100mw農(nóng)光互補太陽能光伏電站示范項目分析研究論證報告大學學位論文

第第頁100MW農(nóng)光互補太陽能光伏電站示范項目建議書

目錄TOC\o"1-3"\h\u19796一、茨淮新河光伏發(fā)電站概述 214667二、建設(shè)的必要性 311329三、項目區(qū)概況 4259181、地理概況 485372、太陽能資源概況 68642四、項目的實施規(guī)劃 711601、工廠化育苗智能大棚的光伏電站： 7270462、堤壩河灘的地面光伏電站 89641五、技術(shù)實施方案 9134351、美觀而牢固支架結(jié)構(gòu)體系 9288381）支架基礎(chǔ)的及防雷接地網(wǎng)設(shè)計 9119542、支架設(shè)計 10224172.光伏景觀一體化設(shè)計 11173703.并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計 1223164六、配電方案 135008七結(jié)論 14一、茨淮新河光伏發(fā)電站概述茨淮新河（阜陽潁東段）堤壩河灘100MW光伏電站，總裝機容量100MWW。采用分塊發(fā)電，集中并網(wǎng)。項目投運后，預(yù)計年輸出電量約5297萬度/年。所發(fā)電能將送入電網(wǎng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要包括太陽電池組件、并網(wǎng)逆變器、直流匯流箱、交流并網(wǎng)箱、若干動力電纜連接線、安裝支架及監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)查閱當?shù)仉娋W(wǎng)資源資料，光伏并網(wǎng)工程的逆變器損耗不大于5%，總損耗按照不大于15%考慮。本設(shè)計扣除損耗后發(fā)電站并網(wǎng)最大出力按照最大功率的95%考慮，即出力合計約為95MW。光伏發(fā)電站一般早上7：30點啟動，晚上16：30點關(guān)閉。發(fā)電出力依據(jù)天氣情況，從小到大逐步增加，中午時間達到最大功率，再逐步降低，功率曲線基本成正態(tài)分布。項目建成后，增加白天高峰負荷期間電力供應(yīng)，可起到調(diào)峰的作用，同時減輕對環(huán)境的污染排放，起到綠色能源的示范作用。茨淮新河堤壩河灘太陽能光伏電站項目,實現(xiàn)了光伏組件與周邊景觀的一體化結(jié)合，具有較強的示范作用，對推進潁東區(qū)太陽能光伏應(yīng)用與光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展有積極的引導(dǎo)作用。二、建設(shè)的必要性太陽能是一種取之不盡、用之不竭的能源。據(jù)估算，地球上每年接收的太陽能，相當于地球上每年燃燒其他燃料所獲能量的3000倍，光伏發(fā)電是將太陽照射的能量轉(zhuǎn)化為電能的方法，大力開發(fā)利用太陽能是21世紀的高新技術(shù)。與常規(guī)發(fā)電方式相比較，光伏發(fā)電是一種潔凈能源，它無需任何礦產(chǎn)資源，對環(huán)境零排放，減少對空氣的污染，減少對環(huán)境治理的投入。光伏發(fā)電還可為當?shù)匮a充電力，調(diào)峰、緩解電力緊張。因此光伏發(fā)電工程的實施對環(huán)保、節(jié)能均有貢獻。焦作溫縣黃河灘涂太陽能光伏電站示范項目建成投入運行后，預(yù)計每年可以產(chǎn)生綠色電力約5297萬度，與常規(guī)火力發(fā)電相比，每年可以節(jié)約常規(guī)能源約1854噸標準煤，減排二氧化碳約4619噸，減排碳粉塵1261噸，減排二氧化硫139噸。在系統(tǒng)運行過程中，不產(chǎn)生大氣、水、固體廢棄物等方面的污染物和噪聲污染，起到了節(jié)煤增電的良好環(huán)境效益。阜陽潁東挖掘自身潛力，充分利用既有黃河灘涂資源，建設(shè)光伏發(fā)電工程，即符合國家節(jié)約減排，發(fā)展低碳經(jīng)濟政策，還可為焦作溫縣內(nèi)的企業(yè)提供電能，在節(jié)約能源的同時，提高城市自身在光伏產(chǎn)品的競爭力。故焦作溫縣黃河灘涂太陽能光伏電站項目建設(shè)是非常必要的。其光伏電站裝機容量合計100MW，將光伏電站所發(fā)電能就近、可靠送入電網(wǎng)，保障太陽能發(fā)電出力的順利送出，也是必要的。三、項目區(qū)概況1、地理概況項目區(qū)位于茨淮新河阜陽潁東區(qū)段沿河堤壩外側(cè)河灘和內(nèi)側(cè)護堤坡區(qū)域，茨淮新河是1971年治淮規(guī)劃中確定的防洪、排澇、灌溉、航運等綜合利用戰(zhàn)略性骨干工程，上起沙潁河茨河鋪，經(jīng)阜陽、蒙城、利辛、鳳臺、淮南、懷遠四縣二市境，于懷遠縣荊山口上游入淮河，全長134.2公里，包括截引黑茨河和西淝河上游，總流域面積7127平方公里,在西淝河以上和以下排澇流量分別為1400立方米每秒和1800立方米每秒，設(shè)計分泄?jié)}河洪水2000立方米每秒，下段設(shè)計排洪流量2400立方米每秒。茨淮新河是治淮以來新辟的較大人工河道,工程于1971年開工，1991年完工，總投資5.44億元。阜陽潁東區(qū)段約30公里。茨淮新河阜陽潁東區(qū)段風貌2、太陽能資源概況據(jù)有關(guān)資料得知，阜陽年曰照時數(shù)2222.4小時。本工程場址區(qū)的地理位置在茨淮新河阜陽潁東區(qū)段沿河堤壩區(qū)域內(nèi)，與阜陽氣象站較接近，屬同一氣候區(qū)；兩地的太陽高度角、天氣狀況、海拔高度及日照時數(shù)均較接近。因此，本工程場址區(qū)與阜陽氣象站的太陽輻射情況也相似，本工程選擇阜陽氣象站作為太陽輻射研究的代表氣象站。由于阜陽氣象站無太陽輻射觀測資料，采用氣候?qū)W方法推算其太陽輻射數(shù)據(jù)，并將推算太陽輻射數(shù)據(jù)和中衛(wèi)站的基本氣象要素觀測數(shù)據(jù)作為本階段的研究依據(jù)。根據(jù)我國太陽能資源豐富程度等級表得知，項目所在地太陽能資源豐富，可以進行光伏發(fā)電項目建設(shè)。四、項目的實施規(guī)劃茨淮新河阜陽潁東區(qū)段的河灘堤壩區(qū)域太陽能地面光伏電站，是暨光伏發(fā)電與生態(tài)農(nóng)業(yè)、旅游觀光為一體的農(nóng)業(yè)光伏生態(tài)園。該項目是利用荒廢的茨淮新河阜陽潁東區(qū)段沿河堤壩資源打造綠色、環(huán)保、低碳的生態(tài)農(nóng)業(yè)。該項目結(jié)合當?shù)氐牡乩?、人文條件，在沿河堤壩河灘上建設(shè)光伏智能工廠化育苗大棚6000座，在智能大棚上建光伏發(fā)電站，裝機容量30MW，建設(shè)河灘堤壩的地面光伏電站70MW，總計裝機容量100MW，同時根據(jù)項目規(guī)劃將該項目建設(shè)成牡丹光伏生態(tài)農(nóng)業(yè)科技旅游區(qū)。預(yù)計項目總投資：15億元人民幣。1、工廠化育苗智能大棚的光伏電站：林木工廠化育苗是指自動化程度較高的育苗過程，包括林木組織培養(yǎng)、播種苗培養(yǎng)和扦插苗的培養(yǎng)等內(nèi)容。工廠化育苗的特點是：機械化和自動化程度較高，應(yīng)用很多機器或自動生產(chǎn)線，一律采用輕型基質(zhì)育苗，按照工藝流程，流水作業(yè)，快速完成整個育苗過程。目前的工廠化育苗主要是指現(xiàn)代溫室設(shè)施栽培，又稱保護地栽培，即在人工控制條件下，創(chuàng)造適宜植物生長發(fā)育的條件，實施集約化栽培，實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的目的。工廠化育苗的基本程序為：準備、播種、催芽、成苗培育、出苗等階段。工廠化育苗智能大棚的光伏電站，是將太陽能組件支架安裝在工廠化育苗的智能大棚的北面墻的上方，與大棚北面墻于一體固定。再將太陽能組件正面朝南安裝在支架上，每一座工廠化育苗智能大棚可安裝50KW的太陽能組件，用匯流箱集中各個大棚的電量送入逆變器（見下參考圖）。智能光伏大棚支架智能大棚太陽能主件安裝后2、堤壩河灘的地面光伏電站茨淮新河堤壩河灘的地面光伏電站是將光伏組件與地面支架結(jié)構(gòu)結(jié)合，在茨淮新河堤壩河灘地面光伏電站，是在堤壩河灘的地面上，通過澆筑基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)上安裝光伏組件支架，再將太陽能組件安裝在支架上。將太陽能轉(zhuǎn)化為電力，達到發(fā)電功效。太陽能地面（茨淮新河堤壩河灘）光伏電站設(shè)計，必須綜合考慮太陽輻射資源、光伏組件安裝角度等多重因素，集合太陽能、電氣設(shè)備、當?shù)仉娋W(wǎng)情況等各方向?qū)I(yè)技術(shù)力量，共同完成。茨淮新河堤壩河灘100MW太陽能光伏電站，采用235W的多晶硅光伏組425532塊，計劃安裝面積為3千畝的茨淮新河堤壩河灘上，總裝機容量為100MW。年均發(fā)電量為5296萬度，組件壽命為25年，則25年總發(fā)電量為98265萬度。項目計劃四年內(nèi)全部投入使用并網(wǎng)發(fā)電。茨淮新河堤壩河灘100MW太陽能光伏電站及茨淮新河沿河牡丹光伏生態(tài)農(nóng)業(yè)科技旅游區(qū)規(guī)劃在四年內(nèi)完成，每年建設(shè)25MW，屬于發(fā)電側(cè)并網(wǎng)光伏發(fā)電項目。合理利用原有的荒廢茨淮新河堤壩河灘資源，在充分吸收和轉(zhuǎn)化太陽能的同時，打造太陽能牡丹光伏生態(tài)旅游區(qū)，凸現(xiàn)高新科技的內(nèi)涵和與周邊環(huán)境和諧共生的理念，是本項目以茨淮新河堤壩河灘光伏電站及旅游生態(tài)設(shè)計為出發(fā)點，同時滿足發(fā)電側(cè)上網(wǎng)的原則。五、技術(shù)實施方案1、美觀而牢固支架結(jié)構(gòu)體系太陽能光伏地面電站（茨淮新河堤壩河灘），是將光伏組件與地面支架結(jié)構(gòu)有機的結(jié)合，在保證支架系統(tǒng)功能的同時，將太陽能轉(zhuǎn)化為電力，達到生態(tài)農(nóng)業(yè)、發(fā)電、旅游為一體。太陽能光伏地面電站支架系統(tǒng)設(shè)計，必須綜合考慮太陽輻射資源、光伏組件和周邊景觀特點等多重因素，集合生態(tài)農(nóng)業(yè)、太陽能、電氣設(shè)備、當?shù)仉娋W(wǎng)條件等各方向?qū)I(yè)技術(shù)力量，共同完成。1）支架基礎(chǔ)的及防雷接地網(wǎng)設(shè)計根據(jù)當?shù)氐牡貙拥刭|(zhì)、最大風載、最大雪載情況，設(shè)計混凝土預(yù)制樁，同時根據(jù)組件支架安裝區(qū)域用鍍鋅扁鐵預(yù)埋至樁體上方供組件支架防雷接地。在樁的表面留有和支架連接的焊接面或緊固面。2、支架設(shè)計光伏組件支架采用熱鍍鋅C型鋼或型材一次成型制成，最佳傾角30°-45°之間，支架底部與混凝土預(yù)制樁固定，光伏組件采用鋁合金或鍍鋅鐵導(dǎo)軌進行固定。組件與地面之間留出30厘米高的空間。組件排布在支架上經(jīng)過固定后，具備一定的抗風能力，組件與支架可看作結(jié)合成一體，無需再加額外的圍護結(jié)構(gòu)。每組支架之間預(yù)留6-7米安全人行通道，供維護人員通行及參觀者參觀（支架效果參考圖如下）。茨淮新河堤壩河灘支架效果圖茨淮新河堤壩河灘主件安裝效果圖2.光伏景觀一體化設(shè)計太陽能光伏景觀一體化，是將光伏組件與周邊牡丹生態(tài)景觀結(jié)合，在保持當?shù)啬档ど鷳B(tài)旅游功能的同時，將太陽能轉(zhuǎn)化為電力，達到發(fā)電、旅游為一體。增強旅游品質(zhì)，凸顯高新科技內(nèi)涵和與周邊環(huán)境和諧共生的理念、綠色能源多重功效（光伏電站景觀參考圖）。茨淮新河堤壩河灘光伏電站景觀參考圖3.并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計茨淮新河堤壩河灘100MW太陽能光伏電站示范項目，共計安裝光伏組件425532塊，裝機容量100MW。配置100臺SG1000K3逆變器；占地安裝面積約3千畝。項目采用太陽能光伏牡丹生態(tài)景觀一體化設(shè)計，將425532塊多晶硅光伏組件集成安裝在庫布其牡丹生態(tài)園，裝機容量約100MW。本項目采用發(fā)電側(cè)并網(wǎng)技術(shù)，光伏陣列產(chǎn)生的電力經(jīng)并網(wǎng)逆變器接入交流電網(wǎng)發(fā)電側(cè)，上網(wǎng)銷售。光伏系統(tǒng)電氣原理圖并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)由光伏陣列、直流匯流箱（含直流防雷器）、并網(wǎng)逆變控制器、交流配電系統(tǒng)（交流防雷器）和發(fā)電計量監(jiān)測系統(tǒng)以及安裝附件等構(gòu)成。各部分作用如下：(1)光伏陣列：光伏陣列是由若干太陽電池組件，按一定的串并聯(lián)關(guān)系組成的太陽能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。光伏陣列是光伏系統(tǒng)的能源生產(chǎn)單元，也是光伏系統(tǒng)投資最大的部分。(2)逆變控制器：逆變器是將直流電轉(zhuǎn)化為交流電的設(shè)備，通常和控制器集成在一起，兼顧逆變和控制功能。并網(wǎng)逆變控制器是光伏系統(tǒng)的能源控制單元，主要作用在于通過最大功率點跟蹤（MPPT）及逆變功能將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足一定要求的交流電，一般包含并網(wǎng)孤島保護、過壓保護、自動偵測電網(wǎng)信號等功能。(3)直流/交流配電系統(tǒng)：直流配電系統(tǒng)以直流配電箱形式出現(xiàn)，通常設(shè)有匯線、直流防雷和接地保護等裝置；交流配電系統(tǒng)以交流配電箱形式出現(xiàn)，通常設(shè)有交流防雷和接地保護裝置。(4)發(fā)電計量監(jiān)測系統(tǒng)：發(fā)電計量監(jiān)測系統(tǒng)用于集中記錄并顯示各陣列運行情況，便于運行維護人員實時掌握光伏系統(tǒng)運行狀況，兼顧展示宣傳功能。六、配電方案太陽能是資源最豐富的可再生能源，具有獨特的優(yōu)勢和巨大的開發(fā)利用潛力。太陽能光伏發(fā)電是可再生的清潔綠色能源的利用，有助于改善區(qū)域大氣環(huán)境。茨淮新河堤壩河灘100MW太陽能光伏電站示范項目，該項目是規(guī)模化推廣應(yīng)用太陽能光伏發(fā)電，符合國家新能源政策，是荒廢（茨淮新河堤壩河灘）資源優(yōu)化提升的具體表現(xiàn)，該項目具有積極響應(yīng)國家節(jié)能減排、科學發(fā)展的特征。本項