【正文】 節(jié)能降耗措施 164 電氣設計節(jié)能降耗措施 164 土建設計節(jié)能措施 166 水資源節(jié)約 168 建設管理的節(jié)能措施建議 168 節(jié)能降耗效益分析 169 一般方法分析 16913. 投資估算 169 投資估算內(nèi)容 169 系統(tǒng)設備清單 169 每瓦投資資金估算 171 財務指標分析表 1721 總論 概述 尼泊爾加德滿太陽能光伏發(fā)電站項目是由尼泊爾國家電力局 NEA 公司及中國水力勘探設計研究院與中國湖南月兒太陽能科技有限公司共同投資興建的大型并網(wǎng)光伏電站，建設規(guī)模為 30MWp。場址中心位置坐標 N 27176。設計的主要內(nèi)容包括太陽能資源分析、工程項目任務與建設規(guī)模、光伏發(fā)電陣列單元選型和布置、發(fā)電量估算、電站電氣、環(huán)境保護和電站建成后效益分析，工程投資概算等工作。 光能資源 尼泊爾太陽能資源十分豐富，全年日照時數(shù)為 2550～3500 小時，日照百分率60%～80%，年輻射總量達 6885～9200MJ/m2，工程所在地區(qū)太陽能資源較豐富工程代表年輻射量為9072MJ/，在傾斜角度為30176。從能源資源利用、電力系統(tǒng)供需、項目開發(fā)條件以及項目規(guī)劃占地面積和陣列單元排布等方面綜合分析。 通過技術與經(jīng)濟綜合比較，電池組件選用 235Wp 多晶硅電池組件，電站安裝 129600 塊電池板。 由 30 個獨立的 系統(tǒng)組成，每 20 個電池板一串，每 12 串接入 1 個匯流箱，每 9 個匯流箱接入一組 500kW逆變器。由于 35KV 側(cè)電容較大，經(jīng)計算，35kV ，接地電弧不可能可靠熄滅，35kV 側(cè)考慮采用中性點接消弧線圈接地，消弧線圈容量為 630kVA。 結(jié)合本電站自動化水平的要求，本電站采用微機型繼電保護裝置。電站配置一套電量采集和電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，以 RS485 串口方式與電度表通訊，采集全站電量信息。生產(chǎn)樓為地上一層磚混結(jié)構(gòu)耐火等級為二級。 電池組件固定支架結(jié)合電池組件排列方式布置，采用縱向檁條，橫向支架布置方案，多晶硅組件支架沿結(jié)構(gòu)單元長度方向上設置橫向支架， 1MWp 子方陣多晶硅固定支架主材用鋼量約 。 本工程生活用水、綠化用水、澆灑道路用水和沖洗電池組件用水引自園區(qū)供水管網(wǎng)。 電站建設中基礎開挖、車輛碾壓等施工行為，均對地表帶來一定的破壞，地表下層的粉砂大量裸露，勢必會加重揚沙、揚塵的危害。 考慮由于緯度影響，且要確保陣列內(nèi)部不發(fā)生陰影遮擋，電池方陣南北向的間距相對較大，除場內(nèi)道路和全場電池組件投影覆蓋面積，地表裸露面積超過電站占地面積的 50%。光伏電站運營公司編制10人，設經(jīng)理1人，全面負責公司的各項日常工作。施工高峰日用水量為 150m3/d。從安全及環(huán)保角度出發(fā)，生活區(qū)靠近倉庫，遠離混凝土攪拌站。 本工程計劃建設期 30 個月?？刹捎脼⑺却胧?，盡量降低空氣中顆粒物的濃度。 項目投資概算 工程設計概算參照《風電場工程設計概算編制辦法及計算標準》及《光伏發(fā)電工程編制辦法》等。并網(wǎng)逆變器（500kW／臺）按 ／W 計算；35kv 歐式式箱變 36萬元/臺；其他機電設備價格參考國內(nèi)現(xiàn)行價格水平計算。)30附表1編號項目單位數(shù)量備注2 逆變器（型號：500kW）輸出額定功率kW500最大交流側(cè)功率kW500最高轉(zhuǎn)換效率%歐洲效率%最大功率跟蹤（MPPT）范圍V DC450820最大直流輸入電流A1200交流輸出電壓范圍V250362輸出頻率范圍Hz工作環(huán)境溫度范圍℃25~+55數(shù)量臺40功率因素自行運行模式≥（額定功率）調(diào)節(jié)控制模式：～+3 升壓主變壓器（型號：SCB101000/35 型 ）臺數(shù)臺20容量MVA1000額定電壓A177。加德滿都氣象站為一般氣象站，只有基本氣象要素觀測記錄，無太陽輻射觀測數(shù)據(jù)。氣象站與工程所在地緯度非常接近，因此在一個特定時間，太陽高度角也非常接近，在正常天氣情況下兩地太陽輻射強度基本相當。（3）、地理緯度 地理緯度是影響太陽輻射能量的因素之一，緯度接近的地區(qū)太陽輻射能量也相對比較接近。（4）、海拔高度 海拔高度越高，空氣就越稀薄，太陽光線在大氣中的光程就越短。因此，本工程擬建場區(qū)與加德滿都氣象站的太陽輻射情況類似，故可研階段采用加德滿都氣象站作為本工程太陽輻射研究的代表站，并將該站太陽輻射資料作為本階段太陽輻射的研究依據(jù)。正常情況下，太陽電池組件的實際工作溫度可保持在環(huán)境溫度加 30℃的水平。故場址區(qū)氣溫條件對太陽能電池組件及逆變器的安全性沒有影響。太陽能電池板最低點距地面距離 H 的選取主要考慮以下因素：；；；本次設計 H 取 。由于2月平均9個小時的日照時間和較少的降雨天（5天），其輻射量值最大，(MJ/m2 . a)。水平地面年均輻射量大約為2520kWh/, (MJ/m2 . a)。 太陽能輻射穩(wěn)定性評價 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(wěn)定度，在實際大氣中其數(shù)值在(0，1)區(qū)間變化，越接近 1 越穩(wěn)定。這主要是由于加德滿都緯度較低，冬季太陽高度角較大，造成冬季輻射較大。 表 25 太陽能資源直射比等級劃分 名稱符號分級閾值直接輻射主導A≥直接輻射較多B≤RX散射輻射較多C≤RX散射輻射主導D根據(jù) NASA 衛(wèi)星數(shù)據(jù)，加德滿都地區(qū)年直射總量占年輻射總量的 56%，按照表23，屬于“B”類，“直射輻射較多”地區(qū)。 因此根據(jù)整理出的工程代表年的逐月輻射總量，計算出特定傾斜角度斜面上所能接受到的月輻射總量及年輻射總量。當傾斜角度為30度時，所接受的年輻射量達到最大值， (MJ/)。時，傾斜面所接收到的年總輻射量為 9187MJ/ 以上。本工程的任務是發(fā)電。本太陽能并網(wǎng)光伏電站選址在尼泊爾加德滿都。 充分利用該地區(qū)清潔、豐富的太陽能資源，把太陽能資源的開發(fā)建設作為今后經(jīng)濟發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一，以電力發(fā)展帶動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同時以電力發(fā)展帶動礦產(chǎn)資源開發(fā)，促進人民群眾物質(zhì)文化生活水平的提高，推動農(nóng)村經(jīng)濟以及各項事業(yè)的發(fā)展，擺脫地區(qū)經(jīng)濟落后的局面。尼泊爾加德滿都有豐富的太陽能資源，且區(qū)內(nèi)晴天數(shù)較多，降水時間較少，日照時間充足，非常適合于建設大規(guī)模高壓并網(wǎng)光伏電站。這些設備數(shù)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(gòu)成一個方陣，這個方陣稱之為光伏發(fā)電方陣。（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（ Single CrystalineSi）電池、多晶硅（PolycrystalineSi）電池、非晶硅（AmorphousSi）電池、微晶硅（μcSi）電池以及 HIT 電池等。 目前市場生產(chǎn)和使用的太陽能光伏電池大多數(shù)是用晶體硅材料制造的，隨著晶體硅太陽能電池生產(chǎn)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(xù)啟動，同時薄膜太陽能電池項目的建設也不斷擴大，產(chǎn)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。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(gòu)成。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(fā)的兩大熱點和重點。因此，其在兆瓦級太陽能光伏電站的應用中具備一定的競爭力。但目前相對效率較低、穩(wěn)定性不佳，考慮到工程場址區(qū)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(lián)處容易發(fā)生電池短路情況；另外針孔及電池材料的腐蝕或損壞的區(qū)域也可能會導致短路概率更大。綜上所述，本工程暫選用多晶硅太陽能電池組件。表42 太陽能電池組件性能參數(shù)表峰值功率 （Wp）235短路電流 （Isc）開路電壓 （Voc）37峰值電壓 (Vmp)峰值電流 (Imp)外形尺寸 (mm)1650X990X50重量 (kg) 逆變器的選擇 逆變器的技術指標 作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的關鍵設備之一，其選型對于發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和可靠性具有重要作用。因此，在實際選型時應全面綜合考慮。逆變器轉(zhuǎn)換效率包括最大效率和歐洲效率，歐洲效率是對不同功率點效率的加權(quán)，這一點效率更能反映逆變器的綜合效率特性。（4）最大功率點跟蹤 太陽電池組件的輸出功率隨時變化，因此逆變器的輸入終端電阻應能適應于光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際運行特性，隨時準確跟蹤最大功率點，保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的高效運行。這就要求所選并網(wǎng)逆變器具有低電壓耐受能力，具體要求如下：a) 光伏發(fā)電站必須具有在并網(wǎng)點電壓跌至 20%額定電壓時能夠維持并網(wǎng)運行1s；b) 光伏發(fā)電站并網(wǎng)點電壓在發(fā)生跌落后 3s 內(nèi)能夠恢復到額定電壓的 90%時，光伏電站必須保持并網(wǎng)運行；c) 光伏電站并網(wǎng)點電壓不低于額定電壓的 90%時，光伏電站必須不間斷并網(wǎng)運行。高于 Hz在 內(nèi)停止向電網(wǎng)線路送電，且不允許處于停運狀態(tài)的光伏電站并網(wǎng)。（10）監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集 逆變器應有多種通訊接口進行數(shù)據(jù)采集并發(fā)送到主控室，其控制器還應有模擬輸入端口與外部傳感器相連，測量日照和溫度等數(shù)據(jù)，便于電站數(shù)據(jù)處理分析。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(nèi)保持方陣平面與太陽入射光垂直，將太陽能最大程度的轉(zhuǎn)化為電能。 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(qū)大型并網(wǎng)光伏電站和聚焦型光伏電站，而國內(nèi)的配套政策支持力度不足，大型高壓并網(wǎng)光伏電站項目較少，因此國內(nèi)跟蹤裝置生產(chǎn)商的研發(fā)投入較少，目前還未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，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(wǎng)光伏電站上的使用。若自動跟蹤式支架造價能進一步降低，設備的可靠性和穩(wěn)定性不斷提高，則其發(fā)電量增加的優(yōu)勢將更加明顯；同時，若能較好解決電池陣列同步性及減少運行維護工具，則自動跟蹤式系統(tǒng)相較固定安裝式系統(tǒng)將更有競爭力。 光伏發(fā)電方陣容量的選擇 采用光伏發(fā)電方陣布置方式，具有電池板布局整齊美觀，廠區(qū)分區(qū)明確，設備編號和管理方便，運行和檢修吹掃方便等優(yōu)點。如每方陣電池板容量按 2MWp 考慮，則 2MWp 容量固定安裝電池板布置面積將達到約 430300 米，將配電室布置方陣中部，最長的低壓直流電纜將達到200～350 余米長，接近低壓輸電經(jīng)濟長度極限。（1）電池組件計算參數(shù)組件及線路損耗、塵埃遮擋等電壓損失為 4％。根據(jù)運行經(jīng)驗及工作環(huán)境等因素，現(xiàn)分析 17 組串、18 組串、19 組串、20 組串、21 組串如下：組件串聯(lián)數(shù)量傾斜面上輻射強度(W/m2 )開路電壓(V)工作電壓(V)171000629181000666531191000703201000740590211000777 在項目地區(qū)，傾斜面上中午的瞬間輻射強度可能大于 1000W/m2，根據(jù)逆變器最佳輸入電壓以及電池板工作環(huán)境等因素進行修正后，最終確定太陽能電池組件的串聯(lián)組數(shù)為 20（串）。采用固定安裝。配電室布置在方陣的中心。根 據(jù) 光 資 源 部 分 計 算 的 在 30176。 第一年的發(fā)電量計算光伏電場占地面積大，直流側(cè)電壓低，電流大，導線有一定的損耗，本工程此處損耗值取 2%。時對應月的輻射量。根據(jù)組件逐年衰減情況，計算出本工程發(fā)電系統(tǒng) 25 年的總發(fā)電量約為 萬 ，年平均發(fā)電量 萬 ，年等效利用小時數(shù)為 2019h。5 電氣一次 接入系統(tǒng)方案設想（1）接入系統(tǒng)設想 本期光伏電站新建 1 座 35kV 開關站，出 1 回 35kV 線路 110kV 加德滿都變，線路擬選用 LGJ240 型導線。 遠動信息配置 本工程遠動信息內(nèi)容按遙測、遙信配置，具體配置內(nèi)容待初步設計階段予以明確。要求該裝置應為滿足 IEC 610004302003 標準要求的 A 類電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置。傳輸規(guī)約 IEC608705102，由通信專業(yè)統(tǒng)一組織。表 51 設備表序號名 稱單位數(shù)量備注1遠動終端與電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)合用2電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡屏面1包含：接入路由器臺1接入交換機臺2縱向加密認證裝置臺1電能量遠方終端臺1電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置臺13地調(diào)端接口設備套14網(wǎng)線及電纜套1 系統(tǒng)保護 光伏電站接入系統(tǒng)概況 根據(jù)系統(tǒng)一次推薦接入方案，光伏電站擬建一座 35kV 開關站，以一回 35kV線路接入 110kV 加德滿都變。（3）逆功率解列 根據(jù)“Q/GDW 6172011《光伏電站接入電網(wǎng)技術規(guī)定》”要求，考慮在 35kV開關站配置 1 套逆功率解列裝置，當檢測到逆向電流超過額定輸出的 5%時，光伏電站應在 ~2s 內(nèi)停止向電網(wǎng)送電。其中，保護占 4 芯，通信占 4芯，其余 8 芯備用。該調(diào)度通信系統(tǒng)的各項技術指標應滿足DL/T5981996《電力系統(tǒng)通信自動交換網(wǎng)技術規(guī)范》、YD/T9541998《數(shù)字程控調(diào)度機技術要求和測試方法》及有關國家標準的規(guī)