敦煌成為了“絲綢之路”旅游線上的黃金旅游點。隨著敦煌機場的擴建、玉敦鐵路、313高等級公路和廣播電視網絡中心的建設，“航線出國、鐵路入市、油路進村、信息上網”的目標的實現，敦煌市將成為甘肅省發展特色和開放個性鮮明，經濟環境、社會化服務一流，物質文明和精神文明協調發展的區域中心城市和國際化旅游名城。2、建設施工期環境影響評價及減排措施（1）噪聲施工期噪聲主要為施工機械設備所產生的施工噪聲及物料運輸產生的交通噪聲，如混凝土攪拌車等。根據水電系統對作業場所噪聲源強的監測資料，小型混凝土攪拌車為91-102dB。根據幾何發散衰減的基本公式計算出施工噪聲為距聲源250m處噪聲即降到55分貝以下，滿足《城市區域環境噪聲標準》中I級標準。本工程施工大部分安排在白天，且場址周圍為戈壁荒灘，沒有居民和工礦，故施工噪聲對周圍環境沒有影響。（2）施工粉塵工程在施工中由于土方的開挖和施工車輛的行駛，可能在作業面及其附近區域產生粉塵和二次揚塵，造成局部區域的空氣污染，其產生量小影響范圍不大，施工結束影響即消失。因此，在施工過程中將采取灑水等措施，盡量降低空氣中顆粒物的濃度。（3）污染物排放污染物排放包括廢水排放和固體廢物排放。施工期內廢水主要是施工污水和施工人員產生的生活污水。施工污水要按有關設計有序排放；生活污水量極少，且生活污水經化糞池排向沉淀池后，即可自動揮發，對環境影響極小。施工期固體廢物主要為建筑垃圾及生活垃圾，要求隨產生隨清運并處置，避免刮風使固體廢棄物飛揚，污染附近環境。（4）對生態環境及水土流失的影響太陽能光伏場址位于沙漠戈壁之中，地表植被很少，但地表土較松軟，經長期大風吹刮，表層