1、 可行性研究阶段 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面 分布式光伏发电项目 可行性研究报告 中国能建集团 湖南省电力设计院有限公司 2015 年 8 月 长沙 批准： 颜勇 审核： 戴秋华 李 彦 徐必荣 何志刚 葛 燕 校核： 赵利会 胡 军 陈 飞 苏志杨 黄海才 陈少雄 刘自力 张海军 廖爱平 李素军 龙小兵 彭朝晖 杨 红 蔡湘雯 谢 斌 聂 晶 编制： 夏 辉 黄锦成 李镇山 袁 丽 余子琳 梁权飞 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏 发电项目 可行性研究报告及附图目录 序号 图名 备注 1 可行性研究报告 2 电气主接线图 3
2、 35kV配电装置室平面布局图 4 1MWp子方阵电气接线图 5 1MWp子方阵组件布局及直流电缆规划图 6 保护配置图 7 光伏监控系统网络图 目录 1. 总论 . 9 1.1. 概述 . 9 1.2. 报告编制原则及依据 . 10 1.3. 光能资源 . 11 1.4. 工程地质 . 11 1.5. 工程任务与规模 . 12 1.6. 光伏系统总体方案设计及发电量估算 . 12 1.7. 电气 . 12 1.8. 消防设计 . 13 1.9. 土建工程 . 13 1.10. 工程管理设计 . 13 1.11. 施工组织设计 . 13 1.12. 环境影响评价和节能效益 . 13 1.13.
3、 项目投资概算 . 14 1.14. 财务评价 . 14 1.15. 工程特性表 . 14 2. 光资源分析 . 17 2.1 代表气象站概况 . 17 2.2 气象资料 . 18 2.3 太阳能资源分析 . 20 2.4 光伏电站光资源计算 . 28 2.5 光资源综合评述 . 30 3. 工程地质 . 31 3.1 项目概况. 31 3.2 地形、地貌. 31 3.3 地层岩性构成及物理力学指标 . 31 3.4 水文地质条件 . 32 3.5 不良地质作用 . 32 3.6 场地类别 . 32 3.7 场地地震效应 . 32 3.8 地基土的腐蚀性 . 32 3.9 土的盐胀性 . 33
4、 3.10 场地稳定性 . 33 3.11 站址区地基方案 . 33 3.12 结论及建议 . 33 4 工程任务与规模 . 35 4.1 工作任务 . 35 4.2 工程规模 . 43 4.3 工程建设必要性 . 44 5 系统总体方案设计及发电量计算 . 47 5.1 太阳能光伏发电系统的分类及构成 . 47 5.2 阵列单元光伏电池组件选择 . 47 5.3 光伏阵列单元基本型式的确定 . 51 5.4 逆变器的选择 . 55 5.5 方阵接线方案设计 . 59 5.6 逆变器室布置 . 60 5.7 辅助技术方案 . 60 5.8 上网电量估算 . 61 6 电气 . 65 6.1 电
5、气系统部分 . 65 6.2 电气一次部分 . 74 6.3 电气二次部分 . 78 6.4 主要设备表 . 83 7 总平面布置 . 85 7.1 站址描述 . 85 7.2 站址条件 . 85 7.3 总体布置设想 . 86 7.4 电站技术经济指标 . 89 8 土建工程 . 90 8.1 设计安全标准 . 90 8.2 基本资料和设计依据 . 90 8.3 光伏阵列基础及逆变器室设计 . 92 8.4 地质灾害治理工程 . 93 8.5 给排水设计 . 94 8.6 采暖通风设计 . 96 8.7 工程消防设计 . 96 9 施工组织设计 . 100 9.1 主要建筑材料来源 . 10
6、0 9.2 施工总布置 . 100 9.3 主体工程施工 . 102 9.4 施工总进度 . 106 9.5 安全文明施工措施 . 109 10 工程管理设计 . 112 10.1 工程管理机构 . 112 10.2 主要管理设施 . 114 10.3 电站运行维护、回收及拆除 . 115 11 环境保护和水土保持设计 . 117 11.1 设计依据及目的 . 117 11.2 环境概况 . 118 11.3 环境和水土影响分析 . 120 11.4 环境保护措施 . 123 11.5 水土保持设计 . 125 11.6 结论及建议 . 127 12 劳动安全与工业卫生 . 130 12.1
7、编制依据、任务和目的 . 130 12.2 光伏电站工程概况 . 131 12.3 工程安全与卫生危害因素分析 . 131 12.4 劳动安全 . 132 12.5 工程安全卫生设计 . 133 12.6 工程运行期安全管理及相关措施设计 . 137 12.7 劳动安全与工业卫生工程量和专项投资概算 . 139 12.8 主要结论和建议 . 140 13 节能降耗分析 . 142 13.1 设计原则和依据 . 142 13.2 施工期能耗分析 . 143 13.3 运行期能耗分析 . 144 13.4 主要节能降耗措施 . 144 13.5 节能降耗分析 . 147 14 设计概算 . 149
8、 14.1 项目概况 . 149 14.2 编制原则及依据 . 149 14.3 基础资料 . 149 14.4 费率标准 . 151 14.5 其他费用 . 152 14.6 基本预备费： . 153 14.7 价差预备费： . 153 14.8 建设期贷款利息 . 153 14.9 其他 . 153 14.10 主要技术经济指标表 . 153 15 财务评价与社会效益分析 . 160 15.1 概述 . 160 15.2 财务评价 . 160 15.3 社会效益分析 . 176 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 9 1. 总论 1
9、.1. 概述 随着全球化石能源逐步枯竭、环境污染加重和环保压力加大等问题日趋严 重，无污染、可持续、总量大、分布广的太阳能光伏发电成为各国利用新兴能源 的优选目标。我国是世界上为数不多的几个以煤炭为主的能源消费国家，煤炭消 费的比重虽然这几年有一定程度的下降，但目前还是超过了65，能源消费结构 不合理。同时中国的能源消费从整体上讲还属于粗放型能源利用方式，与现代集 约经济发展的要求存在很大的差距。因此，从长远来看，包括太阳能在内的新能 源和可再生能源将大力发展，以逐步改善以煤炭为主的能源结构，促进常规能源 资源更加合理有效地利用，使我国能源、经济与环境的发展相互协调，实现可持 续发展目标已成为
10、国家战略。国家计委、国家科委、国家经贸委制订的1996 2010年新能源和可再生能源发展纲要则进一步明确，要按照社会主义市场经济 的要求，加快新能源和可再生能源的发展和产业建设步伐。20112015年，我国 将大规模推广应用新能源和可再生能源技术，使新能源和可再生能源的开发利用 量达到 4300 万吨标准煤，占我国当时商品能源消费总量的 2%。国家能源法也明 确提出“国家鼓励开发利用新能源和可再生能源” 。因此，积极开发利用可再生 能源，替代部分煤电，减轻能源对外依靠的压力，对改善我国能源结构和走能源 可持续发展的道路是十分必要的。 新疆地区光照充足，日照时间长，太阳能资源十分丰富，太阳能资源
11、属于 类“很丰富带”，非常适合建设大型光伏电站。 新疆天富金阳新能源有限责任公司，主要专注于太阳能、风能等新能源的开 发和利用，新材料系列产品的研制、开发、生产和销售；太阳能、风能等新能源 系列工程的设计、建设、安装及总承包；风能、太阳能发电项目的建设运营及相 关技术服务。 随着国内新能源产业的迅速发展，新疆天富金阳新能源有限责任 公司积极投身可再生能源电力项目的开发建设，计划在兵团农八师148团投资建 设大型并网光伏电站，建设容量为20MWp。 我院受新疆天富金阳新能源有限责任公司的委托负责新疆天富金阳新能源 有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目的可行性研究设计工作。设
12、 计的主要内容包括光能资源分析、工程项目任务与建设规模、光伏发电阵列单元 选型和布置、发电量估算、电站电气、土建工程、环境保护、电站建成后的效益新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 10 分析、工程投资概算和财务评价等工作。 1.2. 报告编制原则及依据 1.2.1. 编制原则 (1). 认真贯彻国家能源相关的方针和政策，符合国家的有关法规、规范和 标准。 (2). 对站址进行合理布局，做到安全、经济、可靠。 (3). 充分体现社会效益、环境效益和经济效益的和谐统一。 1.2.2. 编制依据 (1). 光伏发电工程可行性研究报告编制办法（
13、试行） （GD003-2011） (2). 国家发展改革委办公厅关于开展大型并网光伏示范电站建设有关 要求的通知 （发改办能源20072898号） (3). 太阳能光伏发电及各专业相关的设计规程规定 (4). 太阳能电站有关设计规程规范 太阳光伏能源系统术语 （GB_T_2297-1989） 地面用光伏(PV)发电系统导则 （GB/T 18479-2001） 光伏（PV）系统电网接口特性 （GB/T 20046-2006） 光伏系统并网技术要求 （GB/T 19939-2005） 光伏发电站接入电力系统技术规定 （GB/T 19964-2005） 太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范 （
14、CECS85-96） 光伏(PV)发电系统过电保护导则 （SJ-249-11127） 太阳光伏电源系统安装工程设计规范 （CECS84-96） 分布式电源接入配电网技术规定 （NB/T 32015-2013） 分布式电源接入电网监控系统功能规范 （NB/T 33012-2014） 分布式电源接入电网运行控制规范 （NB/T 33010-2014） 分布式电源孤岛运行控制规范 （NB/T 33013-2014） 分布式电源接入电网测试技术规范 （NB/T 33011-2014） 1.2.3. 基础资料 (1). 石河子地区太阳辐射资料及莫索湾地区基本气象资料。 (2). 光伏发电工程站址邻近区域
15、工程地质勘察资料。 (3). 光伏发电工程所在地自然地理、对外交通条件。 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 11 (4). 148团社会经济现状及发展规划、石河子地区电力系统概况及发展规 划、电网地理接线图。 (5). 石河子地区主要建筑材料价格。 1.3. 光能资源 新疆太阳能资源十分丰富，全年日照时数为 25503500 小时，日照百分率 为 60%80%，年辐射总量达 54306670MJ/m 2 ，年辐射照度总量比我国同纬度其 他地区高 10%15%，比长江中下游地区高 15%25%，居全国第二位，仅次于西 藏高原。 本工程建
16、设地点位于新疆维吾尔自治区兵团石河子市148团境内。站址中心 坐标：N=445415，E=862115。厂址西南距石河子市约71km，东南距 148团团部约7km。 站址所在地区太阳能资源较丰富，工程代表年太阳总辐射量为 5391.18 MJ/m，在倾斜角度为 35时，倾斜面所接收到的年总辐射量为 6357.64MJ/m 2 .a 以上。太阳能利用前景广阔，能够为光伏电站提供充足的光照资源，实现社会、 环境和经济效益。 1.4. 工程地质 (1). 本场区属于荒漠沙丘地貌，地貌单一，场地地形较平坦。 (2). 场地土类型为中硬场地土， 类建筑场地， 属可进行建设的一般场地。 (3). 场区内地
17、层岩性以表土、粉砂、粉土（粉砂）为主，各地层的物理力 学指标推荐值如下： 地层名称 天然重度 （kN/m 3 ） 承载力特征 值 fak （kPa） 变形模量 E0 （MPa） 粘聚力 C （kPa） 内摩擦 角 （） 渗透系数 K （cm/s） 粉砂 18 100 10 0 30 6.010 -4 粉 土（粉 砂） 高程 350m 以 上 18 120 Es=5 6 8 2.010 -5 高程 350m 以 下 180 Es=10 10 (4). 场地环境类型为类，场地土自然地面下 3.5m 以内以硫酸、亚硫酸新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行
18、性研究报告 12 中盐渍土为主，3.5m以下以氯、亚氯弱盐渍土为主；场地土对混凝土结构具弱腐 蚀，对钢筋混凝土结构中钢筋：在自然地面下1.5米以内具微腐蚀，以下具中等 腐蚀；地下水对混凝土结构具强腐蚀，对钢筋混凝土结构中钢筋具强腐蚀。 (5). 本场区地下水埋深大于 8m，可不考虑地下水对拟建建筑（构）物基 础的影响。 (6). 场地土最大冻土深度为1.41m。 (7). 场地所在区域设计基本地震加速度值为0.10g， 抗震设防烈度为7度， 属第三组。 1.5. 工程任务与规模 工程的主要任务是建设高压并网光伏电站，充分开发利用148团丰富的太阳 能资源，建设绿色环保的新能源。从能源资源利用、
19、电力系统供需、项目开发条 件以及项目规划占地面积和阵列单元排布等方面综合分析，本工程规划安装容量 为20MWp。 1.6. 光伏系统总体方案设计及发电量估算 太阳能电站光伏阵列单元由太阳能电池板、阵列单元支架组成。阵列单元按 平板固定倾角式方案进行经济技术比较分析。以优化阵列单元间布置间距，降低 大风影响，减少占地面积，提高发电量为布置原则。 由于本工程系统装机容量20MWp，组件用量大，占地面积广，组件安装量大， 所以设计优先选用单位面积功率大的电池组件，以减少占地面积，降低组件安装 量。本工程推荐选用的多晶硅电池组件规格为300Wp。 经计算，新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 2
20、0MW 地面分布式光伏发 电项目25年的总发电量约为69189万kW.h，年平均发电量2767.56万kW.h，年 等效利用小时数为1385.51h。 1.7. 电气 本期电站装机容量为20MWp，接入系统电压等级为35kV。本期利用原有35kV 开关站，出2回35kV架空线路接于110kV联合升压站35kV侧，线路长约2.0km。 线路拟选用LGJ-240型导线。 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 13 1.8. 消防设计 本工程消防总体设计采用综合消防技术措施，根据消防系统的功能要求，从 防火，灭火，排烟，救生等方面作完善的设计，
21、力争做到防患于未“燃” ，减 少火灾发生的可能，一旦发生也能在短时间内予以扑灭，使火灾损失减少到最低 程度。同时确保火灾时人员的安全疏散。 1.9. 土建工程 本工程本期规划容量 20MWp，根据现场地形及规划，将整个电站分为生产区 和管理区两大区域。 生产区由光伏阵列中的电池组件及逆变器（含基础） 、箱变（含基础）等组 成。管理区由综合控制室及办公室、35kV配电室、综合水泵房、蓄水池等建构筑 物组成，此部分已于一期建成。 本工程光伏组件支架采用固定式支架，独立灌注桩基础、热镀锌钢材支架。 1.10. 工程管理设计 本着精干、统一、高效的原则，根据光伏试验电站生产经营的需要，且体现 现代化电
22、站运行特点，设置光伏电站的管理机构，实行企业管理。每期工程按少 人值班、多人维护的原则进行设计，电站拟定定员标准为8人，其中运行人员和 日常维护人员6人，其它2人为管理人员。主要负责光伏电站的建设、经营、管 理和运行维护。 1.11. 施工组织设计 光伏电站主要工艺设备由电池板、电池组件及各类电气设备组成，这些设备 从生产厂家依托公路运输至电站。 工程所需的主要土建材料为砂石料、水泥、钢材、木材、油料和火工材料， 材料的就近从石河子地区相应市场采购。 施工总进度的安排原则按业主要求，合理安排工期，在保证工程质量的前提 下，尽量缩短施工工期，争取提前发电，以尽早取得经济效益。 1.12. 环境影
23、响评价和节能效益 光伏发电是将太阳能直接转化为电能的过程，生产过程不产生任何有害物质 及噪声，因此电站的建设和运行对周围环境无不利影响。 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 14 光伏发电是环境效益最好的电源之一，是我国鼓励和支持开发的可持续发展 的新能源。电站的建设代替燃煤电站的建设，将减少对周围环境的污染，并起到 利用清洁可再生资源、节约不可再生的化石能源、减少污染及保护生态环境的作 用，具有明显的社会效益和环境效益。 1.13. 项目投资概算 本工程设计概算编制依据光伏发电工程可行性研究报告编制办法（试行） （GD003-2011
24、） 。本工程设计概算包括光伏电站、集电电缆、场区道路、接入系 统以及配套建设的生产管理用房等。太阳能电池板、并网逆变器等设备价格根据 类似工程的订货合同确定的价格，其他机电设备价格参考国内现行价格水平计算 并按设备价格的1.06%计算运费。 工程动态投资为16705.56万元，静态投资为16338.56万元，单位千瓦静态 投资8177.46元，单位千瓦动态投资8361.14元。 资金来源：资本金占总投资的20%，其余为银行贷款。 1.14. 财务评价 财务评价计算期采用26年，建设期1年， 生产经营期25年。 按新颁布的 建 设项目经济评价方法与参数(第三版)及现行的有关财税政策，对光伏电场工
25、程 进行财务评价。 项目运营期年平均上网电量2767.56万Wh，根据发改价【2013】1368国 家发展改革委关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知文件规定， 工程前 20 年上网电价为 0.812 元kw.h(不含增值税，含增值税为 0.95 元 kw.h)，后 5 年为 0.2137 元/kWh(不含增值税，含增值税为 0.25 元kw.h)，销 售收入总额（不含增值税）46109.73 万元。贷款偿还期为 15 年，全部投资财务 内部收益率（税后）为9.97%，投资回收期（税后）为 9.01 年，自有资金内部收 益率为19.64，投资利税率为4.46，总投资收益率5.82，由上
26、可以看出， 本项目具有一定的盈利能力。 综上所述，本项目财务评价可行。 1.15. 工程特性表 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 15 光伏电站工程特性表 一、光伏电站站址概况 编号 项目 单位 数量 备注 1 装机容量 MWp 20.08 2 占地面积（围墙内） hm 253.33 3 站址海拔高度 M 357359 4 纬度（北纬） 445415 5 经度（东经） 862115 6 工程代表年太阳总辐射量 MJ/m 2 .a 5391.18 水平面 上 二、主要气象要素 编号 项目 单位 数量 备注 1 多年平均气温 6.8 2
27、多年极端最高气温 43.1 3 多年极端最低气温 -42.8 4 多年最大冻土深度 cm 141 5 多年最大积雪厚度 cm 41 6 多年平均风速 m/s 1.7 7 多年极大风速 m/s 31.7 三、主要设备 编号 项目 单位 数量 备注 1.光伏组件（多晶硅电池组件） 1.1 峰值功率 Wp 300 1.2 短路电流 （Isc） V 8.73 1.3 开路电压 （Voc） A 45.2 1.4 峰值电压 (Vmp) V 36.41 1.5 峰值电流 (Imp) A 8.24 1.6 外形尺寸 (mm) mm 165099240 1.7 重量 (kg) kg 25 1.8 最大功率温度系
28、数 %/ -0.43%/ 1.9 开路电压温度系数 %/ -0.33%/ 1.10 数量 块 66600 1.11 固定倾角角度 () 35 2.逆变器（型号：500kW） 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 16 2.1 输出额定功率 kW 500 2.2 最大交流侧功率 kW 500 2.3 最高转换效率 % 98.7 2.4 欧洲效率 % 98.5 2.5 最大功率跟踪（MPPT）范围 VDC 4 5 0 8 2 0 2.6 最大直流输入电流 A 1200 2.7 额定输出电压和频率 三相 315Vac、50Hz 2.8 输出频率
29、范围 Hz 47-51.5 2.9 功率因数 自动运行模式 0.99（额定功率） 调节控制模式： -0.95+0.95 2.10 工作环境温度范围 -25+55 2.11 数量 台 40 3.升压主变压器（型号：S11-1000/35 型） 3.1 台数 台 20 3.2 容量 kVA 1000 3.3 额定电压 A 36.752 2.5%/0.315/0.315 kV 435kV 开关站进出线回路数 4.1 出线回路数 回 1 4.2 进线回路数 回 2（远期4 回） 四、土建施工 编号 项目 单位 数量 备注 1 土石方开挖 万立方 5.92 2 土石方回填 万立方 4.43 3 基础混凝
30、土 万方 0.60 4 钢筋（钢材） t 1950 5 施工总工期 月 6 五、概算指标 编号 项目 单位 数量 备注 1 静态总投资 万元 16338.56 2 动态投资 万元 16705.56 3 单位千瓦静态投资 元/kWp 8177.46 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 17 4 单位千瓦动态投资 元/kWp 8361.14 5 设备及安装工程 万元 12802.19 6 建筑工程 万元 1609.72 7 其它费用 万元 1491.99 8 基本预备费 万元 320.36 9 建设期贷款利息 万元 367 六、经济指标 编
31、号 项目 单位 数量 备注 1 装机容量 MWp 20.08 2 年平均上网电量 万 kW.h 2767.56 25 年平均 3 上网电价 元 0.95 含税 4 全部投资内部收益率 % 11.33 税前 5 全部投资内部收益率 % 9.97 税后 6 自有资金内部收益率 % 19.64 7 投资回收期 年 9.01 税后 8 借款偿还期 年 15 9 资产负债率 % 80.06 2. 光资源分析 2.1 代表气象站概况 本项目建设地点位于新疆维吾尔自治区兵团石河子市148团境内。站址中心 坐标：N=445415，E=862115。厂址南距石河子市约 71km，东南距 148 团团部约 7km
32、。项目所在区域位于天山北麓中段，准噶尔盆地南缘，玛纳斯 河细土平原中下部，古尔班通古特沙漠南缘，属典型的内陆干旱性气候。其特征 为：冬季严寒，夏季炎热，温差大，冬夏两季时间长，春秋两季不明显。气候干 燥，风较多，光照充足，热量丰富。夏季降雨少，冬季积雪不稳定，蒸发量大。 早春气温回升慢，秋末气温下降快，无霜期短。灾害性气候主要有干旱、暴雨、 大风、沙尘暴、雾、雷暴等。干旱主要发生在春夏两季。八级以上的大风常引起 沙尘暴，在每年的春夏之交时有发生。 距离项目地最近的气象站为莫索湾气象站，莫索湾气象站位于石河子市以 北，地理位置坐标为北纬 4500，东经 8606，观测场海拔高度 341m，距 离
33、项目所在地直线距离约15km。 莫索湾气象站为一般站， 没有太阳辐射观测记录。 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 18 距离场址最近的有辐射资料观测记录的气象站为乌兰乌苏气象站，地理位置 坐标为北纬 4417，东经 8549，观测场海拔高度 518m，距离项目所在地 直线距离85km。气象站与项目所在地相对位置如下图所示。 图2-1 拟建场区与气象站相对位置 本报告采用乌兰乌苏气象站观测到 2006 年2013 年的太阳辐射量数据作为 分析光资源的气象数据，莫索湾气象站提供的的资料作为分析对本工程影响的气 象数据。 2.2 气象资料
34、2.2.1 主要气象要素 莫索湾气象站近20年各气象要素统计见表 2-1。 表2-1 莫索湾气象站近20年各气象要素统计表 序号 参数名称 数值 序号 参数名称 数值 1 年平均气温（） 6.8 13 年最大冻土深度（cm） 141 2 极端最高温度（） 43.1 14 年日照时数（h） 2802.3 3 极端最低温度（） -42.8 15 日照百分数（%） 63 站址位置 莫索湾气象站 乌兰乌苏气象站 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 19 4 地面平均温度（） 10 16 年平均雷暴日数(d） 13.3 5 年平均降水量（mm）
35、132.5 17 年平均大风日数（d） 6.2 6 最大一次日降水量（mm） 49.2 18 年平均沙尘暴日数（d） 12.1 7 年平均蒸发量（mm） 1944 19 年平均雾日数（d） 17.6 8 年最大积雪厚度（cm） 41 20 冰雹日数（d） 0.5 9 年平均气压（hPa） 979.8 21 累年平均风速（m/s） 1.7 10 年平均相对湿度（%） 61 22 累年最大瞬时风速（m/s） 31.7 11 晴天日数（d） 300.4 23 年主导风向 E 12 阴天日数（d） 64.6 2.2.2 气象条件分析 (1)、环境温度条件分析 本工程选用逆变器的工作环境温度范围为-25
36、+55，选用电池组件的工作 温度范围为-40+85。正常情况下，太阳电池组件的实际工作温度可保持在环 境温度加30的水平。 根据气象站的多年实测气象资料，本工程场址区的多年平均气温 6.8，多 年极端最高气温43.1，多年极端最低气温-42.8。 因此，按本工程电站极端气温数据校核，本项目太阳能电池组件的工作温度 可控制在允许范围内。本项目逆变器布置在室内，其工作温度也可控制在允许范 围内。故场址区气温条件对太阳能电池组件及逆变器的安全性没有影响。 (2)、最大风速影响分析 本工程场址平坦四周无遮挡，场址区多年平均风速为1.7m/s，主导风向E， 20年一遇最大风速为31.7m/s，太阳能电池
37、组件迎风面积较大，组件支架设计必 须考虑风荷载的影响。并以太阳电池组件支架及基础等的抗风能力在31.7m/s风 速下不损坏为基本原则。 (3)、风沙和雷暴影响 莫索湾多年平均沙尘暴日数为 12.1d。沙尘、浮尘天气对大气的影响较大， 空气中粉尘量剧增，大气透明度大幅度降低，大气中的尘埃和粉尘大大阻挡和减 弱了太阳直射。加之该区域气候干旱，植被稀少，在大风季节里，极易出现沙尘 天气。对光伏电站的发电量影响较大，故在系统设计中应采取有效的风沙措施和 方便可行的日常清洗方法。 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 20 莫索湾年平均雷暴日数为1
38、3.3d。 可见该地区雷电对光伏电站有一定的危险， 电池阵列均固定在金属支架之上，且电池阵列面积较广，对电站防雷接地要求较 高。 (4)、积雪影响分析 太阳能电池板最低点距地面距离H的选取主要考虑以下因素： a.高于当地最大积雪深度； b.高于当地洪水水位； c.防止动物破坏； d.防止泥和沙溅上太阳能电池板； e. 当地年最大积雪厚度为41cm 本次设计H取0.5m。 2.3 太阳能资源分析 2.3.1 国内太阳能资源概况 我国地处北半球，土地辽阔，幅员广大，国土总面积达960万平方公里。在 我国广阔富饶的土地上，有着丰富的太阳能资源。图2-2为我国太阳辐射量分布 图，图2-3为我国太阳能资
39、源等效小时数分布图。 图2-2我国太阳辐射量分布图 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 21图2-3 中国太阳等效小时数分布图 2.3.2 新疆太阳辐射资源分析 新疆太阳能资源十分丰富，全年日照时数为 25503500 小时，日照百分率 为 60%80%，年辐射总量达 54306670MJ/m 2 .a，年辐射总量比我国同纬度地区 高10%15%，比长江中下游地区高15%25%，仅次于青藏高原，居全国第二位。 全年日照大于6小时的天数为250325天， 日照气温高于10的天数普遍在150 天以上。 2.3.2.1 新疆太阳辐射年分布特征
40、 新疆太阳辐射峰值出现在东疆和南疆东部一带，最低值出现在博州、阿尔泰 和天山北麓部分地区，年总辐总量的区域分布大致是由东南向西北不均匀递减。 东南部太阳总辐总量多在 5800MJ/m 2 .a 以上，西北部均为 5200 MJ/m 2 .a。这是由 于新疆的山体西高东低，南高北低，西来的低层气流很难直入塔里木盆地，多从 西部几个缺口入境，在西北部形成比较多的云和降水，使太阳辐射减弱，东南部 则云雨少，辐射量增大。全疆辐射量分布情况见图2-4。 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 22图2-4 年太阳总辐射量分布图（kWh/m 2 ） 新
41、疆的直射辐射年总量在 2400 MJ/m 2 .a4400 MJ/m 2 .a，年平均直射辐射为 3300 MJ/m 2 。直射辐射峰值点一般分布在哈密一带，谷值点分布在且末、和田、 克拉玛依一线，峰值为谷值的2倍。总的来看，北疆、东疆地区年直射辐射高于 南疆，这是因为天山山脉以北，大气透明度较好，而南疆尘暴较多。大气混浊， 透明度差所致。 与此相反， 南疆年散射辐射量高于北疆， 峰谷值在1700 MJ/m 2 .a 3300 MJ/m 2 .a，峰值是谷值的 2 倍。平均值为 2600 MJ/m 2 .a，峰值点出现在和田 皮山一带，而谷值点在天山北麓。 哈密地区的太阳年总辐总量是全疆最大的
42、地方，接近6600 MJ/m 2 .a，这是因 为自西向东移动的气流到达哈密地区后，受东部祁连山所阻分为两股，一股进河 西走廊，另一股经库鲁克塔克格低山区倒灌塔里木盆地。因此，哈密地区低层气 流减弱，高层气流下沉，空气中水分少，晴天多，总辐射量增大。直射辐射分量 为4500 MJ/m 2 .a，散射分量仅为2100 MJ/m 2 .a，直射分量是散射分量的2倍。 南疆地区太阳总辐射比北疆地区高。直射分量和散射分量各占一半。尤其是 塔里木盆地西南角，由于进入塔里木的气流受地势阻塞，不能前进，迫使气流上 升运动，而地面覆盖少，气候干燥，植被减少。上升的气流把地面大量沙尘卷扬 在空中，使这一带尘土风
43、沙多，太阳辐射弱，散射分量增大。 北疆地区的纬度偏高，云雨量比南疆多。太阳总辐射在5400 MJ/m 2 .a6000 MJ/m 2 .a，其中伊犁河谷、博乐谷地、塔城盆地、额尔齐斯河谷一带总辐射较弱，新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 23 在5400 MJ/m 2 .a左右；准噶尔盆地以西的精河、克拉玛依、炮台一带受地形影响， 云量和风沙较多，太阳总辐射均在5200 MJ/m 2 .a。虽然北疆地区太阳总辐射较弱， 但直射分量大于南疆，这对于太阳能利用是有利的。 2.3.2.2 新疆太阳辐射月分布特征 新疆太阳总辐射的月际变化呈峰值
44、型。太阳总辐射月最大值出现在6月份的 哈密地区，为800 MJ/m 2 .m，最小值出现在12月份的博州一带，为117 MJ/m 2 .m)， 峰值是谷值的7.8倍。 从 10-2 月的秋、冬季，月总辐射最大值主要出现在新疆南部低纬度地区。 该地区的秋、冬两季。风力平稳，气候干燥，透明度好，而北部地区纬度高，太 阳高度角小，空气中的水蒸气含量大。因此冬季南疆地区太阳总辐射一般高于 北疆。3-9 月的春、夏季，南疆风沙大、浮尘多，辐射相对减弱，而北疆、东疆 地区虽然纬度高，但气候较好，大气透明度高于南疆。因此，太阳总辐射月总量 的峰值出现在哈密一带。夏季总辐射高于冬季，5-10月的辐射量约占全年
45、总辐射 量的2/3。从总辐射月总量的分布来看，东疆高于南疆，南疆大于北疆。 新疆月直射辐射的年变化也呈峰值型。最大值出现在7月的天山北麓和东疆 地区，其值为570 MJ/m 2 .m；最小值出现在12月的博州地区。其值为40 MJ/m 2 .m。 太阳直射辐射的月变化近似于月总辐射，1-6月，直射辐射量依次增加，在6、7 月间，月直射辐射值最大，7-12 月，辐射量逐渐减少，12-1 月。直射辐射量出 现最低值。 全区直射辐射的分布特征：东疆居于首位，是太阳能丰富地区：5-10月，北 疆地区的太阳直射辐射高于南疆。冬季，南疆地区的太阳直射辐射高于北疆。因 此。在夏季，北疆更适宜于利用太阳能，在
46、冬季，南疆利用太阳能的条件优于北 疆。 月散射辐射年变程虽然也呈峰值型，但曲线比较平缓，5-8 月的散射辐射量 很接近各月散射辐射极大值为380 MJ/m 2 .m 400 MJ/m 2 .m。而且主要出现在南疆 的西南部及塔里木大沙漠的南缘和西缘。同一时期散射辐射的极小值出现在北疆 北部的天山北麓。 2.3.3 乌兰乌苏太阳能资源分析 2.3.3.1 太阳辐射年际变化分析 乌兰乌苏近8年的年总辐射量年际变化如下图2-5所示。 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 24图2-5乌兰乌苏2006-2013年太阳总辐射量年际变化图 从图2-4
47、可以看出，近8年间乌兰乌苏太阳辐射数据相对稳定，年总辐射量 多稳定在5050MJ/m 2 5400 MJ/m 2 之间。最大值出现在2012年，达5637.33MJ/m 2 。 最小值出现在2010年，为5081.45MJ/m 2 。 2.3.3.2 日照时数年际变化分析 乌兰乌苏近8年的年日照时数年际变化如下图2-6所示。从图中可以看出， 该地区近 8 年年总日照时数较稳定，基本稳定在 2750h3100h，最大值出现在 2006年，达3075.6h，最小值为2010年的2773.2h，从全国太阳能资源分布情况 看来，属于日照时数较长地区。 图2-6乌兰乌苏2006-2013年年总日照时数年
48、际变化图 2.3.3.3 太阳辐射量月际变化分析 乌兰乌苏近8年多年平均月总辐射量月际变化图如下图2-7所示。 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 25图2-7乌兰乌苏2006-2013年多年月平均太阳总辐射量月际变化图 从上图中可见，乌兰乌苏太阳辐射的月际变化较大，其数值在 140MJ/m 2 730MJ/m 2 之间；月平均值7月最大，达724.81MJ/m 2 ；12月最小，为141.05MJ/m 2 。 2.3.3.4 日照时数月际变化分析 乌兰乌苏近8年多年平均日照时数月际变化图如下图2-8所示。 图2-8乌兰乌苏2006-2
49、013多年平均日照时数月际变化图 从上图中可见，乌兰乌苏日照时数的月际变化较大，其数值在90h350h之 间；月平均值7月最大，达344.4h；12月最小，为97.2h。 2.3.3.5 日照百分率月际变化分析 乌兰乌苏近8年多年平均日照百分率月际变化图如下图2-9所示。 新疆天富金阳新能源有限责任公司 148 团 20MW 地面分布式光伏发电项目 可行性研究报告 26图2-9 乌兰乌苏2006-2013年月平均日照百分率月际变化图 从上图中可见，乌兰乌苏日照百分率月际变化呈现夏秋季大、冬春季小的规 律，最大值出现在9月，达77%，最小值出现在12月，只有36%。 2.3.4 工程代表年辐射数据 由于太阳辐射具有随机性，根据各年的太阳辐射数据来计算相关的工程设计 参数其结果会有很大的误差，因此要从多年的气象数据中挑选出具有代表性的太 阳辐射数据，建立工程代表年以充分反映长期的太阳辐射变化规律。 工程代表年的确定是通过对已有
