喀左華巖羊角溝20MWp光伏電站項目可行性研究報告1總論1.1概述喀左華巖羊角溝20MWp光伏發電工程是由喀左華巖新能源有限公司投資興建的一座大型高壓光伏電站。喀左華巖新能源有限公司負責該電站的施工、經營和管理。喀左華巖羊角溝20MWp光伏發電工程擬建場址位于朝陽市喀喇沁左翼蒙古族自治縣（簡稱“喀左縣）羊角溝鎮，喀左縣區位優勢明顯，交通便捷，鐵路有沈承線、魏塔線，公路有國道101線、306線以及2條省級公路穿越，骨干公路40條，總里程674km，形成四通八達的公路網。項目地地形較為平坦，為干枯河床，傾斜角度2-5度左右。具體位置見圖1-1。圖1-1喀左華巖羊角溝20MWp光伏發電工程地理位置圖西安特變電工電力設計有限責任公司受喀左華巖新能源有限公司的委托，承擔喀左華巖20MWp光伏發電工程可行性研究工作。其主要內容包括光能資源分析、工程地質、工程項目任務與建設規模、光伏發電陣列單元選型和布置、發電量估算、電站電氣（包括升壓站）、土建工程（包括升壓站）、環境保護和電站建成后節能效益分析，工程投資概算，財務評價等工作。1.2報告編制原則及依據1.2.1編制原則（1）認真貫徹國家能源相關的方針和政策，符合國家的有關法規、規范和標準。（2）對場址進行合理布局，做到安全、經濟、可靠。（3）充分體現社會效益、環境效益和經濟效益的和諧統一。1.2.2編制依據（1）《國家發展改革委辦公廳關于開展大型并網光伏示范電站建設有關要求的通知》（發改辦能源〔2007〕2898號）（2）太陽能光伏發電及各專業相關的設計規程規定（3）太陽能電站有關設計規程規范《太陽光伏能源系統術語》（GB_T_2297-1989）《地面用光伏(PV)發電系統導則》（GB/T18479-2001）《光伏（PV）系統電網接口特性》（GB/T20046-2006）《光伏系統并網技術要求》（GB/T19939-2005）《光伏發電站接入電力系統技術規定》（GB/T19964-2005）《太陽光伏電源系統安裝工程施工及驗收技術規范》（CECS85-96）《光伏(PV)發電系統過電保護－導則》（SJ-249-11127）《太陽光伏電源系統安裝工程設計規范》（CECS84-96）（4）喀左華巖羊角溝20MWp光伏發電工程可行性研究報告編制委托書。1.3工程地質1、經初勘工作，場址區未發現有滑坡、泥石流、崩塌、地面沉降、巖溶、土洞、采空區等不良地質作用，未發現有斷裂構造，場地穩定，適宜本工程建設。2、根據巖土工程勘察資料，河道下部各層情況如下：=1\*GB3①層為卵石夾土，灰色，中密，飽和。卵石含量70-75%，主要粒徑30-90mm，層厚1-2m，平均厚度1.5m；=2\*GB3②-1層為強風化砂質頁巖土黃色~灰綠色，強風化，成砂土狀及碎塊狀，碎塊手可掰碎，整體塊狀結構，節理裂隙很發育。該層連續分布，層厚1~3m；=2\*GB3②-2中風化砂質頁巖，土黃色~灰綠色，中風化，呈碎塊狀，碎塊有棱角，手掰不易碎。堅硬，稍濕。該層連續分布，層厚大于3.00m。本次勘察未穿透此層。3、根據場址區工程地質條件和擬建工程項目規模特征，擬建項目建筑物的地基持力層宜選擇=2\*GB3②-1強風化砂質頁巖作為天然地基，基礎型式適宜采用混凝土灌注樁基礎。4、根據土的易溶鹽分析報告成果，按照規范評判，場地土為堿性及亞氯中鹽漬土，場地土對混凝土結構無腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋無腐蝕性，對鋼結構無腐蝕性。5、根據水質分析成果，按照規范評判，場地內地下水對混凝土結構無腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋無腐蝕性，對鋼結構有弱腐蝕性。6、勘察區抗震設防烈度為6度，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為0.05g。場地屬于對建筑抗震有利地段，場地土類型為中硬土，建筑場地類別為Ⅱ類。7、勘察區標準凍結深度為1.20m，最大凍結深度1.4m。8、經勘察，場址區內未發現有古文物、古遺址、重點化石群、墓穴、煤層及可為工業利用的礦產資源。1.4工程任務和規模本工程的主要任務是探索高效率低成本的新能源發電模式（太陽能光伏發電模式），為將來在遼寧地區進行大規模光伏并網發電積累經驗和數據，同時本項目也為朝陽市、乃至遼寧省的太陽能資源大規模開發利用做準備。喀左華巖新能源有限公司在朝陽市喀左縣建設的喀左華巖羊角溝20MWp光伏發電工程，占地面積約484畝。光伏發電站容量20.89152MWp全部采用固定式支架。1.5系統總體方案設計及發電量計算本工程裝機容量為20.89MWp，推薦采用分塊發電、集中并網方案。光伏組件選用270Wp多晶硅光伏組件，共計77376塊；逆變器選用50kW組串型逆變器，共計403臺。光伏組件串由24塊光伏組件串聯組成，在支架上采用4行12列排布方式。光伏陣列的運行方式采用傾角15°固定式安裝（方位角0°）。生產區包括光伏陣列、35kV箱式變及檢修通道等。每個1.6MWp子方陣設一座升壓箱變，升壓箱變為便于檢修位于子方陣的中間靠近檢修通道位置，共計13座。生產區內光伏組件間的空地為橫向道路，電站整體形成一個場內道路系統，便于較大設備的運輸，滿足日常巡查和檢修的要求。場內道路路面為粒料路面，寬度4m。電站建成第一年發電量為2721.02萬kW?h；在運行期內的年平均發電量為2468.29萬kW?h，多年平均利用小時數為1181.48h。1.6電氣1.6.1電氣一次（1）光伏區部分本工程設計裝機容量為20MWp，由13個1.6MWp的光伏發電單元組成。每1600kWp每個光伏發電單元經逆變器將直流電轉換為低壓交流電，一個光伏發電單元經1臺1600kVA雙繞組升壓變壓器，將逆變器輸出的交流電升壓至35kV。（2）升壓站以及送出部分由于本工程總容量較大，考慮到電壓等級與輸送距離的限制，節省一次投資，本工程選定陣列區一次升壓至35kV。根據方陣布置，每6或7個方陣通過箱變高壓側環網連接方式組成1回集電線路，2回集電線路送至66kV升壓站35kV配電室后送出，匯集電纜暫采用YJV22-26/35kV-3×95mm2，沿場區道路直埋敷設。20MW容量匯總至66kV升壓站后1回0.4km出線輸送至羊角溝66kV變電站66kV間隔。由于電站35kV側電容電流較大，經計算，35kV側發生單相接地時對地電容電流約為30A，接地電弧不能可靠熄滅。推薦采用35kV側中性點經小電阻接地方式，當系統發生單相接地故障時，能將故障回路快速切除，避免事故擴大。本工程廠用電擬采用雙電源供電方式，一路電源引自外來的35KV線路，一路電源（備用電源）引自本電站35kV母線。在升壓站設低壓廠用母線段，給管理區供電，廠用電計算容量約為196.85kVA，因此在升壓站設1臺250kVA，35/0.4kV干式變壓器。35kV配電裝置推薦采用35kV戶內金屬移開式開關柜設備，廠用電變壓器推薦采用干式變，布置在生產樓內。35kV升壓箱式變戶外布置。逆變器采用50kW組串式逆變器。1.6.2電氣二次升壓站按少人值班的原則設計，采用計算機監控為基礎的控制方式，并留有遠期實現無人值班的接口和功能。本階段在未接到接入系統資料前暫按工程建成后由遼寧省調和朝陽地調管理，遠動信息向省調及地調傳送，最終以接入系統報告及審批意見為準。升壓站監控系統采用以計算機監控系統為基礎的集中監控方案。電站的綜合自動化以微機保護和計算機監控系統為主體，加上其它智能設備構成電站綜合自動化系統。根據調度運行的要求實現對電站的控制、調節，本站采集到的各種實時數據和信息，經處理后可傳送至上級調度中心。繼電保護及安全自動裝置配置：采用微機型繼電保護裝置；保護裝置出口一律采用繼電器無源接點的方式；繼電保護和安全自動裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。升壓變電站配置一套直流控制電源系統。直流控制電源系統容量按照終期建設規模考慮。直流控制電源系統設置1組蓄電池，4套充電/浮充電裝置，1套專用的放電裝置，單母線接線，分級輻射式供電。直流控制電源系統電壓等級為DC220V。在直流母線上設置一套直流絕緣監測裝置，以監視直流系統絕緣及母線電壓狀況。蓄電池組設一套電池巡檢裝置，充電/浮充電裝置設一套集中監控裝置。電壓互感器設置：66kV出線及主變低壓側均設置一臺四繞組（三個二次繞組）電壓互感器，即：一個電能計量專用星形二次繞組，一個測量兼保護用星形二次繞組，一個剩余電壓繞組。其他系統：電站設置一套視頻監控系統，實現對電站管理區主要設備的運行狀態及安全防衛環境的圖像監視；在生產樓設置一套火災自動報警系統，選用集中報警方式；配置一套環境監測儀，實時監測日照輻照度、曝輻量、風速、風向、溫度等氣象參數；設置一套光伏功率預測系統，能夠進行超短期（0～4h）、短期（0～24h）、長期（0～72h）的電站輸出功率預測，時間間隔為15min，便于電力調度部門及時調整調度計劃；設置一套有功、無功功率自動控制系統，能夠接收并自動執行電網調度部門遠方發送的有功、無功出力控制信號。1.6.3通訊光伏電站通信指電站內檢修及巡視的通信方式，主要采用大功率無線對講機通信方式，并以公網手機通信方式為輔。大功率無線對講機暫按5部配置。通信設備采用直流不停電方式供電，由一套整流充電裝置帶蓄電池組浮充供電。在中控室內配置1套通信專用高頻開關電源，并配置1組150Ah蓄電池組。1.7土建工程建（構）筑物設計主要包括：66kV升壓站構筑物基礎、主變基礎、避雷針基礎、35KV配電室及二次室。（1）35kV配電室及二次室，地上一層框架結構，建筑面積244m2。耐火等級為二級。抗震設防烈度為6度。（2）主變基礎：混凝土塊式基礎。（3）戶外構架：構架柱采用鋼筋混凝土環形桿、構架橫梁采用格構式型鋼結構，混凝土獨立基礎。（4）戶外支架：支架柱采用鋼筋混凝土環形桿、混凝土獨立基礎。（5）避雷針：避雷針格構式鋼結構，混凝土獨立基礎。光伏組件固定支架傾斜角度15°，采用檁條縱向布置、支撐三角架橫向布置方案。一個結構單元內有4榀三角架自西向東平行布置。本階段支架基礎采用鋼筋混凝土灌注樁基礎，支架與基礎、支架間桿件以及支架與檁條之間的連接方式推薦采用螺栓連接。1.8工程消防設計本工程消防設計貫徹“預防為主，防消結合”的設計原則，針對工程的具體情況，積極采用先進的防火技術，做到保障安全，使用方便，經濟合理。本工程建筑物（即配電室、水泵房）耐火等級均為二級，火災危險性類別均為戊類。生產樓耐火等級為二級，體積小于10000m3，根據《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）的相關規定，不設置室內消火栓系統。室外消火栓系統用水量為15L/s，一次火災延續時間按2h計，消火栓系統一次滅火用水量為108m3。根據《建筑滅火器配置設計規范》（GB50140-2005）的相關規定，本工程各建筑物室內均配置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器。在中控室、二次盤室、廠用電配電室、35KV開關柜室配置推車式磷酸銨鹽干粉滅火器。在室外含油電氣設備附近配置砂箱一個。本工程生活區臨時設施建筑包括管理人員辦公室、管理人員宿舍、施工人員宿舍、食堂等，根據《建筑滅火器配置設計規范》（GB50140-2005）的相關規定，在管理人員辦公室、管理人員宿舍、食堂各配置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器4具，在施工人員宿舍配置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器12具在施工期變壓器附近配置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器兩具、推車式磷酸銨鹽干粉滅火器1輛以及砂箱一個；在柴油發電機附近配置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器兩具、推車式磷酸銨鹽干粉滅火器一輛以及砂箱一個。1.9施工組織設計主要建筑物材料來源充足，所有建筑材料均可通過公路和鐵路運輸至施工現場。生活用品可從喀左或朝陽采購。本項目施工期生產和生活采用外運拉水，施工高峰日用水量為50m3/d；施工用電為柴油發電機自發電，本工程高峰期施工用電負荷約為380kW。項目施工工期較短，占地面積較大，光伏組件布置相對分散，初步考慮施工區按分散原則布置，在與光伏組件相鄰的地勢較平坦區域進行施工活動。從安全及環保角度出發，生活區靠近倉庫，遠離混凝土攪拌站。初步估算工程臨時設施總占地7300m2，建筑面積4600m2。本項目永久性占地主要包括光伏陣列、戶外變配電設備、施工期各臨建生產生活設施、場內臨時道路等占用的土地面積。施工期臨時性用地包括施工中的綜合加工廠、混凝土攪拌站、施工人員臨時居住建筑占地、設備臨時儲存倉庫占地、場內臨時道路和其他施工過程中所需臨時占地。以上臨時性用地面積均在工程永久用地范圍之內，不需額外占用土地。本工程計劃建設期6個月。工期總目標是：光伏電站全部設備安裝調試完成，全部光伏陣列并網發電。1.10工程管理設計建設期間，根據項目目標，以及針對項目的管理內容和管理深度，光伏電站工程將成立項目公司。項目公司建設期設置5個部門：計劃部、綜合管理部、設備管理部、工程管理部、財務審計部，共12人，組織機構采用直線職能制，互相協調分工，明確職責，開展項目管理各項工作。根據生產和經營需要，結合現代化光伏電站運行特點，遵循精干、統一、高效的原則，對運營機構的設置實施企業管理。參照原能源部頒發的能源人[1992]64號文“關于印發新型電廠實行新管理辦法的若干意見的通知”，結合新建電站工程具體情況，本光伏電站按“無人值班”（少人值守）的原則進行設計。光伏電站運營公司編制12人，設總經理1人，全面負責公司的各項日常工作。副總經理1人，管理項目及項目公司。運營公司設四個部門，財務部（2人）、計劃部（2人）、綜合管理部（2人）、設備管理部（2人）、工程管理部（2人）。1.11環境保護與水土保持設計光伏發電是將太陽能直接轉化為電能的過程，生產過程不產生任何有害物質及噪聲，因此該電站的建設和運行對周圍環境無不利影響。光伏電站陣列單元重量輕，基礎較淺，且建成后陣列單元與地面有一定的距離，故其永久占地實際并不多，不會改變當地的動植物分布，不會對當地的生態環境產生明顯的影響。該電站場地內基本上有少量樹木，沒有居民居住，不存在移民問題。減少了有害物質排放量，減輕環境污染，同時不需要消耗水資源，也沒有污水排放。光伏發電是環境效益最好的電源之一，是我國鼓勵和支持開發的可持續發展的新能源。該電站的建設代替燃煤電廠的建設，將減少對周圍環境的污染，并起到利用清潔可再生資源、節約不可再生的化石能源、減少污染及保護生態環境的作用，具有明顯的社會效益和環境效益，并且由于節煤增電具有良好的經濟效益。1.12環境保護與水土保持設計勞動安全及工業衛生設計遵循國家已經頒布的政策，貫徹落實“安全第一，預防為主”的方針，參照《水利水電工程勞動安全與工業衛生設計規范》（GB50706-2011）的要求，在設計中結合工程實際，采用先進的技術措施和可靠的防范手段，確保工程投產后符合勞動安全及工業衛生的要求，保障勞動者在生產過程中的安全與健康。設計著重反映工程投產后，職工及勞動者的人身安全與衛生方面緊密相關的內容，分析生產過程中的危害因素，提出防范措施和對策。勞動安全設計包括防火、防電氣傷害、防機械傷害、防墜落傷害等內容。工業衛生設計包括防噪聲及防振動、采光與照明、防塵、防污、防腐蝕、防毒、防電磁輻射等內容。安全衛生管理包括安全衛生機構設置及人員配備，事故應急救援預案等，在采取了安全防范措施及對生產運行人員的安全教育和培訓后，為并網光伏電站的安全運行提供了良好的生產條件，有助于減少生產人員錯誤操作而導致安全事故以及由于運行人員處理事故不及時而導致設備損壞和事故的進一步擴大，降低了經濟損失，保障了生產的安全運行。1.13節能降耗分析本工程20MWp光伏組件壽命期內發電量總和約為569979232kWh，每年年均發電量值為28599169kWh，光伏組件壽命期內每年可節約標準煤約8751.73t，減少二氧化碳排放24009.50噸，減少二氧化硫排放75.39噸，減少氮氧化合物排放65.36噸。施工期：消耗的一次能源油料（柴油）約70t，折算成標準煤為102.0t；消耗的二次能源電力約27.7萬kW·h，折算成標準煤為34.1t；折算成標準煤為2635.9kg；施工期總能源消耗折算成標準煤為137.0t。運行期：消耗的一次能源油料（汽油）約5.8t/a，折算成標準煤為8.5t/a；消耗的二次能源電力約17.5萬kW.h，折算成標準煤為21.5t/a；折算成標準煤為672.1kg/a；運行期總能源消耗折算成標準煤為613.4t。施工期和運行期總能源消耗折算成標準煤為750.4t。根據工程經濟壽命期內的能源消耗量和經濟產出量，計算出本工程的耗能指標為：按統一的熱值標準計算為0.0054t標準煤/萬元GDP。從計算結果分析，本電站耗能指標遠低于國家標準，是一個符合國家能源開發政策的節能型工程。1.14社會穩定風險分析（1）主要風險因素本項目社會穩定主要風險因素為：項目施工和運行期中發生施工揚塵、噪聲污染、生活污水、生活垃圾等對自然環境產生影響；項目施工期因違反文明施工和質量管理的相關規定，造成環境污染或對周邊設施產生影響，使周邊利益相關者受到損失；項目施工期間有一定的流動人口，對流動人口管理不當，可能使周邊居民不滿；出現施工安全事故，處理不當可能引起事故當事人或家屬不滿。（2）風險防范和化解措施a）綜合性防范和化解措施：首先，需強化組織領導，高度重視社會穩定風險預測和防范化解工作，成立專業的應急機構，確保重大事項組織實施相關信息靈敏、快捷、暢通，一旦出現重要情況能夠超前防范、迅速處置；其次，需深入細致地開展調查研究，傾聽公眾的建議、意見，及時主動化解矛盾；第三，需加強宣傳教育工作，使公眾了解項目建設的必要性、對當地社會經濟的貢獻，使公眾了解項目可能產生的負面影響及建設單位采取的措施，使公眾理解并支持項目建設；第四，需制定應急預案，落實應急措施，發生突發事件時保證得到及時有效的處理，避免事件擴大；第五，各單位需加強協調配合，避免信息不對稱或出現推諉現象；第六，嚴格考核獎懲，對處理不力的部門及有關人員進行處理。b）專項防范和化解措施：針對本項目主要風險因素，項目建設單位應加強施工及運行過程中的管理工作，采取有效措施盡量減少施工揚塵、噪聲污染、生活污水及生活垃圾，加強對施工人員的管理，制定其實可行的安全生產措施，避免安全事故的發生。（3）風險等級本項目有利于優化當地電源結構、緩解節能減排壓力、促進地方經濟發展，經調查，當地群眾對項目認可度較高。項目預期風險等級為“低風險”，社會穩定風險可控。1.15項目招標方案依據《中華人民共和國招標投標法實施條例》（國務院令第613號）和《建設項目可行性研究報告增加招標內容以及核準招標事項暫行規定》（2001年6月18日國家計委令第9號發布），結合本項目實際情況，對工程監理、土建工程施工、設備采購及機電設備安裝等項目進行招標。本項目的招標組織形式采用委托招標，由項目業主委托有相應資質的公司或招標代理機構組織招標；招標方式均采用公開招標。1.16工程設計概算參考風電場工程現行的有關文件規定、費用定額、費率標準等編制依據如下：（1）參考《陸上風電場工程設計概算編制規定及費用標準》（NB/T31011-2011），并結合光伏電站自身特點進行相應調整；（2）參考《陸上風電場工程概算定額》（NB/T31010-2011）；（3）電站本階段設計資料及工程量清單；（4）其他參考：當地相關政策、文件規定。人工預算單價參考《陸上風電場工程設計概算編制規定及費用標準》（NB/T31011-2011）規定計算。主要材料預算價格按遼寧地區2016年04月份市場價格水平確定，并計入材料運雜費及采購保管費等。主要設備價格：多晶硅光伏組件（270Wp/塊）按3.45元/Wp計算；組串逆變器按0.42元/瓦計算；租地費按160元畝/年計列；其他機電設備價格參考國內現行價格水平計算。工程施工期為6個月，資金來源：光伏電站投資20%為資本金。工程總投資為17341.26萬元，工程靜態投資17173.37萬元，單位千瓦靜態投資8220.26元，單位千瓦動態投資8300.62元。1.17財務評價建設資金來源為資本金和銀行貸款。資本金占總投資的20%，經營期2~21上網電價為0.7521元／kw.h(不含增值稅，含增值稅為0.88元／kw.h)計算，經營期22~26上網電價為0.3150元／kw.h(不含增值稅，含增值稅為0.3685元／kw.h)計算，貸款償還期為15年，自有資金內部收益率為15.69％，投資回收期（所得稅前）為9.75年，總投資收益率5.18％，投資利稅率為6.09％，項目資本金凈利潤率為15.26％。由上可以看出，本項目財務收益具有一定的可行性。1.18工程特性表一、光伏電站工站場址概況編號項目單位數量備注1裝機容量MWp202占地面積畝4843海拔高度m300米--350米4緯度（北緯）（°′）41°20'5經度（東經）（°′）119°32'6工程代表年太陽總輻射量MJ/m2.a5513.68水平面上二、主要氣象要素項目單位數量備注多年平均氣溫℃9.1多年極端最高氣溫℃42多年極端最低氣溫℃-29.6多年最大凍土深度cm115多年最大積雪厚度cm37多年平均風速m/s1.3多年極大風速m/s25多年平均沙塵暴日數日30年累計29次多年平均雷暴日數日31.2三、主要設備編號項目單位數量備注1光伏組件（型號：多晶硅電池組件）1.1峰值功率Wp2701.2開路電壓VocV37.41.3短路電流IscA8.631.4工作電壓VmpptV30.71.5工作電流ImpptA8.151.6安裝尺寸mm1650*992*401.7重量Kg19.01.8數量塊773761.9固定傾角角度(°)152升壓主變壓器（型號：S11-1000/35型）3.1臺數臺133.2容量kVA16003.3額定電壓kV38.5±2x2.5%/0.315/0.3154出線回路數和電壓等級4.1出線回路數回14.2進線回路數回24、土建施工編號項目單位數量備注1光伏組件支架鋼材量T10002土石方開挖立方-3土石方回填立方-4基礎混凝土萬方247605施工總工期月6五、概算指標編號項目單位數量備注1靜態投資萬元17173.372動態總投資萬元17341.263單位千瓦靜態投資元/kWp8220.264單位千瓦動態投資元/kWp8300.625施工輔助工程萬元38.006設備及安裝工程萬元11478.277建筑工程萬元3734.608其它費用萬元1585.779基本預備費萬元336.7310建設期貸款利息萬元167.89六、經濟指標編號項目單位數量備注1年上網電量萬kWh2468.2925年平均2上網電價元/kW·h經營期2~21年電價0.88；經營期22~26年電價0.3685；含稅4財務內部收益率%8.76稅后5資本金財務內部收益率%15.69稅后6投資回收期年9.45稅前7投資回收期年9.75稅后8借款償還期年159資產負債率%79.71喀左華巖羊角溝20MWp光伏電站項目可行性研究報告2光資源分析2.1我國太陽能資源分布太陽能是一種清潔的可再生能源，全球儲量非常豐富，化石能源終有一天要枯竭的，而太陽能是一種取之不盡、用之不竭的能源。隨著世界對環境保護的關注，大規模開發利用太陽能是減少空氣污染，減少有害氣體排放的有效措施之一，所以開發利用太陽能與可再生能源將對我國經濟、社會和環境持續協調發展起到重要的作用。全球權威能源機構預測，到本世紀中期太陽能將成為人類能源構成中的重要組成部分。地球上太陽能資源的分布與各地的緯度、海拔高度、地理狀況和氣候條件有關。太陽能資源豐富程度一般以全年總輻射量和全年日照總時數表示。就全球而言，美國西南部、非洲、澳大利亞、中國西藏、中東等地區的全年總輻射量或日照總時數最大，為世界太陽能資源最豐富地區。我國屬太陽能資源豐富的國家之一，全國三分之二的國土面積年日照在2200小時以上，年太陽輻射量超過5000MJ/m2（相當于170千克標準煤/平方米），陸地表面每年接受太陽輻射能相當于約49000億噸標準煤。豐富的太陽能資源，是中華民族賴以生存、永續繁衍的最寶貴的資源。將我國日照輻射強度超過9250MJ/m2的西藏西部地區以外的地區分為五類，如圖2-1所示，日照輻射時間如圖2-2所示。一類地區：全年日照時數為3200～3300h，年輻射量在7550～9250MJ/m2，相當于258～316kgce（kgce為1公斤標準煤，下同）燃燒所發出的熱量。主要包括青藏高原、甘肅西部、寧夏北部和新疆南部等地。這是我國太陽能資源最豐富的地區。二類地區：全年日照時數為3000～3200h，年輻射量在5850～7550MJ/m2，相當于200～258kgce燃燒所發出的熱量。主要包括河北西北部、山西北部、內蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部和新疆南部等地。此區為我國太陽能資源較豐富區。三類地區：全年日照時數為2200～3000h，年輻射量在5000～5850MJ/m2，相當于171～200kgce燃燒所發出的熱量。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、遼寧、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、江蘇北部和安徽北部等地。四類地區：全年日照時數為1400～2200h，年輻射量在4150～5000MJ/m2。相當于142～171kgce燃燒所發出的熱量。主要是長江中下游、福建、浙江和廣東的一部分地區，春夏多陰雨，秋冬季太陽能資源還可以，屬于太陽能資源可利用地區。五類地區：全年日照時數約1000～1400h，年輻射量在3350～4150MJ/m2。相當于114～142kgce燃燒所發出的熱量。主要包括四川、貴州兩省。此區是我國太陽能資源最少的地區。圖2.1我國太陽輻射量分布圖圖2.2中國太陽等效小時數分布圖我國太陽能理論總儲量為147×108GWh/年。我國有荒漠面積約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。2.2朝陽地區光資源概況由當地氣象局提供的朝陽地區近年氣象資料見下表：表2-12008-2012年氣象要素統計表序號要素名稱要素值序號要素名稱要素值1年平均氣溫（℃）8.813年最大凍土深度（cm）1402極端最高溫度（℃）43.314年日照時數（h）28503極端最低溫度（℃）-34.415日照百分數（%）634地面平均溫度（℃）10.716年平均雷暴日數（d）355年平均降雨量（mm）485.517年平均大風日數（d）13.26最大一次日降雨量（mm）232.218年平均沙塵暴日數（d）1.37年平均蒸發量（mm）2057.119年平均霧日數（d）2.88年最大積雪厚度（cm）1720冰雹日數（d）2.19年平均氣壓（hpa）995.721累年平均風速（m/s）2.810年平均相對濕度（%）5222累年最大瞬時風速（m/s）28.311晴天日數（d）12523年主導風向S12陰天日數（d）53表2-21961年-2000年各年代日照時數年代日照時數（h）年平均總云量（成）4.2年晴天日數（d）年陰天日數（d）1961~19702934.04.1123.852.51971~19802763.84.3115.058.41981~19902748.74.0128.049.71991~20002730.93.7142.146.9表2-32008-2012年太陽能總輻射量（w.h/(cm2.a)）月\年200820092010201120125年平均MJ/m2.a17.627.038.088.056.997.554271.94210.5810.111.3711.4310.2110.738386.57315.2313.9216.6115.1111.6414.502522.07418.4519.2816.6418.3714.617.468628.85518.8220.1219.3820.4416.6819.088687.17618.0319.7919.3322.216.6519.2691.2718.5720.118.9318.7816.6718.61669.96816.8814.7417.6618.5615.9116.75603915.427.7816.4916.2914.9714.19510.841012.2214.6712.5410.3311.5412.26441.36117.2810.29.277.258.118.422303.19126.177.937.235.716.196.646239.26合計165.27165.66173.53172.52150.16165.4285955.41從以上氣象資料中可以看出朝陽地區的年平均氣溫為8.8℃。2004年~2008年，年平均太陽總輻射量為5955.4MJ/(m2.a)，屬于太陽能資源豐富地區；4月—10月的太陽總輻射量大，其中6月為691.2MJ/m2.mon，11、12月至次年1-3月太陽總輻射量相對較小，其中12月為239.26MJ/m2.mon。2004年~2008年的年日照時數2850h。2.3太陽能資源分析根據專業太陽能計算軟件PVSYST計算，得到以下數據：2.3.1太陽能資源豐富程度分析中國氣象局2008年發布的《太陽能資源評估方法》根據年太陽能總輻射量，將太陽能資源豐富程度劃分為四個等級，即最豐富、很豐富、豐富和一般，見表2-4。按照該標準的劃分，項目地太陽能資源豐富程度屬于資源很豐富等級，因此具有較好的開發利用價值。表2-4太陽能資源豐富程度等級表太陽總輻射年總量資源豐富程度≥1750kwh/(m2.a)資源最豐富≥6300MJ/(m2.a)1400~1750kwh/(m2.a)資源很豐富5050~6300MJ/(m2.a)1050~1400kwh/(m2.a)資源豐富3780~5040MJ/(m2.a)﹤1050kwh/(m2.a)資源一般﹤3780MJ/(m2.a)2.3.2太陽能資源穩定程度分析一年中各月總輻射量（月平均日輻射量）的最小值與最大值的比值可表征總輻射年變化的穩定度，在實際大氣中其數值在(0，1)區間變化，越接近1越穩定。采用穩定度作為分級標準，將太陽輻射資源分為四個等級，如下表2-5所示。表2-5太陽能資源穩定性等級劃分名稱符號分級值穩定A≥0.45較穩定B0.38≤RW<0.45一般C0.28≤RW<0.38不穩定D<0.28項目所在地區月平均總輻射量值5月最大，達629.1MJ/m2·m；12月最小，為210.5MJ/m2·m。RW=0.335，屬于“C”級，穩定度為“一般”。2.4綜合評價通過綜合分析和比較，可以看出項目場址所在地區太陽能資源較豐富，本項目水平面工程代表年太陽總輻射量為5224.5MJ/m2，在傾斜角度為15°時，傾斜面所接收到的年總輻射量為5951.88MJ/m2.a。該地區太陽能利用前景廣闊，能夠為光伏電站提供充足的光照資源，實現社會、環境和經濟效益。3工程地質3.1前言按照本次任務書要求，本階段主要采用工程地質資料收集等方法進行，依托收集到的資料完成本報告的編制。3.1.1勘察目的和任務本工程可研階段的巖土工程勘察工作，主要是在搜集光伏電站建筑物上部荷載、功能特點、結構類型、基礎形式、埋置深度等方面資料的基礎上，對擬建場地的穩定性和適宜性做出評價，主要工作任務如下：(1)搜集區域地質、地形地貌、地震、礦產、當地的工程地質、巖土工程和建筑經驗等資料；(2)在充分搜集和分析已有資料的基礎上，通過踏勘了解場地的地層、構造、巖性、不良地質作用和地下水等工程地質條件；(3)當擬建場地工程地質條件復雜，已有資料不能滿足要求時，應根據具體情況進行工程地質測繪和必要的勘探工作；(4)當有兩個或兩個以上擬選場地時，應進行比選分析。3.1.2勘察依據本次勘察工作執行的技術標準主要有：《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）（2009年版）；《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）；《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）（2010年版）；《土工試驗方法標準》（GB/T50123-1999）；《凍土工程地質勘察規范》（GB50011-2001）（2008年版）；《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2015）；《工程地質手冊》(第四版)。3.1.3勘察等級確定根據上述擬建建筑物的規模、特征、工程重要性等級，結合鄰近場區工程地質條件以及巖土勘察資料分析，綜合判定本次巖土工程勘察等級為丙級（勘察等級的確定條件見表3-1）。表3-1巖土勘察等級確定表勘察等級確定勘察等級的條件工程重要性等級場地復雜程度等級地基復雜程度等級丙級三級三級三級3.1.4勘察方法概述本次勘察方法主要以收集資料、現場踏勘、場區范圍及周邊走訪調查為主。⑴收集資料：收集工程建設地的區域地質、水文地質資料，地震資料，鄰近工程地質資料，建設地氣象資料。⑵現場踏勘：調查工程建設場地及附近不良地質現象，地表水文跡象；調查場區及周圍工程建設情況，通過鄰近工程建設開挖的基槽斷面及當地工程活動所形成的坑槽斷面了解場區地基土巖性。⑶場區范圍及周邊走訪調查通過對當地建筑、水利設施等情況走訪調查，了解當地工程建設經驗，地下水埋深等情況。⑷探井：當所搜集的資料及現場踏勘不能滿足本階段的勘察任務要求時，在場區范圍布置探井，用以揭露地層，觀察、評價巖土工程特性。3.2工程地質3.2.1場地巖土工程條件（1）場址地形地貌根據巖土工程勘察資料，河道下部各層情況如下：=1\*GB3①層為卵石夾土，灰色，中密，飽和。卵石含量70-75%，主要粒徑30-90mm，層厚1-2m，平均厚度1.5m。=2\*GB3②-1層為強風化砂質頁巖土黃色~灰綠色，強風化，成砂土狀及碎塊狀，碎塊手可掰碎，整體塊狀結構，節理裂隙很發育。該層連續分布，層厚1~3m。=2\*GB3②-2中風化砂質頁巖，土黃色~灰綠色，中風化，呈碎塊狀，碎塊有棱角，手掰不易碎。堅硬，稍濕。該層連續分布，層厚大于3.00m。本次勘察未穿透此層。（2）水文地質條件該擬建場地勘察期間勘察深度內未見地下水。3.2.3場地巖土工程分析評價擬建場地地形平坦，附近較大范圍內無地質災害及不良地質作用發育。擬建場地屬穩定場地，采用適宜的基礎型式及必要的結構處理措施后，適宜本工程建設。該擬建場地平均等效剪切波速為417.8m/s。根據場地的剪切波速值及《建筑抗震設計規范》GB50011-2001第4.1.3條和4.1.6條相關條款，確定擬建場地土的類型為中硬土，建筑場地類別為Ⅱ類。擬建場地地基土承載力特征值fak可采用如下值：全風化砂質頁巖②-1：fak=350kpa中風化砂質頁巖②-2：fak=800kpa3.3結論與建議(1)擬建場地地層結構清楚，無不良地質條件，可以建筑。(2)擬建場地根據場地的剪切波速值及《建筑抗震設計規范》GB50011-2001第4.1.3條和4.1.6條相關條款，擬建場地土的類型為中硬土，建筑場地類別為Ⅱ類。(3)各層巖土物理力學性質均較好，滿足本工程各種建（構）筑物的天然地基設計需要。(4)該擬建場地勘察期間勘察深度內未見地下水。喀左華巖羊角溝20MWp光伏發電工項目可行性研究報告PAGE994工程任務和規模4.1地區經濟現狀及發展規劃4.1.1遼寧省概況遼寧省地形概貌大體是“六山一水三分田”。地勢大致為自北向南，自東西兩側向中部傾斜，山地丘陵分列東西兩廂，向中部平原下降，呈馬蹄形向渤海傾斜。遼東、遼西兩側為平均海拔800米和500米的山地丘陵；中部為平均海拔200米的遼河平原；遼西渤海沿岸為狹長的海濱平原。境內山脈分別列東西兩側。東部山脈是長白山支脈哈達嶺和龍崗山的延續部分，由南北兩列平行山地組成，海拔在500—800米左右，海拔1300米以上的山峰有老禿頂子山（1325米）和花脖子山（1336米，為省內最高點）。主要山脈有清原摩離紅山，本溪摩天嶺、龍崗山，桓仁老禿子山、花脖子山，寬甸四方頂子山、鳳城鳳凰山，鞍山千朵蓮花山和旅順老鐵山等。西部山脈是由內蒙古高原向遼河平原過渡構成的，海拔在300-1000米之間境內有大小河流300余條，其中，流域面積在5000平方公里以上的有17條，在1000—5000平方公里的有31條。主要有遼河、渾河、大凌河、太子河、繞陽河以及中朝兩國共有的界河鴨綠江等，形成遼寧省的主要水系。遼河是省內第一大河流，全長1390公里，境內河道長約480公里，流域面積6.92萬平方公里。境內大部分河流自東、西、北三個方向往中南部匯集注入海洋。河流水文特點為：河道平緩，含沙量高，流量年內分配不均，泄洪能力差，易生洪澇。東部河流水清流急，河床狹窄，適于發展中小水電站。遼寧省海域廣闊，遼東半島的西側為渤海，東側臨黃海。海域（大陸架）面積15萬平方公里，其中近海水域面積6.4萬平方公里。沿海灘涂面積2070平方公里。陸地海岸線東起鴨綠江口西至綏中縣老龍頭，全長2292.4公里，占全國海岸線長的12%，居全國第5位。遼寧省有海洋島嶼266個，面積191.5平方公里，占全國海洋島嶼總面積的0.24%，占全國總面積的0.13%，島岸線全長627.6公里，占全國島岸線長的5%。主要島嶼有外長山列島、里長山列島、石城列島、大鹿島、菊花島、長興島等。遼寧省地處歐亞大陸東岸、中緯度地區，屬于溫帶大陸性季風氣候區。境內雨熱同季，日照豐富，積溫較高，冬長夏暖，春秋季短，四季分明。雨量不均，東濕西干。全省陽光輻射年總量在100-200卡/平方厘米之間，年日照時數2100-2600小時。春季大部地區日照不足；夏季前期不足，后期偏多；秋季大部地區偏多；冬季光照明顯不足。全年平均氣溫在7-11℃之間，最高氣溫零上30℃，極端最高可達40℃以上，最低氣溫零下30℃。受季風氣候影響，各地差異較大，自西南向東北，自平原向山區遞減。年平均無霜期130-200天，一般無霜期均在150天以上，由西北向東南逐漸增多。遼寧省是東北地區降水量最多的省份，年降水量在600-1100毫米之間。東部山地丘陵區年降水量在1100毫米以上；西部山地丘陵區與內蒙古高原相連，年降水量在400毫米左右，是全省降水最少的地區；中部平原降水量比較適中，年平均在600毫米左右。喀左太陽能電場新建工程擬建場地(以下簡稱該擬建場地)位于朝陽市喀左羊角溝鎮旁，省級公路邊，交通便利。擬建場地為干枯河道內，地勢較為平坦。4.1.2氣象站址位于遼寧省喀左縣境內，距離朝陽氣象站較近，且地形基本相同，采用朝陽氣象站近30年實測資料。近30年氣象特征值如下：累年平均氣溫9.1℃累年極端最高氣溫42.0℃累年極端最低氣溫-29.6℃累年平均最高氣溫16.0℃累年平均最低氣溫3.0℃累年最大凍土深度119cm累年平均降水量479.3mm累年最大降水量739.6mm累年最小降水量294.8mm一次性連續最大降水量216.5mm累年平均蒸發量1766.1mm累年平均相對濕度54%累年平均氣壓981.3hPa累年平均風速1.7m/s累年平均雷暴日31.2天累年最多雷暴日41天累年最少雷暴日22天全年最多風向SSW夏季最多風向SSW冬季最多風向NNE、NNW4.1.3水文站址所在位置為河谷地，附近大凌河通過，大凌河屬于大凌河水系。大凌河是遼寧省西部最大河流，漢唐時稱白狼水，遼稱靈河、金改凌河。北源凌源市打鹿溝，南源建昌縣黑山，到兩源在喀喇沁左翼蒙古族自治縣附近的大城子附近會合，東北流經努魯兒虎山和松嶺間縱谷，接納老虎山河、牤中河、西河等支流，到義縣轉向循醫巫閭山西側南流，在錦縣東南注入遼東灣，河口三角洲規模大，汊流發育。大凌河全長397km，流域面積2.35萬km2，流域內年降水量450～600mm，集中7、8月。年均徑流量16.67億m3，流經碎屑巖、火山巖和黃土地區，含沙量達57km/m3，水土流失嚴重。大凌河沿岸有凌源、建平、朝陽、北票、義縣、錦縣（現改為凌海市）、大洼這些城市。站址距離大凌河4km，自然地面高程在300m以上，高出河槽近80m，因此不受大凌河100年一遇洪水影響。站址地勢高，坡度腳大，不會形成內澇積水。4.2地區電力系統現狀及發展規劃4.2.1朝陽電網系統現狀朝陽電網地處遼寧西部，主電源為500kV燕南變、網內燕山湖電廠1號機組（2號機組通過燕南變500kV系統并入遼寧主網）、4條220kV電源線路。朝陽電網通過燕南變與500kV主網相連，通過220千伏何州線與錦州電網相連、通過220kV寧奎線與赤峰電網相連、通過220kV左昌線、何南線與葫蘆島電網相連。截止到2014年末，朝陽電網共有500千伏變電站1座、變壓器2臺、容量為1500MVA；220千伏變電站13座、變壓器25臺、容量為4500MVA，66千伏變電站164座，變壓器321臺、總容量為6522.73MVA，其中公司所屬66千伏變電站118座、變壓器222臺、容量為4697.4MVA；66千伏用戶變電站46座、變壓器99臺、總容量為1825.33MVA；公司現有配電變壓器15369臺，總容量1277.291MVA。朝陽地區2014年最大負荷為1607MW，朝陽地區2014年220kV網供最大負荷為1370MW。截止到2014年末，朝陽地區并網電廠有系統發電廠、地方電廠、水電站、風電廠、太陽能電廠總共38座，裝機總容量2307.3MW，其中火電廠10座，裝機容量1356.75MW；水電廠7座，裝機容量13.75MW；風電廠19座，裝機容量916.8MW；太陽能電廠2座，裝機容量20MW。其中接入500kV電網裝機容量600MW；接入220kV電網裝機容量699MW；接入66kV電網裝機容量931.7MW；接入10kV及以下電網裝機容量76.6MW，占比3.3%。4.2.2喀左電網規劃（1）電網規模截止2015年底，喀左縣域內共有66千伏變電站19座，主變36臺，主變容量841.1兆伏安，66千伏輸電線路47條，線路總長度488.1千米。縣公司負責運行維護的10千伏配電線路81條/1926.931千米，10千伏配電變壓器1982臺/162.455兆伏安；0.4千伏臺區1981個，0.4千伏線路3885.406千米。（2）電網發展水平“十二五”期間，喀左縣通過農網改造升級和加大農村氣化建設，縣域電網供電能力大幅提升，變電站從14座增加到19座，供電能力從39.985萬千伏安增加到84.11萬千伏安，增加了近2.1倍；電網結構進一步優化，更加合理，所有66千伏變電站均為雙電源進線；10千伏線路N-1通過率為27.16%，其中：縣城N-1通過率71.43%，農村N-1通過率17.91%。戶均配變容量為0.834千伏安，其中：縣城戶均配變容量1.311千伏安，農村戶均配變容量0.673千伏安。隨著電網改造升級工程實施，新設備增加較快，裝備水平逐步提升；通過新建變電站和線路改造，縮短供電半徑和增大線徑，供電可靠性和供電質量得到提高，10千伏平均供電半徑減小到9.01千米。推進無電地區電力建設，消除了無電地區，實現了戶戶通電。（3）電力服務大力開展農村電氣化建設和農網升級改造工程，推進城鄉供電服務一體化、農村電氣化程度、供電質量、供電可靠性水平大幅提升，每年定期宣傳農村安全用電等方面知識，提高了安全用電水平。（4）電力市場發展情況1）推進城鄉電網一體化建設，“十二五”期間增容改造5座66千伏變電站，解決喀左縣經濟社會增長需求，提高縣域和農村供電能力和水平，促進了電力發展，滿足工農業生產和居民生活用電，落實增加電源布點，新建66千伏變電站5座，解決線路供電半徑長，電壓低、可靠性差及小城鎮發展用電能力，實施農網改造，解決線路導線截面小，配變容量小等問題，改善電壓質量和供電可靠性，滿足縣域經濟發展和小城鎮建設及農業現代化對電力的需求。2)滿足農業生產用電需求。加強農業生產基礎設施的建設，提升電力在農業生產的應用，大力支持縣域農業產業發展，積極配合喀左縣設施農業建設。著力改善農業生產、排灌用電設施，支持農業快速發展。“十三五”時期還將進一步發展機井等農業生產設施建設，滿足農業生產用電的需求。3）農網供電能力的增強和供電質量的改善，對保障農民生活和農業生產用電，促進農村長遠的經濟社會發展起到了良好的作用，更多的家用電器快速進入農村家庭。近年來，彩電、冰箱、洗衣機等耐用家電大量增長，空調、電磁爐、微波爐、電飯煲等大功率電器已在農村家庭普遍得到使用。農村電網的快速發展提高了供電能力，提升了安全性、可靠性，和電能質量，解決了低電壓問題，為工農業生產、居民用電，促進小城鎮建設發展提供了保障，滿足了用電需求，促進了農村經濟社會發展。（5）重點工作實施基礎。縣域內小城鎮、中心村農網現狀，機井通電和待通電情況等縣域內小城鎮、中心村農網為一、二期農網改造設備，標準較低，線徑細，多為35型導線，供電半徑長，大多數半徑長過500米以上，配變容量小多為20-30千伏安配變，戶均容量小，與小城鎮、中心村標準要求有較大差距，全縣51個中心村需要改造升級，需要投資737736萬元，2016年新通電的機井149眼，需要投資1523.22萬元。4.3工程建設的必要性（1）符合可再生能源發展規劃和能源產業發展方向我國是世界上最大的煤炭生產國和消費國之一，也是少數幾個以煤炭為主要能源的國家之一，在能源生產和消費中，煤炭約占商品能源消費構成的75％，已成為我國大氣污染的主要來源。因此，大力開發太陽能、風能、生物質能、地熱能和海洋能等新能源和可再生能源利用技術將成為減少環境污染的重要措施之一。根據《中國應對氣候變化國家方案》、《可再生能源中長期發展規劃》和《可再生能源發展“十二五”規劃》，我國將通過大力發展可再生能源，優化能源消費結構，“十二五”期間可再生能源新增發電裝機1.6億MW，其中太陽能發電20000MW。到2015年，太陽能發電裝機達到21000MW，其中光伏電站裝機10000MW，太陽能熱發電裝機1000MW，并網和離網的分布式光伏發電系統安裝容量達到10000MW。太陽能熱利用累計集熱面積達到4億m2。到2020年，太陽能發電裝機達到50000MW，太陽能熱利用累計集熱面積達到8億m2。本光伏電站選址在遼寧省喀左縣，從資源量以及太陽能產品的發展趨勢來看，在遼寧開發光伏發電項目，有利于增加可再生能源的比例，優化系統電源結構，減輕環保壓力。（2）合理開發太陽能資源，實現地區電力可持續發展光伏發電站所處的朝陽地區，經濟和社會事業雖然有較大的發展，但由于交通、能源等客觀條件的制約，發展速度相對緩慢，同省內某些地區相比還存在著很大差距。要實現地區經濟的可持續發展，必須改變以往依賴農業資源開發利用的單一經濟結構，需對資源進行重新配置。要充分利用風力、水力、太陽能、礦產、旅游、野生植物、農副產品等潛在優勢，加快產業結構調整，逐步提高科技含量，增進經濟效益。隨著國家對遼寧地區經濟發展的扶持力度，為遼寧省的經濟和社會發展創造了非常難得的機遇和條件。充分利用該地區清潔、豐富的太陽能資源，把太陽能資源的開發建設作為今后經濟發展的產業之一，以電力發展帶動農業生產。遼寧省農業較發達，但仍有大量的宜農荒地，地表水資源利用已比較充分，要進一步擴大農業耕作面積，利用光伏發電，抽取地下水，對農業發展是十分有利的。同時以電力發展帶動礦產資源開發，可促進人民群眾物質文化生活水平的提高，推動農村經濟以及各項事業的發展，擺脫地區經濟落后的局面。（3）促進送、受電地區國民經濟可持續發展的需要太陽能作為具有發展潛力的新能源，是一種取之不盡、用之不竭的自然能源。遼寧地區擁有非常豐富的太陽能資源亟待開發，氣候多晴天，日照時數長，是太陽能豐富的地區。太陽能對環境無任何污染，是滿足可持續發展需求的理想能源之一。目前太陽能和風能的廣泛開發利用，可以說是一種永續利用，對環境影響極小的能源，不論是現在或是未來，發展光伏發電項目，完善和改進新能源產業結構，促使新能源開發更趨合理，發揮更大的效力，完全可以減少對化石能源的依賴以致達到替代部分化石燃料的目標，這對開發區經濟發展、改善環境和滿足人民生活用電要求，將會起到重要的作用。（4）改善生態，保護環境的需要當前，開發利用可再生能源已成為世界各國改善生態、加強環境保護、應對氣候變化的重要措施。隨著經濟社會的發展，我國能源需求持續增長，能源資源和環境問題日益突出，加快開發利用可再生能源已成為我國應對日益嚴峻的生態環境問題的必由之路。我國政府已把可持續發展作為經濟社會發展的基本戰略，制定了減排目標，到2020年，單位GDP二氧化碳排放量較2005年降低40%～45%。合理開發和節約使用自然資源，改進資源利用方式，調整資源結構配置，提高資源利用率，都是改善生態、保護環境的有效途徑。綜上所述，本工程建成投運后，與地方已建電站聯網運行，盡可能緩解遼寧全網供電矛盾，提高新能源在能源結構中的比重。光伏發電的建設也符合國家能源政策的戰略要求，不僅是當地經濟的可持續發展、人民的物質文化生活水平提高的需要，也是遼寧電力工業發展的需要，同時還有重要的示范作用。因此，本項目的建設是必要的。4.4工程建設規模4.4.1電站開發條件本工程位于遼寧省喀左縣境內，其中項目場址距離羊角溝鎮內很近，場址區毗鄰省道。電站交通相對便利，本工程根據項目地形擬新建一座66kV升壓站以1回66kV送出線路接入羊角溝66kV變電站送出給電網，電力接入條件便利。4.4.2工程建設規模從地區能源資源方面分析，朝陽太陽能資源的儲量能夠建設裝機容量20MWp規模的光伏發電場；從光伏發電開發規劃方面分析，本項目開發符合光伏發電開發規劃；從開發條件方面分析，本工程施工條件較好，交通及接入電網條件便利，且項目具有較好的盈利能力，因此本階段選擇裝機規模20MWp是合適的。喀左華巖羊角溝20MWp光伏電站項目可行性研究報告5系統總體方案設計及發電量計算5.1陣列單元光伏電池組件選擇光伏發電系統通過將大量的同規格、同特性的太陽能電池組件，經過若干電池組件串聯成一串以達到逆變器額定輸入電壓，再將這樣的若干串電池板并聯達到系統預定的額定功率。這些設備數量眾多，為了避免它們之間的相互遮擋，須按一定的間距進行布置，構成一個方陣，這個方陣稱之為光伏發電方陣。其中由同規格、同特性的若干太陽能電池組件串聯構成的一個回路是一個基本陣列單元。每個光伏發電方陣包括預定功率的電池組件、逆變器和低壓配電室等組成。若干個光伏發電方陣通過電氣系統的連接共同組成一座光伏電站。（1）太陽能電池分類太陽電池種類繁多，形式各樣，按基體材料分類主要有以下幾種：a）硅太陽電池：主要包括單晶硅（SingleCrystaline-Si）電池、多晶硅（Polycrystaline-Si）電池、非晶硅（Amorphous-Si）電池、微晶硅（μc-Si）電池以及HIT電池等。b）化合物半導體太陽電池：主要包括單晶化合物電池如砷化鎵（GaAs）電池、多晶化合物電池如銅銦鎵硒（CIGS）電池、碲化鎘（CdTe）電池等、氧化物半導體電池如Cr2O3和Fe2O3等。c）有機半導體太陽電池：其中有機半導體主要有分子晶體、電荷轉移絡合物、高聚物三類。d）薄膜太陽電池：主要有非晶硅薄膜電池（α-Si）、多晶硅薄膜電池、化合物半導體薄膜電池、納米晶薄膜電池等。目前市場生產和使用的太陽能光伏電池大多數是用晶體硅材料制造的，隨著晶體硅太陽能電池生產能力和建設投資力度的不斷增長，一些大型新建、擴建項目也陸續啟動，同時薄膜太陽能電池項目的建設也不斷擴大，產能也在不斷上升，薄膜電池中非晶硅薄膜電池所占市場份額最大。（2）太陽能電池技術性能比較受目前國內太陽電池市場的產業現狀和技術發展情況影響，市場上主流太陽電池基本為晶硅類電池和薄膜類電池。a）晶體硅太陽電池單晶硅電池是發展最早，工藝技術也最為成熟的太陽電池，也是大規模生產的硅基太陽電池中，效率最高的電池，目前規模化生產的商用電池效率在14%~20%，曾經長期占領最大的市場份額；規模化生產的商用多晶硅電池的轉換效率目前在13%~15%，略低于單晶硅電池的水平。和單晶硅電池相比，多晶硅電池雖然效率有所降低，但是生產成本也較單晶硅太陽電池低，具有節約能源，節省硅原料的特點，易達到工藝成本和效率的平衡，目前已成為產量和市場占有率最高的太陽電池。b）薄膜類太陽電池薄膜類太陽電池由沉積在玻璃、不銹鋼、塑料、陶瓷襯底或薄膜上的幾微米或幾十微米厚的半導體膜構成。在薄膜類電池中，非晶薄膜電池所占市場份額最大。其主要具有如下特點：=1\*GB3①用材少，制造工藝簡單，可連續大面積自動化批量生產，制造成本低；=2\*GB3②制造過程消耗電力少，能量償還時間短；=3\*GB3③基板種類可選擇；=4\*GB3④弱光效應好，溫度系數低，發電量多；=5\*GB3⑤售價較晶體硅電池低。緊緊圍繞提高光電轉換效率和降低生產成本兩大目標，世界各國均在進行各種新型太陽電池的研究開發工作。目前，晶硅類高效太陽電池和各類薄膜太陽電池是全球新型太陽電池研究開發的兩大熱點和重點。已進行商業化應用的單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池、非晶硅薄膜太陽電池、碲化鎘薄膜太陽電池、銅銦鎵硒薄膜太陽電池主要特性如表5.1-1所示。表5.1-1主要商用太陽能電池組件特性表電池種類晶硅類薄膜類單晶硅多晶硅非晶硅碲化鎘銅銦硒商用效率14%~20%13%~15%5%~9%5%~8%5%~8%實驗室效率24%20.3%12.8%16.4%19.5%使用壽命25年25年25年25年25年組件層厚度厚層厚層薄層薄層薄層49規模生產已形成已形成已形成已形成已證明可行環境問題中性中性中性有（使用鎘）除使用鎘外為中性能量償還時間2~3年2~3年1~2年1~2年1~2年主要原材料中中豐富鎘和碲化物都是稀有金屬銦是昂貴的稀有金屬生產成本高較高較低相對較低相對較低主要優點效率高技術成熟效率較髙技術成熟弱光效應好成本較低弱光效應好成本相對較低弱光效應好成本相對較低根據上表可知，晶硅類太陽能電池由于制造技術成熟、產品性能穩定、使用壽命長、光電轉化效率相對較高的特點，被廣泛應用于大型并網光伏電站項目。非晶硅薄膜太陽能電池盡管轉化效率較低、占地面積較大，但其成本亦較晶硅電池低，且在弱光條件下性能好于晶硅類太陽能電池。因此，其在MW級太陽能光伏電站的應用中具備一定的競爭力。兩種晶硅電池最大的差別是單晶硅的光電轉化效率略高于多晶硅電池，也就是相同功率的電池組件，單晶硅電池組件的面積小于多晶硅電池組件的面積。兩種電池組件的電性能、壽命等重要指標相差不大，若僅考慮技術性能，在工程實際應用過程中，無論單晶硅還是多晶硅電池都可以選用。非晶硅薄膜電池與晶硅電池相比，制造工藝相對簡單、成本低、不需要高溫過程、能源消耗少、單片面積大、組裝簡單、易于大規模生產等特點，其所占的市場份額組件增加。但目前相對效率較低、穩定性不佳，考慮到工程場址區的氣候特點，同時由于非晶硅薄膜電池自身封裝特點，其頂電極與背電極距離較近，在電池互聯處容易發生電池短路情況；另外針孔及電池材料的腐蝕或損壞的區域也可能會導致短路概率更大。在技術性能上考慮，非晶硅薄膜電池有一定的優勢，但產品穩定性和適應性方面目前缺點相對明顯，需要更多實際工程的檢驗。（3）太陽能電池類型的確定晶硅類電池與非晶硅類電池板相比，晶硅電池板效率高，技術成熟。本項目考慮到多晶硅電池板技術發展較快，國內外尚有較大規模應用的實例，發展前景看好，根據本工程的規模、場地條件及太陽輻射條件，經綜合分析，本工程擬全部選用多晶硅電池組件。綜上所述，本工程暫選用多晶硅太陽能電池組件。（4）太陽能電池組件規格的選擇通過市場調查，國內主流廠商生產的多晶硅太陽能組件應用于大型并網光伏發電系統的，其目前主流規格大多為255Wp-310Wp。綜合考慮組件效率、技術成熟性、市場占有率，以及采購訂貨時的可選擇余地，本工程初選多晶硅為270wp的電池組件。表5.1-2太陽能電池組件參數表項目單位數量峰值功率(WP)WP270開路電壓(ISC)V38.8短路電流(VOC)A9.15峰值電壓(VMP)V31.5工作電流(IMP)A8.6安裝尺寸mm1650×992×40重量kg195.2光伏陣列單元基本型式的確定5.2.1安裝方式的確定太陽電池方陣的發電量與陽光入射強度有關，當光線與太陽電池方陣平面垂直時發電量最大，隨著入射角的改變，發電量會明顯下降。太陽能跟蹤裝置可以將太陽能板在可用的8小時或更長的時間內保持方陣平面與太陽入射光垂直，將太陽能最大程度的轉化為電能。目前國內外一些太陽跟蹤裝置生產廠的產品大致可以分兩種，一種為單軸跟蹤，即東西方向轉動跟蹤太陽；另一種為雙軸跟蹤，即既有東西向跟蹤，同時太陽能板傾角也隨季節的不同而改變。一般來說，采用自動跟蹤裝置可提高發電量20%～40%左右，從而相對降低投資10%～20%。目前，國內光伏發電系統普遍采用的是非聚焦平板固定傾角陣列發電方式。因增加自動跟蹤裝置后，將增加占地面積，所以適合于荒漠區大型并網光伏電站和聚焦型光伏電站，而國內的配套政策支持力度不足，大型高壓并網光伏電站項目較少，因此國內跟蹤裝置生產商的研發投入較少，目前還未實現產業化生產，造成跟蹤裝置價格相對較貴，反過來又制約了跟蹤裝置在大型高壓并網光伏電站上的使用。根據已建工程調研數據，若采用斜單軸跟蹤方式，系統實際發電量可提高約18%，若采用雙軸跟蹤方式，系統實際發電量可提高約25%。在此條件下，以固定安裝式為基準，對1.6MWp光伏陣列采用三種運行方式比較如表5.2-1。表5.2-11.6MWp陣列各種運行方式比較表項目固定安裝式水平單軸跟蹤斜單軸跟蹤雙軸跟蹤發電量增加百分比(%)100115120125占地面積（萬m2）5.0直接投資增加百分比(%)100111114122運行維護工作量小有旋轉機構，工作量較大有旋轉機構，工作量大有旋轉機構，工作量更大支撐點多點支撐多點支撐多點支撐單點支撐抗大風能力迎風面積固定，抗風較差。風大時可將板面調平，抗風較好。風大時可將板面調平，抗風較好。風大時可將板面調平，抗風較好。由表中數據可見，固定式與自動跟蹤式各有優缺點：固定式初始投資較低、且支架系統基本免維護；自動跟蹤式初始投資較高、需要一定的維護，但發電量較傾角最優固定式相比有較大的提高，假如能很好的控制后期維護工作增加的成本，采用自動跟蹤式運行的光伏電站單位電度發電成本將有所降低。若自動跟蹤式支架單價能進一步降低，同時又較好解決陣列同步性及減少維護工作量，則自動跟蹤式系統相較固定安裝式系統將更有競爭力。經對固定式和跟蹤式兩種運行方式的初歩比較，考慮到本工程規模較大，固定式初始投資較低、且支架系統基本免維護；自動跟蹤式雖然能增加一定的發電量，但目前初始投資相對較高、而且后期運行過程中需要一定的維護，運行費用相對較高，另外電池陣列的同步性對機電控制和機械傳動構件要求較高，自動跟蹤式缺乏在場址區或相似特殊的氣候環境下的實際應用的可靠性驗證，在我國氣候環境較復雜的荒漠區大規模應用的工程也相對較少，同時國內技術成熟可靠穩定的跟蹤系統生產廠家相對較少。因此，本工程推薦選用固定式運行方式。5.2.2光伏發電方陣容量的選擇采用光伏發電方陣布置方式，具有電池板布局整齊美觀，廠區分區明確，設備編號和管理方便，運行和檢修吹掃方便等優點。由于本工程建設規模較大。本光伏電站采用以1.6MW為一個子方陣的設計方案，本電站共13個1.6MW的子方陣。5.2.3光伏方陣單元型式的確定根據建站地區緯度，考慮到項目地緯度較高，紅線面積不足。并網太陽能系統的太陽能板傾角按15度考慮。電池組件串聯組數的確定主要依據其工作電壓、開路電壓、當地溫度和瞬時輻射強度對開路電壓、工作電壓的影響來分析：本電站實際裝機容量為20891.52kWp，太陽能電池組件選型為270wp多晶硅電池，組串式逆變器容量選用50kW。在光伏方陣中，同一光伏組件串中各光伏組件的電性能參數宜保持一致，光伏組件串的串聯數參照GB50797-2012《光伏發電站設計規范》按下列公式計算：（5.4.1-1）（5.4.1-2）式中：——光伏組件的開路電壓溫度系數；——光伏組件的工作電壓溫度系數；N——光伏組件的串聯數（N取整）；——光伏組件工作條件下的極限低溫（℃）；——光伏組件工作條件下的極限高溫（℃）；——逆變器允許的最大直流輸入電壓（V）；——逆變器MPPT電壓最大值（V）；——逆變器MPPT電壓最小值（V）；——光伏組件的開路電壓（V）；——光伏組件的工作電壓（V）。經計算，串聯光伏組件數量N為：18≤N≤29。根據場址區的氣候環境資料和光伏組件技術參數以及逆變器的MPPT電壓范圍，計算不同工況下光伏組件可能達到的開路電壓。結合項目所在地的太陽能輻射和氣溫等條件進行測算，單個270Wp多晶硅光伏組件可能達到的最高開路電壓為38.8V，當采用24組串聯時，此時光伏組件串的開路電壓為931V，此電壓值大于逆變器MPPT工作最大電壓范圍850V，考慮到系統損失，到逆變器側損耗約12%，折算到逆變器側可滿足運行要求。5.3逆變器選型并網逆變器是光伏并網系統中的重要器件，它的作用是將光伏系統發出的直流電轉化為交流電，這樣就可以利用電網作為光伏系統的儲能設備，從而節約了一般獨立系統中占地面積大，成本較高的蓄電池組。一般來說，并網逆變器的總功率越大，輸入電壓越高，逆變轉化效率會越高。本項目采用華為組串型逆變器SUN2000-50KTL，相較于傳統的大型并網逆變器，可以提高發電量3%-5%，一定程度上提高項目收益水平。圖5-1SUN2000-50KTL外形圖該產品性能特點有：更高發電量SUN2000-50KTLPhoton效率雙A+，業界領先最高效率98.8%,歐洲效率98.4%多達3路MPPT，適應復雜的屋頂環境，提升發電量110%過載持續運行，強光多10%發電量高可靠性通信電源20年技術積累，服務全球1/3人口，同一平臺打造逆變器產品25年設計使用壽命，年可用率高達99.7%自然散熱，無需外接風扇業界最高防雷等級，內置交直流防雷模塊智能多達9路組串智能監控和故障檢測，可減少組串故障定位時間80%標配485和USB接口，支持USB數據傳輸和軟件升級（該端口支持安全防護機制)支持遠程監控和電網管理功能友好低電壓穿越，電網適應性強業界最低噪聲：29dB自重48kg，體積0.08m3，易安裝維護外置防水端子，無需開蓋快速連接IP65室外應用SUN2000-50KTL組串型逆變器性能指標如下：逆變器性能參數技術指標SUN2000-50KTL效率最大效率98.80%歐洲效率98.40%輸入最大輸入功率(cosφ=1時)52500W最大輸入電壓1100V最大輸入電流(每路MPPT)22A最低工作電壓250V滿載MPPT電壓范圍625V~850V額定輸入電壓750V輸入路數9MPPT數量3輸出額定輸出功率47500W最大有功功率(cosφ=1時)52500W額定輸出電壓3×288V/500V+PE輸出電壓頻率50Hz/60Hz最大輸出電流60.8A功率因數0.8超前…0.8滯后最大總諧波失真<3%保護輸入直流開關支持防孤島保護支持輸出過流保護支持輸入反接保護支持組串故障檢測支持直流浪涌保護類型II交流浪涌保護類型II絕緣阻抗檢測支持RCD檢測支持顯示與通信顯示LED指示燈RS485支持USB支持常規參數尺寸(寬×高×深)930mm×550mm×260m