分布式光伏项目建议书

莒南财金新材料产业园20MW分布式光伏项目建议书

（技术方案及经评匡算）

建设单位：大唐临清热电有限公司

二○二一年三月

目 录

1.项目概况

1.1.项目建设单位

大唐临清热电有限公司，成立于2011年6月23日，是大唐山东发电有限公司的全资子公司，是特大型中央企业中国大唐集团有限公司的三级企业，注册资本金为5亿元整。目前，公司总装机容量70万千瓦，2台35万千瓦超临界热电联产燃煤机组，总投资27.8亿元，具备700吨/小时工业抽汽能力和500万平方米供暖能力。两台机组分别于2016年12月、2017年1月相继投产发电，属山东电网直调公用机组。可实现年发电量35亿千瓦时，供热量1094.45万吉焦，截至目前，向临清15家市重点企业提供高品质工业蒸汽，有力助推了地方经济社会发展。曾荣获国家优质工程奖，中国电力优质工程奖，山东省文明单位。

大唐临清热电有限公司自成立以来，始终坚持高质量发展理念，主动对接省、市、县发展规划，在全力确保安全稳定、提质增效的基础上，积极开发风、光新能源项目，优化地方产业布局，拓展企业全方位发展空间，为地方经济发展做出应有的贡献。

1.2.项目场址概述

本项目位于山东省临沂市莒南县经济开发区，拟建设在莒南财金新材料产业园厂房屋顶，场址区附近对外交通运输条件便利，厂区内无其他高大遮挡物，阳光资源接收条件相对较好，具备修建光伏电站的厂区条件。土地已经划转完成，手续完备。厂房为彩钢瓦屋顶，全部建设完成后，可利用开发厂房屋顶面积约20万平方米，目前已建设标准化厂房3.6万平方米，其余厂房计划于2021年6月建设完工。屋顶向阳倾角为5度和6度角，屋面恒荷载为0.65kN/m2，屋面活荷载：0.50kN/m2，能够满足光伏项目承重要求（光伏板及配件自重0.35kN/m2）。

2020年12月底，山东永安合力特种装备有限公司入驻莒南财金新材料产业园一期厂房，该公司是中外合资企业，专业生产钢制无缝气瓶和焊接气瓶，用电负荷每天约1.5万千瓦时；在建二期厂房也由该公司承租，二期设计用电负荷每年1000万千瓦时，消纳条件较好。

根据项目厂区建设情况及特征，结合风光资源分布情况以及厂区消纳条件，规划建设分布式光伏项目装机容量20MW，其中，一期3.6MW、二期5.9MW*2、三期4.6MW，预计年发电量约1872万千瓦时，投资总额约7800万元。

2.太阳能资源评估

2.1.山东省太阳能资源描述

山东的气候属暖温带季风气候类型，年平均气温11℃～14℃，年平均降水量一般在550mm～950mm之间。山东省光照资源充足，光照时数年均2290h～2890h，热量条件可满足农作物一年两作的需要，由东南向西北递减。降水季节分布很不均衡，全年降水量有60%～70%集中于夏季，易形成涝灾，冬、春及晚秋易发生旱象，对农业生产影响最大。

山东省各地年太阳能总辐射量在4542.61MJ/m2～5527.32MJ/m2，各地太阳能资源地区差异较大，其中胶东半岛南部太阳能总辐射量较小，北部蓬莱、龙口一带较大，呈现出南少北多的特点，鲁北垦利、河口一带太阳总辐射量较大，鲁西南、鲁西一带较小。

图2.1-1 山东省太阳能资源区划

2.2.临沂市太阳能资源介绍

临沂市气候属温带季风区大陆性气候，具有显著的季节变化和季风气候特征，气温适宜，四季分明，光照充足，雨量充沛，雨热同季，无霜期长。春季干旱多风，回暖迅速，光照充足，辐射强；夏季湿热多雨，雨热同步；秋季天高气爽，气温下降快，辐射减弱；冬季寒冷干燥，雨雪稀少，常有寒流侵袭。四季的基本气候特点可概括为“春旱多风，夏热多雨，晚秋易旱，冬季干寒”。市年平均日照时数为2300h，最多年2700h，最少年1900h。

2.3.场区太阳能资源概况

本工程现处于项目前期阶段，场址区域内未设立测光塔，无实测光照辐射数据，本阶段采用Meteonorm及Solar GIS太阳能辐射数据综合分析计算项目资源特性。经分析：

（1）根据《太阳能资源等级总辐射》（GB/T 31155－2014）给出的等级划分方法，项目场址年太阳总辐射曝辐量为5000MJ/（m2·a），其太阳能资源等级为丰富（中国太阳辐射资源区划标准见表2.3-1），项目具备工程开发价值。根据我国太阳能资源稳定度的等级划分，工程所在地的太阳能资源稳定度为稳定。

表2.3-1 太阳能总辐射年辐照量等级

（2）场址区域太阳能资源呈现“冬春小，夏秋大”的时间分布规律，资源稳定度为稳定，年内月太阳总辐射值变化较平稳，有利于电能稳定输出。

（3）场址空气质量好，透明度高，太阳辐射在大气中的损耗较少。

（4）场址所在地不存在极端气温，风速、降水、沙尘、降雪、低温等特殊天气对光伏电站的影响有限，气候条件对太阳能资源开发无较大影响。

（5）场址有雷暴发生概率，本项目应根据光伏组件布置的区域面积及运行要求，合理设计防雷接地系统，并达到对全部光伏阵列进行全覆盖的防雷接地设计，同时施工时，严禁在雷暴天进行光伏组件连线工作，并做好防雷暴工作。

3.技术方案

3.1.装机容量

本项目规划标称装机规模20MW。考虑目前市场主流设备情况、技术先进性及其场址地形特点，光伏场区拟采用495Wp单晶双玻双面组件，暂按将系统分成5个标称容量为3.15MW并网发电单元、2个2.5MW并网发电单元，光伏方阵采用1500V系统的组串式逆变方案+屋顶固定支架安装方式。

3.2.光伏组件和逆变器选型

3.2.1.组件选型

根据市场生产规模、使用主流等因素特选取多晶及单晶组件进行对比，单晶硅组件生产工艺成熟，效率较好，虽然单晶单位成本相对多晶高，通过测算单晶提高发电效率优势明显，能够增加光伏电站单位面积发电量，发电量的收益高于单位成本差价。

根据2020年组件产能情况，单晶495Wp组件是主流。综合项目收益率和项目所在地的地貌特点，本项目暂时推荐选用495Wp单晶双玻双面组件，最终的组件选型以招标结果为准。

3.2.2.逆变器选型

3.2.2.1.逆变器选型

由于现阶段光伏组件仅能将太阳能转化为直流电，所以在光伏组件后需要逆变器将直流电逆变成为交流电进行输送。综合考虑造价、发电量及项目投资收益等因素，本项目选择1500V、196kW组串式逆变器，最终逆变器选型以招标结果为准。

3.2.2.2.逆变器概述

组串式逆变器与传统的集中式逆变器的思路不同，即以小规模的光伏发电单元先逆变，通过不同的组串式逆变器并联接至箱变低压侧升压，并非集中式的把光伏组件所发直流电能集中后再做电能逆变的思路。

组串式逆变器具有多路MPPT功能，能极大的降低光伏电站复杂地形对发电量的影响；并且组串式逆变器方案大大减少了直流传输环节，即减少了直流损耗。总的来说，组串式逆变器方案是分散MPPT，分散逆变和监控。从理论上讲，组串式逆变器在系统效率以及发电量上有一定的优势。组串式逆变方案拓扑如下图：

图 3.2‑1 组串式光伏逆变方案拓扑图

组串式逆变器采用模块化设计，每几个光伏组串对应一台逆变器，直流端具有最大功率跟踪功能，交流端并联并网，其优点是减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大限度的增加发电量；组串式逆变器减少了系统的直流传输环节，减小了短路直流拉弧的风险；组串式逆变器的体积小、重量轻，搬运和安装方便，自身耗电低，故障影响小，更换维护方便等优势。主要缺点是电子元器件多，功率和信号电路在一块板上，容易故障；功率器件电气间隙小，不适宜高海拔地区；户外安装，风吹日晒容易导致外壳和散热片老化等（注：本项目中因组串式逆变器容量较大，不采用交流汇流箱，在箱变低压侧装设交流汇流配电柜）。

3.3.光伏方阵和发电单元设计

3.3.1.光伏方阵设计

本项目由7个光伏方阵组成。3.15MW方阵配置16台196kW组串式逆变器、245个组串，每个组串串接26块组件。2.5MW方阵配置13台196kW组串式逆变器、195个组串，每个组串串接26块组件。

3.3.2.变电中心升压方式

根据光伏电站装机规模及接入系统电压等级，光伏电站输变电系统通常采用一级升压方式。本项目光伏电池组件拟选用495Wp单晶双玻双面组件，开路电压48.7V，最佳工作电压41.3V，拟采用的196kW组串式逆变器出口交流电压为800V，每个光伏发电子阵配置一台10kV箱变，升压变压器将逆变器输出的800V电压直接升压至到10kV，通过箱变内的环网柜与其他光伏发电子阵形成合理的10kV馈线回路，连接到10kV配电室的10kV开关柜。

3.3.3.组件布置

光伏发电系统的发电量主要取决于电池板接收到的太阳总辐射量，而光伏组件接收到的太阳辐射量受安装倾角的影响较大。

本项目拟推荐采用固定支架，支架倾角按照屋顶向阳倾角5°或6°进行平铺，增强抵抗风力雪荷载，最终待下一阶段对屋顶实地勘测后，进一步复核支架倾角。光伏支架阵列布置样例如图3.3-1所示：

图 3.3‑1 光伏支架阵列布置样例图

3.3.4.光伏方阵接线方案设计

本项目18个组串接入1台196kW组串式逆变器，3.15MW方阵配置196kW组串式逆变器16台，2.5MW方阵配置196kW组串式逆变器13台。方阵内所有逆变器接至箱变低压侧，每个方阵配置1台3150/2500kVA双绕组变压器。组串至逆变器采用PFG1169-DC1800V-1×4型电缆，逆变器至箱变采用ZC-YJHLV82-0.6/1kV-3×120型电缆。

3.4.输配电设计

本项目拟配置5台3150kVA箱式变压器、2台2500kVA的10kV箱式变压器。输配电线路暂按接入企业10kV配电室10kV开关柜考虑。最终接入方案根据接入系统批复意见为准。

3.5.年上网电量估算

本工程的发电量计算根据太阳辐射量、系统组件总功率、系统总效率等数据，系统首年发电量折减2.5％，光伏组件每年功率衰减0.5%。经计算得电站20年发电量见表3.6-1。

表3.6-1 20年发电量和年利用小时数

20年总发电量374290.58MW·h，20年年平均发电量18714.53MW·h，20年年平均利用小时数为935.73h，首年利用小时数1000h。

3.6.无功补偿

本项目交流侧装机规模为20MW，暂按配置1套4MVar无功补偿装置。最终容量和补偿方式以接入系统批复意见为准。

3.7.监控和保护系统设计

本项目采用“无人值班、少人值守、智能运维、远方集控”方式运行。主要配置系统有：开关站计算机监控系统、光伏场区计算机监控系统、继电保护及安全自动装置、电能质量在线监测装置、防误操作系统、电能量计量系统、火灾自动报警系统、视频安防监控系统、环境监测系统、光功率预测系统、有功和无功功率调节、调度通信系统、远程集控系统等。

计算机监控范围包括：电池组件、逆变器、10kV箱式变压器、10kV母线、10kV线路断路器及隔离开关、10kV母线PT、站用电及直流系统等。

每个光伏方阵设子监控系统一套，共配置7套就地光伏通信柜，分别安装在箱变内。采集箱变、逆变器信息，并通过网络交换机与10kV开关站计算机监控系统相连。

3.8.光伏阵列基础及布置

3.8.1.支架系统

3.8.1.1.支架型式及布置要求

本项目光伏支架形式拟采用固定支架，由防水胶皮、铝合金夹具、铝合金立柱、铝合金横梁、铝合金导轨、铝合金压块等组成，由螺丝固定于屋顶彩钢板梯形凸起。光伏支架阵列布置样例如图所示：

3.8-1 铝合金支架样例图 3.8-2 铝合金横梁样例图

光伏组件布置采用2×13布置方式，每个支架单元布置26块光伏组件，光伏组件南北向按屋顶向阳倾角5°或6°考虑。光伏组件排布图如3.8-3所示：

图3.8‑3 光伏组件排布图

3.8.2.箱、逆变布置

每个方阵对应一个箱变，箱变拟布置在企业配电室预留位置。

组串式逆变器体积小、重量轻，通过螺栓将逆变器固定在光伏支架或安全步道上，不新建逆变器基础。

3.8.3.集电线路

组件与逆变器，光伏方阵与箱变之间，拟采用屋顶电缆槽盒或镀锌管、厂房内电缆槽盒及电缆沟方式进行敷设。在输配电线路槽盒及开关柜等部位，做好防火涂料、防火隔板、防火包、防火泥等防火措施。

3.8.4.屋顶行走步道工程

根据屋顶结构，初步设计屋顶安全行走步道，必要的地方设计安全护栏。行走步道宽度设计为50cm，格栅型式，使用镀锌不锈钢材料，由螺丝固定于屋顶彩钢板梯形凸起。

行走步道是屋顶光伏电站重要组成部分，行走步道应能到达每个方阵系统，减少材料的二次搬运。因此在方阵布置时，考虑行走步道规划，做到满足运输及日常巡查和检修的要求的条件下，使屋顶步道行走安全可靠、线形整齐美观，与周围环境相协调。

4.工程匡算及财务分析

4.1.编制原则及依据

（1）《光伏发电工程设计概算编制规定及费用标准》（NB/T32027-2016）；

（2）《光伏发电工程概算定额》（NB/T32035-2016）；

（3）设计图纸、工程量、设备材料清单等；

（4）编制水平年：2020年第三季度。

4.2.财务分析

本项目财务评价依据《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》，以及有关现行法律、法规、财税制度进行计算。

4.3.计算基础数据

（1）资金来源

本工程考虑项目注册资本金为30%，融资70%。

（2）主要计算参数：

计算期建设期3个月，运行期20年。

折旧年限： 15年

残值率： 5%

其他资产摊销年限： 5年

修理费： 0.1%～0.2%

电厂定员： 3人

年人均工资： 85000元/人

福利费及其他： 55.7%

平均材料费： 3元/(kW·年)

其他费用： 12元/(kW·年)

首年有效利用小时数： 1363.75hr

企业所得税： 25%（三免三减半）

保险费率： 0.25%

城市维护建设税： 5%

教育费附加： 3%

地方教育附加： 2%

应付利润比例： 8%

公积金及公益金： 10%

（3）贷款利率及偿还

银行长期贷款名义利率按4.65%，短期贷款名义利率按3.85%计算，银行融资贷款偿还期为投产后15年，采用等额还本利息照付方式。

（4）增值税

4.3.1.电力产品增值税税率为13%。增值税为价外税，为计算销售税金附加的基础。

4.4.工程匡算

本项目资金来源按资本金占总投资的30%先期投入，其余资金从银行贷款进行计算。

本工程的单位千瓦动态投资3900元/kW，不配套储能，工程动态总投资7800万元，单位千瓦工程总投资为4158.22元/kW。

按双方协议电价0.52元/ kW·h且全额消纳计算，结果表明项目投资内部收益率（所得税前）为8.16%，资本金内部收益率为11.90%，投资回收期（所得税后）为8.77年。

按双方协议电价0.55元/ kW·h且全额消纳计算，结果表明项目投资内部收益率（所得税前）为9.01%，资本金内部收益率为14.29%，投资回收期（所得税后）为7.05年。

按双方协议电价0.60元/ kW·h且全额消纳计算，结果表明项目投资内部收益率（所得税前）为10.39%，资本金内部收益率为18.36%，投资回收期（所得税后）为5.70年。

4.5.财务评价表

表4.5-1 财务指标汇总表（电价0.52元/ kW·h）

表4.5-2 财务指标汇总表（电价0.55元/ kW·h）

表4.5-3 财务指标汇总表（电价0.60元/ kW·h）

5.运维管理

5.1.运维总体原则

本光伏电站按智能光伏电站设计，光伏电站的运行参数、现场情况等重要信息可通过以太网络上传至用户指定的远方监控计算机实现远方监控及管理，实现电站“无人值班，少人值守”。

在开关站主控室装设智能光伏电站监控和生产管理系统、计算机监控系统、智能视频监控系统、微机保护自动化装置、就地检测仪表和智能无人机巡检系统等设备来实现全站机电设备的数据采集与监视、控制、保护、测量、远动等全部功能，并可将光伏电站的运行参数、现场情况等重要信息可通过以太网络上传至用户指定的远方监控计算机实现远方监控及管理。

5.2.运维机构设置

5.2.1.管理方式

本项目管理机构的设置根据生产需要，本着精干、统一、高效的原则，体现智能化光伏电站的运行特点。本电站按“无人值班、少人值守、智能运维、远程集控”原则进行设计，并按此方式管理。本光伏电站生产管理集中在主控室，负责管理整个电站的光伏发电子单元和开关站的生产设备。针对本项目暂按配置3名运维和管理人员考虑。

建设期结束后光伏电站工程项目公司职能转变为项目运营。运营公司做好光伏电站工程运行和日常维护及定期维护工作，光伏电站工程的大修、电池组件的清洗、钢支架紧固的维护、屋顶行走步道的定期养护等工作人员主要外包为主。

5.2.2.运营期管理设计

光伏电站采用运行及检修一体化的生产模式，尽量精简人员，节省开支。所有人员均应具备合格资质，有一专多能的专业技能，主要运行岗位值班员应具备全能值班员水平，设备运行实行集中控制管理。

5.2.3.检修管理设计

定期对设备进行较全面的检查、清理、试验、测量、检验及更换需定期更换的部件等工作，以消除设备和系统缺陷。设备检修实行点检定修制管理。

光伏电站每月在月报中将本月的缺陷发生情况、消缺完成情况及消缺率上报公司主管部门。并对设备缺陷、故障的数据进行统计分析，从中分析出设备运行规律，为备品备件定额提供可靠依据，预防设备缺陷、故障的发生，降低设备缺陷及故障发生率，提高设备健康水平，将设备管理从事后管理变为事前管理。

6.结论

（1）本项目采用Solar GIS多年辐射数据成果进行测算，项目地年太阳总辐射曝辐量为5000MJ/（m2·a）。根据中国太阳辐射资源区划标准，该区域资源等级为丰富，工程具备开发价值。项目场区场区内空气质量较好，无沙尘、大风天气，年内气温变化小，太阳辐射在大气中的损耗相对较少，气候条件有利于太阳能资源开发。

（2）本项目位于山东省临沂市莒南县经济开发区，拟建设在莒南财金新材料产业园厂房屋顶，场址区附近对外交通运输条件便利，厂区内无其他高大遮挡物，阳光资源接收条件相对较好，具备修建光伏电站的厂区条件。土地已经划转完成，手续完备。厂房为彩钢瓦屋顶，全部建设完成后，可利用开发厂房屋顶面积约20万平方米，目前已建设标准化厂房3.6万平方米，其余厂房计划于2021年6月建设完工。屋顶向阳倾角为5度和6度角，屋面恒荷载为0.65kN/m2，屋面活荷载：0.50kN/m2，能够满足光伏项目承重要求（光伏板及配件自重0.35kN/m2）。

（3）根据项目厂区建设情况及特征，结合风光资源分布情况以及厂区消纳条件，规划建设分布式光伏项目装机容量20MW，其中，一期3.6MW、二期5.9MW*2、三期4.6MW，预计20年总发电量374290.58MW·h，20年年平均发电量18714.53MW·h，20年年平均利用小时数为935.73h，首年利用小时数1000h。光伏场区拟采用495Wp单晶双玻双面组件，196kW组串式逆变器。

（4）本工程的单位千瓦动态投资3900元/kW，不配套储能，工程动态总投资7800万元，单位千瓦工程总投资为4158.22元/kW。针对本项目暂按配置3名运维和管理人员考虑。

按双方协议电价0.52元/ kW·h且全额消纳计算，结果表明项目投资内部收益率（所得税前）为8.16%，资本金内部收益率为11.90%，投资回收期（所得税后）为8.77年。

按双方协议电价0.55元/ kW·h且全额消纳计算，结果表明项目投资内部收益率（所得税前）为9.01%，资本金内部收益率为14.29%，投资回收期（所得税后）为7.05年。

按双方协议电价0.60元/ kW·h且全额消纳计算，结果表明项目投资内部收益率（所得税前）为10.39%，资本金内部收益率为18.36%，投资回收期（所得税后）为5.70年。