【正文】 3MW 光伏電站光能、水能互補 可行性研究報告 3MW光伏電站光能、水能互補 工程 可研 階段 可行性研究報告 電 力 設 計 院 二○○九年一月 批 準 人： 陳 虎 審 核 人： 劉亞軍 校 核 人： 王 軍 編 寫 人： 劉 剛 張 雷 徐 芳 席麗娜 吳 芳 寧 利 目 錄 1項目概況 11/a.1項目概況 2地區(qū)概況及電力系統(tǒng) 3項目提出的背景 能源電力供應中的地位 4項目的必要性 ，提高用電可靠性的需要 ，符合能源產業(yè)發(fā)展方向 、保護環(huán)境的需要 5太陽能光伏電站與當地水電站電網的互補運行 地區(qū)負荷特性 太陽能光伏電站發(fā)電特性 水電站發(fā)電特性 6工程任務及規(guī)模 7光能資源 玉樹州太陽輻射總量及 時空、日照時數分布 8地質工程 9光伏發(fā)電電池組件選擇和發(fā)電量估算 10電氣 11土建、給排水及暖通工程 主要建筑材料 建（構）筑物抗震分類和抗震設防原則 主要建筑設施及結構體系及結構選型 光伏電站接地網及電纜溝 給排水及消防水 采暖系統(tǒng) 通風系統(tǒng) 空調系統(tǒng) 12環(huán)境保護與水土保持 13 消防、勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生 14 電站總平面布置 15 工程設計概算 附圖 附圖 1：結古鎮(zhèn)電網地理接線圖 附圖 2：結古 35kV變電所主接線圖 附圖 3： 3MW光伏電站主接線圖 附圖 4： 3MW光伏電站總平面布置圖 1. 項目概況 項目概況 項目名稱 3MW光伏電站光能、水能互補工程。 項目執(zhí)行機構：青海省力騰水電安裝有限公司 建設地點 青海省玉樹州，青海省玉樹飛機場。 報告編制原則及依據 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(guī)、規(guī)范和標準。 (2)對廠址進行合理布局，做到安全、經濟、可靠。 (3)充分體現社會效應、環(huán)境效益和經濟效益的和諧統(tǒng)一。 (4)論證研究太陽能光伏電站與水電站的運行、互補，提出效益最大化的運行方案。 編制依據 (1)3～ 10kV高壓配電裝置設計規(guī)范（ GB500601992） (2)供配電系統(tǒng)設計規(guī)范（ GB500521995） (3)建筑設計規(guī)范（ GB500162021） (4)電力工程電纜設計規(guī)范（ GB502172021） (5)有關規(guī)程規(guī)范。 編制范圍 對當地有關電力系統(tǒng)狀 況進行分析，進行光能資源、水能資源分析，進行工程地質初勘、光伏電池組件選型和優(yōu)化布置、發(fā)電量估算，以及對應的電氣工程、土建、暖通、給排水工程、施工組織、工程管理設計、環(huán)境保護和水土保持綜合評價，勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生，效益分析，工程投資概算，財務評價等。 項目主要內容 新建玉樹州太陽能光伏電站 1 座，容量為 3MW；研究 3MW 光伏電站光能、水能互補運行方案，解決運行效益最大化問題。 項目實施的總體目標 開發(fā)當地豐富的太陽能資源，解決玉樹州機場供電可靠性，形成對機場用電負荷的雙電源供電，滿足機 場近期及中長期發(fā)展需要；研究 3MW光伏電站光能、水能互補運行方案，解決運行效益最大化問題。 2 地區(qū)概況及電力系統(tǒng) 地區(qū)概況 玉樹藏族自治州位于青海省青藏高原南部，該州總面積 萬平方公里，約占青海省總面積的三分之一以上?？側丝?，其中藏族占總人口的 %，是青海省主要的林、牧區(qū)。境內有格拉丹東雪峰、可可西里冰川、各日各雅雪山和扎日根雪山，這些巨大的固體水庫蘊育了長江、黃河和瀾滄江三大水系，其正源沱沱河，卡日曲和扎曲都出自玉樹境內。二江一河，水量充沛，支流發(fā)達 ，水力資源頗為豐富，玉樹境內干支流水能理論蘊藏量約 萬千瓦。 玉樹州交通閉塞，經濟落后。該州的水能資源豐富，二十世紀八十年代以后，隨著當地生產力水平的不斷提高，對電的需求日益增長，在這期間修建了結古鎮(zhèn)西杭，玉樹縣安沖、小蘇莽、上拉秀、下拉秀、巴塘相古村、稱多縣二級、尕朵、拉布、下賽巴，昂欠縣扎曲，曲麻萊縣聶恰、周木尕卡等縣、鄉(xiāng)、村十三座小水電站。二十世紀九十年代以后，又新建了治多縣同卡電站，玉樹縣當托電站，稱多縣科瑪電站和玉樹州禪古電站。截止 2021 年末，該州已建成小水電站 24座，總裝機容量 17157千瓦。 玉樹州下轄六個縣，目前青海省大電網尚未延伸到玉樹州，結古鎮(zhèn)獨立小電網已初具規(guī)模，各縣小水電電網初步形成基本上形成了獨立電網。從這一實情出發(fā)，玉樹州必須大力發(fā)展水電及太陽能發(fā)電。 電力系統(tǒng) 玉樹州遠離青海省主電網，為獨立運營的小電網。目前，全州已建成運營的小水電站有數十座，除目前新建成的 4座外，主要的幾座骨干水電站如禪古、科瑪、扎曲等電站的出力均達不到 60%，其他水電站達不到 50%。由于玉樹地區(qū)目前的電源供應遠遠滿足不了當地用電需求，從而制約了經濟社會等各項事業(yè)的發(fā)展。 隨著近年相繼開工并建 成的拉貢、龍青峽兩個水電站建設的快速推進和聶恰、白扎、香達三個水電站改造開工在即，玉樹藏族自治州將實現以水電為骨干、以光伏電源為補充的電力供應網絡，大大的改善了當地農牧民的生產生活條件。 玉樹州是長江、黃河、瀾滄江的發(fā)源地，其支流由雅礱江、卡日曲、孜曲、當曲、結曲等眾多大小河流組成，多年平均總流量達 /秒，水能理論蘊藏量約為 543萬千瓦。長期以來，由于地處偏遠，經濟發(fā)展滯后，大量的水能資源得不到及時開發(fā)，已建成的 24座小水電站的總裝機容量僅為 ，不足水能總資源的 %，缺電成為玉樹經 濟發(fā)展、社會進步的“瓶頸”。近年來，玉樹州委、州政府緊緊抓住西部大開發(fā)的歷史機遇，爭資金、跑項目，不斷加快電力資源的開發(fā)步伐。繼總裝機 6000 千瓦、總投資 億元的拉貢電站和總裝機 2400千瓦、總投資 7600萬元的龍青峽電站相繼開工建設之后，總投資 治多聶恰河一級電站，囊謙白扎、香達電站改造前期工作也已相繼開工。這些工程完工后，將徹底解決結古鎮(zhèn)及其他五縣縣城的缺電問題。與此同時，作為補充電源的光能資源開發(fā)也實現了歷史性突破，先后完成投資 ，分別在 40個邊遠鄉(xiāng)鎮(zhèn)和 19個邊遠村建成鄉(xiāng)、村級 光伏電站 59座，基本解決了這些邊遠鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村的生活用電。 距離玉樹飛機場較近的供電電源點為玉樹州結古 35kV變電所。目前已由該變電所架設 1回35kV線路向飛機場供電。 本線路導線采用 LGJ70/10型鋼芯鋁絞線，地線選用 。 年最大負荷利用小時為 5000 小時，導線 LGJ－ 70/10，其經濟輸送容量為 4MVA,極限輸送容量為 。 三江源（玉樹）機場變目前用電負荷 2021kVA，隨著經濟的進一步發(fā)展，用電負荷將繼續(xù)增加。玉樹機場變至結古 35kV變電所輸電距離 。 結古 35kV變電所現狀： 現有三相雙卷變壓器 1179。 +1179。 ，電壓比為 35/。 35kV 母線為單母線接線，目前有 3回進出線， 1回來自蟬古水電站， 1回來自結古 35kV變電站， 1回去玉樹機場變電所。 10kV 規(guī)劃出線 8 回，現出線 6 回，分別至西杭水電站、東方紅水電站、療養(yǎng)院、扎西科、巴塘、大橋， 2回備用。 目前玉樹州用電最大負荷已達 20210kVA,根據《玉樹州“十一五”國民經濟發(fā)展規(guī)劃》，“十一五”期間玉樹州結古地區(qū)用電負荷將得到較大的發(fā)展。 玉樹州結古地區(qū)電力負荷預測 結果如下表： 表 21 玉樹州結古地區(qū)電力負荷預測表 項 目 2021年（實際） 2021年 2021年 2018年 供電量（萬 ） 3870 4180 5686 8355 最大負荷（ MW） 目前結古地區(qū)主要有兩個水電站供電：禪古水電站（ 4800kW）、拉貢水電站（ 8000kW）。禪古水電站冬季枯水期可發(fā)電 3500kW；拉貢水電站冬季枯水期可發(fā)電 6500kW。根據近年來當地用電負荷需求，兩座水電站已難 以滿足當地（包括玉樹飛機場用電負荷需求）。 玉樹飛機場用電容量約為 2021kW，負荷性質主要為一級負荷，目前僅由結古變電所以 35kV單電源供電。 3 項目提出的背景 玉樹飛機場作為玉樹州的唯一民用機場，對當地國民經濟發(fā)展起著不可替代的重要作用，用電負荷大部分等級屬于一級用電負荷。為提高機場供電可靠性，有必要利用當地太陽能資源建立第二電源。玉樹機場位于青藏高原，屬于太陽能資源較為豐富的一類地區(qū)，建設玉樹太陽能光伏電站作為飛機場第二供電電源是具備太陽能資源保障的。 考慮到太陽能光伏電站與水電站有 潛在的互補供電可能性，本工程將研究 3MW光伏電站光能、水能互補問題，盡力提高項目投運后經濟效益。 目前我國的能源形式 我國是世界上最大的能源消費國之一，同時也是世界能源生產的大國。隨著國民經濟的快速增長， 2021年能源消費總量增至 tce（噸標準煤），比 2021年增長了 %。 2021年各種一次能源比例為：煤炭占 %、石油占 %、天然氣占 %、水電占 %、核電占 %。 2021年，中國的原油進口達到 t，大約是中國原油總需求的 50%。 預測到 2020年，中國一次能源需求量為 33億 tce，煤炭供應量為 29億 t，石油為 t；然而，到 2020年我國煤炭生產的最大可能約為 22億 t左右，石油的最高產量也只有 t，供需缺口分別為 7億 t和 t。顯然，要滿足未來社會經濟發(fā)展對于能源的需求，完全依靠煤炭、石油等常規(guī)能源是不現實的。 我國能源供應狀況為煤炭比重過大，環(huán)境壓力沉重；人均能耗遠低于世界平均水平，能源技術落后，系統(tǒng)效率低，產品能耗高，資源浪費大。我國能源供應面臨嚴峻挑戰(zhàn)：一是能源決策國際環(huán)境復雜化 ,對國外石油資源依存度快速加大 ,二是石化 能源可持續(xù)供應能力遭到嚴重挑戰(zhàn) .長遠來看 ,能源資源及其供應能力將對我國能源系統(tǒng)的可持續(xù)性構成嚴重威脅 .顯然 ,從能源資源、環(huán)境保護的角度，如此高的能源需量，如果繼續(xù)維持目前的能源框架是絕對不可行的。因此，在大力提高能效的同時，積極開發(fā)和利用可再生能源，特別是資源量最大，分布最普遍的太陽能將是我國的必由之路。 我國電力供需現狀及預測 2021年，全國發(fā)電裝機容量達到 ，同比增長 %。其中水電達到 千瓦，約占總容量 %；火電達到 ，約占總容量 %；全國發(fā)電量達到 24747億千瓦，同比增加 2804億千瓦，增速 %。 2021年，全國發(fā)電裝機容量達到 ，同比增長 %。其中水電達到 ，約占總容量 %；火電達到 億千瓦，約占總容量 %；全國發(fā)電量達到 28344億千瓦，同比增加 2804億千瓦，增速 %。 根據專家預計 2021年至 2021年全社會用電量的年均增速在 12%左右， 2021~2020年增速在8%左右。根據以上預測結果，到 2020 年，中國電力裝機容量將突破 12 億千瓦，發(fā)電量將超過 6萬億 千瓦，在現有基礎上翻一番多。 我國的一次能源儲量遠遠低于世界平均水平，大約只有世界總儲量的 10%，必須慎重的控制煤電、核電和天然氣發(fā)電的發(fā)展；煤電的發(fā)展不僅僅受煤炭資源的制約，還受運輸能力和水資源條件的制約；核電的發(fā)展同樣受核原料和安全性的制約，核廢料處理的問題更為嚴重，其成本是十分高昂的 。我國的環(huán)境問題日益顯現 ,發(fā)展煤電和大水電必須要考慮環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展 ,必須計入外部成本。因此大力發(fā)展可再生能源發(fā)電是我國解決能源危機和保證可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，而太陽能發(fā)電將在未來中國能源供應中占據重要地位。 世 界光伏發(fā)電發(fā)展現狀 世界光伏產業(yè)迅速發(fā)展，最近 10 年太陽電池組件生產的年平均增長率達到 33%，最近 5 年的年平均增長率達到 43%， 2021 年世界太陽能電池產量達到 2500MWp，累計發(fā)貨量達到8500MWp。而中國 2021年太陽能電池的產量達到了 MWp，緊隨日本和德國之后，位于世界第三大光伏電池生產國。 世界光伏產業(yè)和市場的另一個突出特點是：光伏發(fā)電在能源中的替代功