桥北村村委会分布式光伏发电
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项目可行性研究报告
山西鼎扬电力服务有限公司
目录
目录 .........................................................................................................................................................................2
1 概述 ...........................................................................................................................................................4
1.1 项目概况 .............................................................................................. 错误!未定义书签。 1.2 编制依据 ....................................................................................................................................4 1.3 地理位置 ....................................................................................................................................4 1.4 投资主体 ....................................................................................................................................4 2 工程建设的必要性 ..............................................................................................................................5
2.1 国家可再生能源政策 ............................................................................................................5 2.2 地区环境保护 ..........................................................................................................................5 3 项目任务与规模 ...................................................................................................................................5 4 太阳能资源 ............................................................................................................................................6 4.1 太阳能资源分析 ...............................................................................................................................6
4.2 太阳能资源初步评价 ............................................................................................................6 5 网架结构和电力负荷 .........................................................................................................................7
5.1 电力负荷现状 ..........................................................................................................................7 5.2.电站厂址选择............................................................................................................................7 6 太阳能光伏发电系统设计 .............................................................................................................8
6.1 光伏组件选择 ..........................................................................................................................8 6.2 光伏阵列的运行方式设计 ..................................................................................................9 6.3 逆变器选型 ...............................................................................................................................9
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6.4 光伏阵列设计及布置方案 ............................................................................................... 13 6.5 年上网电量估算 .................................................................................................................. 16 7 电气 ..................................................................................................................................................... 17
7.1 电气一次 ................................................................................................................................. 17 7.2 电气二次 ................................................................................................................................. 19 7.3 计量 .......................................................................................................................................... 21 8施工组织设计 ...................................................................................................................................... 21
8.1 施工条件 ................................................................................................................................. 21 8.2 工程项目实施的轮廓进度 ............................................................................................... 22 9环境影响评价 ...................................................................................................................................... 22
9.1 工程施工期对环境的影响及防治................................................................................. 22 9.2 运行期的环境影响 ............................................................................................................. 23 9.3 环境效益 ................................................................................................................................. 24 10 节能降耗 ........................................................................................................................................... 24 11 投资估算与经济分析 ................................................................................................................... 24
11.1 投资估算 .............................................................................................................................. 24 11.2 经济技术分析 .................................................................................................................... 25 12 结论和建议 ....................................................................................................................................... 27
12.1 主要结论 .............................................................................................................................. 27 12.2 社会效益 .............................................................................................................................. 28 13项目汇总表 ........................................................................................................................................ 29
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1 概述
1.2 编制依据
国家、地方和行业的有关法律、法规、条例以及规程和规范。
1.3 地理位置
本项目位于山西省孝义市桥北村，东经111°、北纬36°56′，年日照数在1500-2000小时，年辐射总量达到5016-5852MJ/㎡，太阳能资源较好，属于三类光伏发电区域。由于交通运输等条件较好，并网接入条件优越，可以建设屋顶太阳能分布式光伏并网电站。
1.4 投资主体
本项目由山西鼎扬电力服务有限责任公司兴建。
山西鼎扬电力装修服务有限公司注册资金500万元，具有国家专业资质，是一家专业以水力、电力、机电设备安装工程施工及电力设施维护、电力使用技术咨询为主的民营企业，公司自创立以来一直专业致力于水电工程；始终坚持发扬\"诚信、创新、沟通\"为企业宗旨，以\"技术、服务\"为立业之本的团体精神，本着“安全第一、服务第一、诚信第一、质量第一”的经营理念，奉行“客户至上、诚信为本”的原则不断扩大规模，并形成一套完整的设计、安装、调试、培训、维护一站式服务体系。
鼎扬电力建设领域主要是以电力能源为主。“十二五”期间，鼎扬电力逐步向节能环保领域拓展，着力发展太阳能发电。“十三五”期间，公司将大力拓展在可再生能源和循环经济的建设。
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2 工程建设的必要性
2.1 国家可再生能源政策
我国政府已将光伏产业发展作为能源领域的一个重要方面，并纳入了国家能源发展的基本政策之中。已于2006年1月1日正式实施的《可再生能源法》明确规范了政府和社会在光伏发电开发利用方面的责任和义务，确立了一系列制度和措施，鼓励光伏产业发展，支持光伏发电并网，优惠上网电价和全社会分摊费用，并在贷款、税收等诸多方面给光伏产业种种优惠。2009年12月26日第十一届全国人民代表大会常务委员会第十二次会议通过了全国人民代表大会常务委员会关于修改《中华人民共和国可再生能源法》的决定。修改后的可再生可能源法进一步强化了国家对可再生能源的政策支持，该决定将于2010 年4 月1 日起施行。本项目采用光伏发电技术开发利用太阳能资源，符合能源产业政策发展方向。
《国家能源局关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知》（国能新能[2012]298号）为契机，积极发展分布式光伏发电，形成整体规模优势和示范推广效应。依托山西太阳能资源丰富的优势，充分利用建筑物空间资源，发挥削峰填谷作用。通过利用学校的建筑物屋顶，积极开发建设分布式光伏发电低压端并网自发自用项目。
2.2 地区环境保护
光伏系统应用是发展光伏产业的目的所在，它的应用情况代表着一个国家或地区对光伏产业的重视程度，标志着当地政府对能源及环境的认识水平。该电站的建成每年可减排一定数量的CO2，在一定程度上缓解了环保压力。
3 项目任务与规模
本工程建设于桥北村委楼顶屋面上。项目总装机容量是50KWp， 25年年均发电量约为200万kWh。采用多晶硅光伏组件，光伏组件分别铺设在桥北村委的楼顶上，可铺设太阳能电池方阵的屋顶总面积约为320平方米。
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4 太阳能资源 4.1 太阳能资源分析
项目所在地多年平均太阳辐射量 5852MJ/m²/a，属我国第三类太阳能资源区域，但从气象部门获得的太阳能总辐射量是水平面上的，实际光伏组件在安装时通常会有一定的倾角以尽可能多的捕捉太阳能。混凝土屋顶选择南向倾角32度。
1、吕梁地区的年太阳总辐射为5852 MJ/m2左右，即1444kW·h/m2左右；近7年（2008～2015年），年平均太阳总辐射量偏低，为5101.8 MJ/m2，即1417.2kW·h/m2。该地区的年日照时数为3000 h左右，年日照百分率为63%左右，太阳能资源处于全省前列。
2、太阳能资源以春季和夏季较好、冬季最差为主要特征。其中，5月份太阳辐射最强，可达到620 MJ/m2左右，12月份辐射最弱，为206 MJ/m2左右。春、夏、秋、冬四季总辐射量分别约占年总辐射量的31.31%、33.25%、21.01%和14.43%左右。
3、从日平均状况看，10~15时的太阳辐射较强，可占全天辐射量的53%左右，是最佳太阳能资源利用时段，12时前后辐射最强。
4、日照时数以7.5 h左右的天数最多，全年可达到60天左右，占14%以上；6.1~12.0h区间的天数较多，总天数为250天以上，可占全年的69%，年可利用率较高。
综上所述，孝义市太阳能资源丰富，属山西省太阳能资源丰富区，可以开展太阳能发电利用项目。
4.2 太阳能资源初步评价
项目所在地太阳能资源条件较好，由于交通运输等条件较好，并网接入条件优越，可以建设屋顶太阳能光伏并网电站。
光伏电站角度的选取采用“四季均衡，保证弱季”的原则。本项目太阳能电池板采用按最佳倾角32°的方式安装在楼顶屋面上，系统年平均峰值日照时间为4.5小时，年日照总量为1600小时。
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5 网架结构和电力负荷
5.1 电力负荷现状
桥北村委配电服务范围内 年最大用电负荷为 千瓦，最小用电负荷为
千瓦。配电区内输电电压为10/0.4千伏，变电站容载比为1.25。变压器 台，其中 有 台，总容量 万千伏安。
5.2.电站厂址选择
桥北村委分布式光伏发电项目拟选址在桥北村现有的建筑物楼顶上建设太阳能电站，在开发利用太阳能资源的同时节省了土地资源。根据光伏电站的区域面积、太阳能资源特征、安装条件、交通运输条件、地形条件，结合沈阳气象站的相关资料等，同时考虑光伏电站的经济性、可行性，初步规划出分布式光伏发电项目。
该项目建设地点完全按照国家有关规定规划建设，经实际考察，无遮挡现象，具有以下特点：
（1）富集的太阳光照资源，保证很高的发电量； （2）靠近主干电网，以减少新增输电线路的投资；
（3）主干电网的线径具有足够的承载能力，在基本不改造的情况下有能力
输送光伏电站的电力；
（4）离用电负荷近，以减少输电损失； （5）便利的交通、运输条件和生活条件；
（6）能产生附加的经济、生态效益，有助于抵消部分电价成本； （7）良好的示范性，国家电网启动分布式光伏发电支持政策。
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6 太阳能光伏发电系统设计
6.1 光伏组件选择
6.1.1主要性能、参数及配置 6.1.1.1 主要性能
光伏组件为室外安装发电设备，是光伏电站的核心设备，要求具有非常好的耐侯性，能在室外严酷的环境下长期稳定可靠地运行，同时具有高的转换效率。本工程采用 245Wp 组件。 6.1.1.2 设备主要参数
表6.1 太阳电池组件技术参数 太阳电池种类 指标 峰值功率 功率偏差 组件效率 开路电压（Voc） 短路电流（Isc） 工作电压（Vmppt） 工作电流（Imppt） 系统最大耐压 尺寸 重量 峰值功率温度系数 开路电压温度系数 短路电流温度系数 运行温度范围 最大风/雪负载 单位 Wp w % V A V A Vdc mm kg %/K %/K %/K ℃ Pa 多晶硅 数据 245 0/+3 14.7 37.2 8.37 30.4 7.89 1000 1650*992*40 19.5 -0.43 -0.32 0.047 -40～+85 2400/5400
注：上述组件功率标称在标准测试条件（STC）下：1000W/m2、太阳电池温度 25℃
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6.2 光伏阵列的运行方式设计
6.2.1 光伏电站的运行方式选择
本项目计划于桥北村委楼顶安装面铺设光伏发电系统，楼顶可铺设电池板面积约为320平方米， 可安装太阳能电池板50kWp，装机容量约50MW。本工程按照“就近并网、本地消耗、低损高效”的原则，以建筑结合的分布式并网光伏发电系统方式进行建设。每个发电单元光伏组件通三相并网逆变器直接并入三相低压交流电网（AC380V，50Hz），通过交流配电线路给当地负荷供电，最后以 10kV电压等级就近接入，实现并网。由于分布式电源容量不超过上一级变压器供电区域内最大负荷的25%，所有光伏发电自发自用。
为了减少光伏阵列到逆变器之间的连接线及方便日后维护，建议配置光伏阵列汇流箱，该汇流箱可直接安装在电池支架上，汇流箱的输出经直流线缆接至配电房内直流配电柜，经直流配电后接至并网逆变器，逆变器的交流输出经交流配电柜接至防逆流控制柜，输出0.4KV,50Hz三相交流电源，实现用户侧并网发电功能。
6.2.2 倾角的确定
根据本项目的实际情况，结合山西本地太阳辐射资源情况，保持原有建筑风格，村委顶屋面采用32度倾角布置。
6.3 逆变器选型
光伏并网发电系统由光伏组件、并网逆变器、计量装置及配电系统组成。太阳能能量通过光伏组件转换为直流电力，在通过并网逆变器将直流电转换为电网同频率、同相位的正弦波电流，一部分给当地负载供电，剩余电力馈入电网，江苏兆伏新能源有限公司生产的光伏并网逆变器具有根据天气变化自动启停及最大功率跟踪控制功能。当系统出现异常时可以使逆变器自动停止工作并安全与系统脱离。逆变器的控制选用电压型电流控制方式，输出基波功率因数大于等于97.8%，电流各次谐波不得大于3%。
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图6-2 ZEVERSOLAR逆变器外观图
逆变器具有以下特点： 和谐电网 • 零电压穿越功能
• 有功功率连续可调（0～100%）功能
• 无功功率可调，功率因数范围超前0.9至滞后0.9
高效发电 • 含变压器最高转换效率达97.0%
• 高精度电能计量装置
方案灵活 • 25℃～＋55℃可连续满功率运行
• 适用高海拔恶劣环境，可长期连续、可靠运行 • 加热除湿功能（可选）
其主要技术参数列于下表：
表6-2 ZEVERSOLAR并网逆变器性能参数表
型号 直流侧参数 最大直流电压 最大直流功率 满载MPP电压范围 最大输入电流 交流侧参数 额定输出功率 额定电网电压 10
ZEVERSOLAR 900Vdc 113kWp 450~820V 250A 100kW 400Vac 允许电网电压 额定电网频率 允许电网频率 总电流波形畸变率 功率因数 系统 最大效率 欧洲效率 防护等级 允许环境温度 冷却方式 允许相对湿度 允许最高海拔 显示与通讯 显示 标准通讯方式 可选通讯方式 机械参数 外形尺寸（宽x高x深） 净重 310~450Vac 50Hz/60Hz 47~51.5Hz/57~61.5Hz <3%（额定功率） >0.99（额定功率） 97.0%（含变压器） 96.4%（含变压器） IP20（室内） -25~+55℃ 风冷 0~95%,无冷凝 6000米 触摸屏 RS485 以太网/GPRS 1015x1969x785mm 925kg
选择使用的阳光电源的 ZEVERSOLAR电站型光伏逆变器；转换效率高达98.7%；户内型、户外型、集装箱型产品设计；适用于大中型电站项目，具有适应各种自然环境、符合各项并网要求、发电量高、可靠稳定的特点。
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图6-3 ZEVERSOLAR逆变器外观图
其主要技术参数列于下表：
表6-3 ZEVERSOLAR并网逆变器性能参数表
型 号 输 入 数 据 最大直流输入功率（W） 直流输入电压范围，MPPT（V） 允许最大直流输入电压（V） 允许最大直流输入电流（A） 输出数据 额定交流输出功率（W） 额定电网电压 (V) 最大交流输出电流（A） 电网工作频率范围（Hz） 功率因数 电流总谐波畸变率THD（%） 效率 最大效率（%） 欧洲效率（%） 保护功能 ZEVERSOLAR 17kWp 450-820 900 130 50kW 440Vac 80 50/60 0.95 <3% 96.6% 95.7% 过/欠压保护，过/欠频保护，防孤岛效应保护，过流保护，防反12
放电保护，极性反接保护，过载保护，过温保护 防护等级及环境条件 外壳防护等级 工作环境温度 (℃) 最高海拔(m) 相对湿度 冷却方式 显示和通讯 显示 标准通讯方式 电网监测 接地故障监测 认证情况 金太阳认证（鉴衡CGC认证） 体积和重量 宽/高/深（mm） 重量（kg）
820/1984/646 643 LCD液晶触摸显示屏 RS-485、以太网 具备 具备 IP20 -25 ~ +55 2000 <95%,无冷凝 风冷 6.4 光伏阵列设计及布置方案
6.4.1 光伏方阵容量
以桥北村委为例进行设计，楼顶并网发电系统将采用分布式并网的设计方案，单台并网逆变器装机容量为50KW，容量50kW的太阳能电站通过1台
ZEVERSOLAR并网逆变器接入 0.4kV 交流电网实现并网发电。下面以单机50KW
光伏组件汇入并网逆变器为例，进行并网电站的设计。
本项目的电池组件可选用弘阳新能源科技有限公司自产的功率250Wp 的多晶硅太阳电池组件，其工作电压约为30.2V，开路电压约为 37.8V。根据SG100k3并网逆变器的 MPPT 工作电压范围（450V～820V）， 每个电池串列按照 20 块电池组件串联进行设计，50kW 的并网单元需配置 20个电池串列，逆变器装机容量为50KW，需太阳能电池板共200块。
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为了减少光伏电池组件到逆变器之间的连接线，以及方便维护操作，建议直流侧采用分段连接，逐级汇流的方式连接，即通过光伏阵列防雷汇流箱（简称“汇流箱”）将光伏阵列进行汇流。此系统还要配置直流防雷配电柜，该配电柜包含了直流防雷配电单元。其中：直流防雷配电单元是将汇流箱进行配电汇流接入 ZEVERSOLAR逆变器；经三相计量表后接入电网。
另外，系统应配置 1 套监控装置，可采用 RS485 或 Ethernet（以太网）的通讯方式，实时监测并网发电系统的运行参数和工作状态。50KW光伏并网发电示意图如图所示。桥北村委项目将1台逆变器并联接入0.4KV电网。
图6-4 并网发电示意图
本项目光伏组件铺设在桥北村委的楼顶的屋面上。面积及装机容量如表6.4所示：
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表6.4 沈阳工程学院分布式光伏电站项目汇总表 名称 桥北村委 楼顶面积（m） 320 2装机容量(kW) 50 6.4.2 光伏子方阵设计 6.4.2.1 光伏子方阵容量
考虑到房屋的实际情况每个光伏方阵容量、汇流箱、直流汇流屏及逆变器等因素，经技术经济比较后确定光伏子方阵的容量为 50kW。
6.4.2.2 光伏组件布置方式
根据选定的光伏组件和逆变器形式与参数，结合逐时太阳能辐射量与风速、气温等数据，确定晶硅光伏组件组串数为：20，汇流形式为：12进1出。 6.4.2.3 光伏组件支架设计
本项目光伏组件直接安装在支架上。
6.4.3 汇流箱布置方案
汇流箱安装在支架或钢构上，具有防水、防灰、防锈、防晒，防雷功能，防护等级IP65 及以上，能够满足室外安装使用要求；安装维护简单、方便、使用寿命长。直流汇流箱为12路输入1路输出，带防雷模块。
柜体可采用的不锈钢板，不锈钢板的厚度≥1.2mm；框架和外壳具有足够的刚度和强度，除满足内部元器件的安装要求外，还能承受设备内外电路短路时的电动力和热效应，不会因设备搬运、吊装、运输过程由于受潮、冷冻、撞击等因数而变形和损坏。柜体的全部金属结构件都经过特殊防腐处理，以具备防腐、美观的性能；通过抗震试验、内部燃弧试验；柜体采用封闭式结构，柜门开启灵活、方便；元件特别是易损件安装便于维护拆装，各元件板应有防尘装置；柜体设备要考虑通风、散热；设备应有保护接地。汇流箱进线配置光伏组件串电流检测模块，模块电源自供；功耗小于 15W；串行通讯接口1 个，RS485 方式；采样处理12路光伏电池板电流（0～12A），采样精度不低于0.5%。
可根据监控显示模块对每路电流进行测量和监控，可远程记录和显示运行状况，无须到现场。
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6.5 年上网电量估算
6.5.1 光伏发电系统效率分析
并网光伏系统的效率是指:系统实际输送上网的交流发电量与组件标称容量在没任何能量损失的情况下理论上的能量之比。标称容量 1kWp 的组件，在接受到 1kW/ m2太阳辐射能时理论发电量应为 1kWh。 根据太阳辐射资源分析所确定的光伏电站多年平均年辐射总量，结合初步选择的太阳能电池的类型和布置方案，进行光伏电站年发电量估算。光伏系统总效率暂按75%计算。 6.5.2 年上网电量估算
按吕梁地区年平均有效发电日辐照量为4.606( kWh/m2.a)，平均年有效发电辐照量1681.28( kWh/m2.a)计算。平均年有效发电小时数1681.28小时计算。
桥北村委分布式光伏电站项目装机容量为50kWp。 全年发电量约等于：1600×50＝80000kWh=8万kWh
光伏电站占地面积大，直流侧电压低，电流大，导线有一定的损耗，本工程此处损耗值取2%。
大量的太阳能电池板之间存在一定的特性差异，不一致性损失系数取3%； 考虑太阳能电池板表面即使清理仍存在一定的积灰，遮挡损失系数取5%； 光伏并网逆变器的效率（无隔离变压器，欧洲效率）约为98%～98.5%， 干式变压器的效率达到98.7%。
考虑到光伏电厂很少工作在满负荷状态，绝大多数时间都工作在较低水平，且晚上不发电时还存在空载损耗，故本工程逆变器效率按98%计算，
升压变压器效率按98%考虑（两级升压，损耗需考虑两次）； 早晚不可利用太阳能辐射损失系数3%， 光伏电池的温度影响系数按2%考虑， 其它不可预见因素损失系数2%。
系统效率为：98%×97%×95%×98%×98%×98%×97%×98%×98%=79.18% 全年上网电量约等于：33844702.68×79.18%＝3044235.58kWh=304.4万kWh 按照实际装机容量50kWp计算的上网年等效利用小时数为： 80000kWh÷50kW=1600小时
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组件使用10年输出功率下降不得超过使用前的10%：组件使用20年输出功率下降不得超过使用前的20%：组件使用寿命不得低于25年。
在计算发电量时，需要主要考虑以下损失：交、直流线路损失3%；光伏组件表面尘土遮盖损失8%-10%；逆变器损失5%-10%；环境温度造成的发电量损失2%；
折合以上各折减系数，光伏系统总效率为75％。
根据太阳辐射能量、系统组件总功率、系统总效率等数据,可预测2286.78kWp光伏发电系统的年总发电量。
预测发电量＝系统容量×光伏组件表面辐射量×系统总效率。
按以上公式计算，将水平面的太阳辐射折算到单轴跟踪系统的光伏阵列平面上进行仿真计算，桥北村委内可铺设太阳能电池方阵的建筑楼顶总面积为320平方米，计划可安装电池组件的规划容量为50KW，实际装机容量为50kWp，得出首年发电量8万kWh, 则整个并网发电系统的25年总发电量为200万kWh，考虑系统25年输出衰减20%，则年平均发电量为6.4万kWh。
7 电气
7.1 电气一次
7.1.1 接入电网方案
接入特点与方式：
※ 就近低压并网，降低损耗，提高效率； ※ 局部故障检修时不影响整个系统的运行； ※ 用电高峰时提供大量电力，有助于城市电网调峰； ※ 便于电网的投切和调度； ※ 方便运行维护；
国家电网在《分布式电源接入电网技术规定》中指出：“分布式电源总容量原则上不宜超过上一级变压器供电区域内最大负荷的25%”。
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①采用低压接入模式的DGPV，建议其容量小于所接入中压配电变压器最大负荷40%。以配电变压器的容量为400kVA计，若其负载率为50%，则建议采用低压接入模式的DGPV容量小于80kVA。
②采用中压分散接入模式的DGPV，建议其容量要小于所接入中压馈线最大负荷的40%。以YJY22-3×300为例，若采用单环网接线，则建议采用中压分散接入模式的DGPV容量小于1.5MVA。
③采用专线接入模式的DGPV，建议其容量要小于所接入主变压器最大负荷的25%。其中，若考虑容载比为2.0，则容量为20MVA和31.5MVA的35kV主变所能接入的最大DGPV容量分别为2.5MVA和3.9MVA，而2.5(3.9)～10MVA的DGPV只能采用35kV专线接入更高等级的变电站中低压侧母线。
本系统采用的三相并网逆变器直接并入三相低压交流电网（AC380V，50Hz），使用独立的N线和接地线，适应的电网参数如表所示：
表7.1 电网参数表
序号 1 2 3 4 项目 配电系统模式 系统电压 额定频率 系统接地方式 内容 TN-S母线（独立的N线和PE线） AC380/220V 50Hz 中性点直接接地 并网系统接入三相400V或单相230V低压配电网，通过交流配电线路给当地负荷供电，由于分布式电源容量不超过上一级变压器供电区域内最大负荷的25%，所有光伏发电自发自用。 7.1.2 防雷及接地
为了保证本工程光伏并网发电系统安全可靠，防止因雷击、浪涌等外在因素导致系统器件的损坏等情况发生，系统的防雷接地装置必不可少。用户可根据整个系统情况合理设计交流防雷配电、接地装置及防雷措施。系统的防雷接地装置措施有多种方法，主要有以下几个方面供参考：
（1）地线是避雷、防雷的关键，在进行太阳电池方阵基础建设的同时，采用40扁钢，添加降阻剂并引出地线，引出线采用10mm2铜芯电缆，在光伏板周围
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敷设一以水平接地体为主，垂直接地体为辅，联合构成的闭合回路的接地装置，供工作接地和保护接地之用。该接地采用方孔接地网，埋深在电池支架基础的下方，接地电阻按《交流电气装置的接地》DL/T 621 1997中的规定进行选择应不大于4Ω。接地网寿命按30年计算。接地装置符合《高压输变电设备的绝缘配合》GB311.1-1997和《电气装置安装工程施工及验收规范》中的规定。 （2）直流侧防雷措施：电池支架应保证良好的接地，光伏电池阵列连接电缆接入光伏阵列防雷汇流箱，汇流箱内已含高压防雷器保护装置，电池阵列汇流后再接入直流防雷配电柜，经过多级防雷装置可有效地避免雷击导致设备的损坏； （3）交流侧防雷措施：每台逆变器的交流输出经交流防雷配电柜接入电网（用户自备），可有效地避免雷击和电网浪涌导致设备的损坏； （4）所有的机柜要有良好的接地。
7.1.3继电保护、绝缘配合及过电压保护
本项目考虑在主线路上配置1套光纤电流纵差保护作为本线路的主保护。以带方向的电流电压保护作为后备保护，并要求具备自动重合闸。
逆变器配有相同容量的独立的交直流防雷配电柜，防止感应雷和操作过电压。在各级配电装置每组母线上安装一组避雷器以保护电气设备。
本工程各级电压电气设备的绝缘配合均以5kA雷电冲击和操作冲击残压作为绝缘配合的依据。电气设备的绝缘水平按《高压输变电设备的绝缘配合》GB311.1-1997选取。
对于大气过电压和操作过电压采用氧化锌避雷器进行保护。金属氧化物避雷器按《交流无间隙金属氧化物避雷器》GB11032-2000中的规定进行选择。
7.2 电气二次
7.2.1 电站调度管理与运行方式 本项目采用集中控制方式，在二次设备室实现对所有电气设备的遥测、遥控、遥调、遥信等功能。本项目受地方供电部门管辖，接受当地电力调度部门调度管理。
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7.2.2 电站自动控制
光伏电站设置综合自动化系统一套，该系统包含计算机监控系统，并具有远动功能，根据调度运行的要求，本电站端采集到的各种实时数据和信息，经处理后可传送至上级调度中心，实现少人、无人值班，并能够分析打印各种报表。该项目在并网侧设置电能计量装置，通过专用电压互感器和电流互感器的二次侧连接到多功能电度表，通过专用多功能电度表计量光伏电站的发电量，同时设置电流、电压、有功、无功和功率因数等表计以监测系统运行参数。计量用专用多功能电度表具有通讯功能，能将实时数据上传至本站综合自动化系统。升压站线路侧的信号接入地区公共电网调度自动化系统。
通讯管理机布置在电子设备间网络设备屏上，采集各逆变器及公用设备的运行数据。综合自动化系统通过通讯管理机与站内各电气设备联络，采集分析各子系统上传的数据，同时实现对各子系统的远程控制。综合自动化系统将所有重要信息传送至监控后台，便于值班人员对各逆变器及光伏阵列进行监控和管理，在 LCD 上显示运行、故障类型、电能累加等参数。项目公司亦可通过该系统实现对光伏电站遥信、遥测。
7.2.3 继电保护及安全自动装置
光伏电站内主要电气设备采用微机保护，以满足信息上送。元件保护按照《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB14285－93）配置。 开关柜上装设微机保护，配置通讯模块，以通讯方式将所有信息上传至综合自动化系统。 逆变器具备极性反接保护、短路保护、低电压穿越、孤岛效应保护、过热保护、过载保护、接地保护等，装置异常时自动脱离系统。 本工程系统保护配置最终应按照相关接入系统审批意见执行。
7.2.4 二次接线
光伏发电、汇流箱、逆变器、就地升压变压器等设备，通过计算机监控系统完成相关电气测量、操作等要求。 7.2.5 控制电源系统 （1） 直流电源
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为了供电给控制、测量、信号、继电保护、自动装置等控制负荷和机组交流不停电电源等动力负荷提供直流电源，设置380V 直流系统。
7.2.6 电气二次设备布置
本工程二次设备较少，主要有直流配电屏、UPS 配电屏、监控系统屏，以及环境监测设备、火灾报警屏等。二次设备考虑统一布置于二次设备室内。
7.3 计量
计量关口设置原则为资产分界点。本项目系统接入侧设立计量表计。
8施工组织设计
8.1 施工条件
8.1.1 主要工程项目的施工方案 8.1.1.1 光伏组件安装
本工程使用的光伏组件单件质量在19.5kg 左右，质量较轻，起吊、安装较为方便。安装前应先按光伏组件出厂前标定的性能参数，将性能较为接近的光伏组件成串安装，以保证光伏组件尽量在最佳工作参数下运行。
10.1.1.2 光伏组件安装、起吊
光伏组件安装支架应以散件供货，先在施工现场将其组装成模块，然后逐件起吊就位安装。现场拼装时对组合模块的尺寸高度，应根据现场条件加以控制。 8.1.2 施工场地及施工生活区
本工程为光伏电站，所需的生产辅助项目少，且主要设备以整体运输安装为主，施工用地较少。施工生产用地利用生产厂房周边现有空地安排。施工生活设施依托沈北新区和沈阳工程学院的基础设施由施工单位自行解决。 8.1.3 地方材料供应情况 （1）黄砂：由本地区供应； （2）水泥：由当地水泥厂供应； （3）石料：在本地采购；
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（4）石灰：由本地供应；
（5）砖、空心砖或砌块：由附近砖瓦厂供应。
8.1.4 动力能源供应
本期工程施工临时用电负荷按 220VA考虑，因本工程与主体工程同步建设、同时完工，故施工用电自主体工程施工用电引接。 本工程为光伏电站，施工安装工程量小，其用水量少。施工生产、生活用水由主体工程提供。 施工通信：施工现场拟配 5路外线，施工单位自行安装内部总机。
氧气、氩气、乙炔等施工用气可在当地就近购买。
8.2 工程项目实施的轮廓进度
本项目为在现有屋顶上进行施工，施工周期较短。整个工程周期为 3个月。
9环境影响评价
9.1 工程施工期对环境的影响及防治
9.1.1 噪声影响及防治
本工程施工内容主要包括光伏设备运输和安装等，施工期噪声主要为施工机械设备所产生的施工噪声及物料运输产生的交通噪声等。
9.1.2 扬尘、废气
本工程光伏组件安装在屋顶，建设、运行过程基本上无扬尘、废气产生。 9.1.3 运输车辆对交通干线附近居民的影响
本工程所在地区交通十分便利。光伏发电工程运输量不大，因此运输车辆对附近居民的影响较小。
9.1.4 污染物排放
施工期的污染物排放主要包括少量废水和固体废弃物。
工程施工废污水主要来自于土建工程施工、材料和设备的清洗。废水的主要污染物成分泥沙，可在现场开挖简易池，收集泥浆水进行沉淀处理。 施工区的
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生活污水经收集后，排至施工区污水管网。不会对环境造成直接影响。 施工期的固体废物主要有建筑垃圾及生活垃圾，要求及时清运并处置。
9.2 运行期的环境影响
太阳能光伏发电是利用自然太阳能转变为电能，在生产过程中不消耗矿物燃料，不产生大气污染物，因此运行期间对环境的影响主要表现有以下几个方面，通过采取一定的措施后，可将环境影响降低至最小。
9.2.1 噪声影响
太阳能光伏发电运行过程中产生噪声的声源为变压器和逆变器，其中变压器安置在配电间内，逆变器运行中产生的噪声较小（小于 60 dB（A））。经过各种隔声、防护措施后，不会对周围环境造成影响。
9.2.2 废水影响
本工程建成后基本无生产废水。由于太阳能光伏发电具有较高的自动化运行水平，运行人员极少，基本无生活污水产生。
9.2.3 电磁场影响
光伏电站升压站变压器容量小（10kV），因此可认为无电磁场不利影响。 9.2.4 雷击
根据相应设计规程的要求，并网逆变器及变电站内主要电气设备均采取相应的接地方式，以满足防雷保护的要求。屋顶光伏组件均已可靠接地，并纳入了原建筑物的防雷保护范围内。
9.2.5 污染物排放总量分析
本工程无废气、废水排放，因此本项目无需申请污染物排放总量指标。 9.2.6 光污染及防治措施
光伏组件内多晶硅片表面涂覆一层防反射涂层，同时封装玻璃表面已经过特殊处理，因此太阳能光伏组件对阳光的反射以散射为主。其镜面反射性要远低于玻璃幕墙，故不会产生光污染。
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9.3 环境效益
光伏发电是一种清洁的能源，既不直接消耗资源，同时又不排放污染物、废料，也不产生温室气体破坏大气环境，也没有废渣的堆放、废水排放等问题，有利于保护周围环境，是一种绿色可再生能源。.
10 节能降耗
光伏发电是一种清洁的能源，没有大气和水污染问题，也不存在废渣的堆放问题，有利于周围环境的保护。工程本期装机容量为50kWp，每年可为电网提供电量8万kWh，与相同发电量的燃煤电厂相比，按标煤煤耗为 330g/kW·h 计，每年可为国家节约标准煤26t。
11 投资估算与经济分析
11.1 投资估算
11.1.1编制依据及原则
（1）本投资估算静态投资水平年为2015年。
（2）工程量：工程量由设计人员根据工艺系统设计方案提供，不足部分参照同类型光伏电站的工程量。
（3）项目、费用性质划分及执行《光伏发电工程可行性研究报告编制办法（试行）》，取费参照国家发展和改革委员会 2014年发布的《火力发电工程建设预算编制与计算标准》(2014-12-01实施)。定额参照中国电力企业联合会 2014年发布的《电力建设工程概算定额》，并根据最新的文件对人工费、材料费、机械费进行调整。 （4）其他费用：参照《火力发电工程建设预算编制与计算标准》 11.1.2 工程系统配置
本工程系统装机总容量是约50MWp, 项目投资总额约为50万元。 电池组件根据现行市场价格确定，按10元/Wp (含税价)含运费计算； 其他机电设备按2011年第四季度价格水平估列； 主要材料按当地市场价加运杂费计算。
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其他材料价格参照当地建筑工程材料预算价格以及当地其他已完工程实际价格等有关资料分析取定。
表13.1 50kW系统配置单
材料 太阳能电池板250W/30.2V 数量 200块 1台 1套 1套 1套 1000米 600米 100米 备注 弘阳 鼎扬 鼎扬 鼎扬 鼎扬 50KW直流逆变器ZEVERSLAR 太阳能电池板固定式支架100kW 监控系统 防雷接地系统 辅材及备件 光伏专用线4mm² 电缆 YJV2×16mm² YJV4×50mm²
11.2 经济技术分析
桥北村委分布式光伏电站项目建设规模总计为50kWp，项目投资总额约为50万元。光伏系统建设期为3个月，运行期25年。
本项目优先采用用户侧并网方式，实现光伏发电自发自用，提高光伏发电对现有电网条件的适应能力。按照国家对分布式并网电站补贴规定，上网电价暂按0.8元/千瓦时标准执行，同时执行山西省光伏电价补贴2013年标准0.2元/千瓦。
发电量计算方法： 峰值日照定义：
100mW/cm2＝0.1W/cm2的辐射强度下的日照小时数。 1J=1Ws,1h＝3,600s
100mW/cm2＝0.1W/cm2＝1,000W/m2=1,000J/sm2＝3.6MJ/hm2
由此得出将太阳能资源（MJ/m2）换算为峰值日照时数的系数为3.6。
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根据太阳能电池方阵面上的辐射量5907.755MJ/m2/a，可以计算出年峰值日照时数＝5907.755÷3.6=1641.04kWh/m2/a
(注：3.6为单位换算系数)
按沈阳地区年平均最佳倾角为41度，平均年有效发电辐照量1681.28 kWh/m2.a)。
组件使用10年输出功率下降不得超过使用前的10%：组件使用20年输出功率下降不得超过使用前的20%：组件使用寿命不得低于25年。
在计算发电量时，需要主要考虑以下损失：交、直流线路损失3%；光伏组件表面尘土遮盖损失8%-10%；逆变器损失5%-10%；环境温度造成的发电量损失2%；
折合以上各折减系数，光伏系统总效率为75％。可计算全年上网电量约等于：
2286.78×1681.28×75%＝288.35万kWh
按照装机容量50kWp计算的上网年等效利用小时数为： 195691.91kWh÷2286.78kW=1331.23小时
通过核算电池组件在屋顶的安装角度，约折减至80%，发电小时数为1064.98h。
年均共可发电230.68万kwh，25年总电量为7208.8万kWh。 回收期=总投资额/每年上网电费=2058.1万元/292.96万元=7年。 整个设备使用年限25年，总利润=总上网电费收益-初期投资额=7324-2058.1=5265.9万元。
本工程的静态投资为2058.1万元，从财务上看本工程的财务盈利能力和贷款偿还能力较好，在经营期内，本项目各项经济指标较好，项目的财务盈利能力良好。
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12 结论和建议
12.1 主要结论
12.1.1 本工程的建设是必要的
本项目的建设，符合我国 21 世纪可持续发展能源战略规划，也是发展循环经济模式，建设和谐社会的具体体现。同时，对推进太阳能利用及光伏发电产业的发展进程具有非常大的意义，预期有着合理的经济效益和显著的社会效益。建设本项目的必要性是充分的。
桥北村委分布式光伏电站项目作为我市分布式规模化示范光伏项目，有利于实现“调结构、增效益”的经济工作目标，增强在清洁能源领域投资的竞争力。该项目同时有利于增加当地电力供应能力，改善当地电网结构，提供清洁能源电力；有利于当地经济和社会发展，对于孝义市清洁能源项目开发具有良好带动和示范作用。
12.1.2 本工程的建设是可行的
（1）本项目采用就地分布并网方案，经过经济技术比较分析，均为可行的。 （2）项目所在地多年平均太阳辐射量5852MJ/m²/a，属我国第三类太阳能资源区域，具有利用太阳能发电，实施分布式光伏电站建设的客观条件。由于交通运输等条件较好，并网接入条件优越，可以建设屋顶太阳能光伏并网电站。 （3）本工程选用性价比较高的多晶硅光伏组件，这也与国外的光伏组件使用情况的发展趋势相符合。
（4）本工程从光伏系统、电气、土建、水工、消防等方面均具备可行方案，各项风险较小，无不良经济和社会影响。
综上所述，本项目的建设是可行的。 12.1.3 本工程建设经济上是合理的
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本工程静态投资为50万元，单位千瓦投资为10000元/kW。从财务上看本工程的财务盈利能力和贷款偿还能力较好，在经营期内，本项目各项经济指标较好，财务内部收益率为9.09%，高于基准收益率 7%，净现值大于零，项目的财务盈利能力和贷款偿还能力良好。在项目实施中，须根据各建筑屋顶的实际情况，进行设计方案细化调整，做到技术经济合理。
12.2 社会效益
随着石油和煤炭的大量开发，不可再生能源保有储量越来越少，终有枯竭的一天，因而新能源的开发已经提到了战略高度。2005年2月28日通过的《中华人民共和国可再生能源法》己明确提出“国家鼓励和支持风能、太阳能、水能、生物质能和海洋能等非化石能源并网发电”。光能是清洁的、可再生的能源，开发光能符合国家环保、节能政策，光伏电场的开发建设可有效减少常规能源尤其是煤炭资源的消耗，保护生态环境，营造出山川秀美的旅游胜地。
可加快能源电力结构调整。本光伏并网电站所处的地区电网属山西电网的一部分，随着近几年孝义经济的飞速发展，电力需求不断增加，火电装机比例逐年增加，每年耗用大量燃煤、二氧化碳、二氧化硫等排放量，造成生态环境的破坏和严重的污染，且火电燃料运输势必增加发电成本。
国家要求每个省常规能源和再生能源必须保持一定的比例，除水电外，相对于其它再生能源，光伏发电的开发已日趋成熟，因此，大力发展光伏发电，将改善能源结构，有利于增加再生能源的比例。
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13项目汇总表
表 山西 省 孝义市 分布式光伏发电项目汇总表 地级市 孝义市 所属区域（开发区） 山西省吕梁孝义市桥北村 安装容量 (kWp) 50 区域最大负荷 (kW) 区域 最小负荷 (kW) 容量用电负荷 （kVA） 类型 序号 具体位置 项目单位 可用面积（m2） 接入配电 变电站 桥北村分布式光伏发电站 …. 用电负荷 光伏电量 估算 价格 自用比例 补助金额 (%) (元/kWh) (万元/年) 0.477 …. 0 …. 8 8 1 2 … 总计 吕梁孝义市桥北村 …. 山西鼎扬电力服务有限公司 …. 320 …. 380 …. 农业用电 …. 29
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