江苏省溧阳市家庭用20KW分布式光伏发电项目-可行性报告

江苏省溧阳市家庭用20KW分布式光伏发电项目

可行性报告

无锡顺能科技有限公司

2016年4月

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目录

一、分布式光伏发电系统简介 (3)

1.1 建设意义 (3)

1.2 政策解读. (3)

1.3 分布式光伏发电系统的基本概念 (4)

1.4 分布式光伏发电系统分类 (4)

1.5 分布式并网光伏发电系统 (4)

二、项目概况 (5)

三、项目建设的必要性和有利条件 (5)

3.1 项目建设是建设资源节约型社会的必然要求 (5)

3.2 项目建设是促进我国光伏产业健康发展的现实需要 (5)

3.3 项目建设是满足未来国内电力需求，应对能源危机的新探索 (6)

3.4 项目建设的自然条件 (6)

3.5 节能减排效果明显 (6)

四、建设规模 (7)

五、项目建设条件 (7)

5.1 场址条件 (7)

5.2 太阳能资源 (7)

5.3 气象条件 (9)

5.4 接入系统条件 (9)

六、项目建设方案 (9)

6.1 太阳能发电技术 (9)

6.2 主要设备选型 (10)

6.3 工程方案 (20)

6.4 主要设备清单 (21)

6.5 发电量估算 (21)

七、环境保护 (25)

7.1 工程施工期对环境的影响 (25)

7.2 工程运行期的环境影响 (26)

7.3 环境影响结论 (26)

八、节能减排 (27)

九、项目实施进度 (28)

十、投资估算和发电效益 (29)

10.1 投资估算 (29)

10.2 收益组成及结算方式 (29)

10.2 发电效益计算 (32)

十一、结论和建议 (35)

附件 (36)

一、分布式光伏发电系统简介

1.1、建设意义

随着我国经济高速发展，能耗大幅度增加，能源和环境对可持续发展的约束越来越严重。因此，大力开发可再生能源利用技术已经成为减少环境污染的重要措施，同时也是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。在各种可再生能源发电应用中，太阳能分布式光伏发电已经成为重要的发电方式，其具有无污染、可持续、总量大、分布广、利用形式多样等优点。

发展分布式光伏发电系统的必要性和重要意义，主要在于其经济性、环保性和节能效益，以及能够提高供电安全可靠性及解决边远地区用电等。分布式光伏发电的装机容量较小，一般单点接入容量小于6MW，一次性投资的成本费用较低，建设周期短，投资风险小，靠近用户侧安装能够实现就近供电，投资回报率较高。

1.2、政策解读

2013年，国家相关部门出台大量分布式光伏发电政策，以此来激励和推进分布式光伏发电系统项目的发展。主要政策如下：

●分布式发电管理暂行办法（发改能源〔2013〕1381号）

●关于分布式光伏发电实行按照电量补贴政策等有关问题的通知（财建

[2013]390号）

●关于印发分布式光伏发电并网方面相关意见和规定（2013年国网）

●关于开展分布式光伏发电应用示范区建设的通知(国能新能[2013]296号)

●关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知（发改价格[2013]1651

号）

这些政策，使并网难的问题得以缓解，电网接入申报及核准有章可循。2013年8月，国家发展和改革委员会发布“关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知（发改价格[2013]1651号）”明确：对分布式光伏发电项目，按0.42元/度实行全电量补贴，由电网企业转付。其中，余电上网电量，电网企业按当地燃煤机

组标杆上网电价收购。

1.3、分布式光伏发电系统的基本概念

国家能源局——用户附近，装机规模较小，电能主要由用户自用和就地利用的可再生能源、资源综合利用发电设施或有电力输出的能量梯级利用多联供系统，并网电压等级在10千伏及以下。

1.4、分布式光伏发电系统分类

目前，根据国家政策和系统性价比，10kV及以下，单个并网点容量小于6MW的并网光伏发电系统的应用最广。

1.5、分布式并网光伏发电系统

此系统通过光伏组件将太阳能转换成直流电，经逆变器生成交流电，给负载供电，余电上网。

具体接入方案，根据当地供电部门具体设计和实施，系统示意如上图。

二、项目概况

（1）项目名称：江苏省溧阳市家庭用20KW分布式光伏发电项目

（2）建设单位：无锡市顺能科技有限公司

（3）建设规模：20KW晶体硅光伏发电系统

（4）地址：江苏省常州市溧阳市

（5）并网类型：自发自用、余量上网

三、项目建设的必要性和有利条件

3.1、项目建设是建设资源节约型社会的必然要求

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出了“非化石能源占一次能源消费比重达到11.4%、单位国内生产总值能源消耗降低16%、单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%“的约束性指标。这是贯彻落实科学发展观，构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是提高人民生活质量，维护中华民族长远利益的必然要求。

随着经济发展步伐的加快，溧阳市用电负荷增加很快，电力供应紧张，供需矛盾突出，煤炭、石油、水力资源等能源相对匮乏，本项目能够很好的利用太阳能资源及土地资源。该项目建成后，通过与当地电网联网运行，可作为地方电网电力来源的部分补充，为地区经济可持续发展做出一定贡献。

3.2、项目建设是促进我国光伏产业健康发展的现实需要

近年来，我国光伏产业呈现快速增长态势，目前已经成为世界第一大光伏组件生

产国和光伏组件安装国，有一批具有国际竞争力和国际知名度的光伏生产企业，已形成具有规模化、国际化、专业化的产业链条。

推动光伏建设应用，拓展国内应用市场，将创造稳定的市场需求，促进我国光伏产业健康发展。

3.3、项目建设是满足未来国内电力需求，应对能源危机的新探索

美国能源情报署近日公布的资料显示，世界的能源需求在今后20年间将增长44%。从短期来看，经济低迷对全球消费者和生产厂商所带来的需求减少一时难以改观，但是从目前到2030年为止的中长期来看，2010年后世界经济复苏，大多数国家的能源需求呈增长趋势。专家称，到2030年，世界能源需求增加的75%在发展中国家，特别是巴西、中国和俄罗斯。

随着社会经济工业化的快速发展，常规化石能源消耗日渐加剧，峰值将在2020－2030年出现。我国目前的能源结构以电力为中心，煤炭是基础，石油、天然气为重点，核能为辅助。其中电力70%左右是以煤炭为原料的火力发电。随着化石能源的逐渐衰竭，开发可再生能源的重要性逐步显现。本项目建设光伏发电工程，是满足未来国内电力需求，应对能源危机途径的新探索。

3.4、项目建设的自然条件

按接受太阳能辐射量的大小，一般以全年总辐射量和全年日照总时数表示。我国是太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。

溧阳市太阳能资源较为丰富，全市年平均太阳总辐射量在4447.08MJ/m2，水平面辐照年总值为1235.3KWh/m2，最佳倾角的辐照年总值为1417.8 KWh/m2。

3.5、节能减排效果明显

项目规划共建设20KW，拟釆用多晶硅组件，顺着屋顶进行铺设，并网形式为自发自用、余量上网。本工程建成后，平均年发电量21576kW?h，按火电每kW?h电量消耗330g标准煤计算，共可节约标准煤7.12吨。按照火电站各项废气、废渣的排放

标准：按照火电站各项废气、废渣的排放标准：烟尘为0.4g/kW?h、二氧化硫2.3g/kW ?h、二氧化碳822g/kW?h、灰渣119.45g/kW?h，本工程每年可减少排放烟尘约8.63KG、二氧化硫约49.62KG、二氧化碳约17.735吨，灰渣约2.577吨，还可节省大量的水资源，同时还避免产生噪声影响。项目的建设，将为溧阳市节约能源，减少有害气体排放工作做出积极的贡献。

综上所述，本项目的建设是必要的。

四、建设规模

本工程安装容量20KW，拟建设在江苏省溧阳市家庭用业主自家屋顶。预计使用多晶体硅电池组件80块，全部顺着业主屋顶固定角度铺设安装。

光伏系统发电拟以380V电压等级并入电网。

五、项目建设条件

5.1、场址条件

江苏省溧阳市家庭用20KW分布式光伏发电项目位于江苏省溧阳市境内，拟用业主自家屋顶安装光伏组件，项目场区海拔高程约30m，是江苏省太阳能资源较为丰富区域之一。根据气象数据可知，全市年平均太阳总辐射量在4447.08MJ/m2，根据《太阳能资源评估方法》（QX/T89-2008），太阳能资源丰富程度为资源较丰富带，能保证项目有较高的发电量。

5.2、太阳能资源

下图为我国国家气象局风能太阳能资源评估中心发布的我国日照资源分布图：

项目所在地

图1 我国太阳能资源分布图

按照日照辐射强度上图中将我国分为四类地区。

一类地区（最丰富带）全年辐射量在6300MJ/m2以上。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部、新疆南部、河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部等地。

二类地区（很丰富带）全年辐射量在5040～6300MJ/m2。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏中北部和安徽北部等地。

三类地区（较丰富带）全年辐射量在3780～5040MJ/m2。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。

四类地区（一般带）全年辐射量在3780MJ/m2以下。主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳能资源最少的地区。

一、二、三类地区，年辐射量不小于3780 MJ/m2，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2／3以上，具有利用太阳能的良好条件。四类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。

溧阳市平均年总辐射在4447.08MJ/m2左右，根据我国太阳能资源区划标准，溧

阳市属于三类区，太阳能资源较丰富，具有良好的开发前景。

5.3、气象条件

溧阳市隶属于江苏省常州市，地处长江三角州，属上海经济区。土地总面积1535平方公里。北纬31°1`-31°4`，东经119°08`-119°36`。距上海、杭州200公里，距南京、苏州、张家港百余公里，距南京禄口国际机场80公里，距常州机场

60多公里，建有宁杭高铁线路溧阳站、瓦屋山站。

溧阳市属亚热带季风气候，干湿冷暖，四季分明，雨量充沛，无霜期长，全年平均温度17.5℃，其中：一月份3.2℃，七月份31.1℃。年均降水量1149.7毫米。其中，一月份42.2毫米，七月154.1毫米。大约日照时间，一月份137.6小时，七月份229小时。

5.4、接入系统条件

本项目位于江苏省溧阳市家庭用业主自家屋顶，拟以380V电压等级并入电网，项目并网方式为自发自用、余量上网。

具体接入系统方案应以上级电力主管部门出具的接入审查意见为准。

六、项目建设方案

6.1、太阳能发电技术

6.1.1 光伏组件的发电原理

光伏组件发电的原理是光生伏特效应。当太阳光（或其他光）照射到光伏组件上时，电池吸收光能，产生光生电子—空穴对。在电池内建电场作用下，光生电子和空穴被分离，电池两端出现异性电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏打效应”。若在内建电场的两侧引出电极并接上负载，则负载就有“光生电流”流过，从而获得功率输出。这样，太阳的光能就直接变成了可以应用的电能。

6.1.2 光伏发电系统的构成和发电流程

通过光伏组件将太阳辐射能转换为电能的发电系统称为光伏发电系统。光伏发电

系统的运行方式，可分为离网运行和并网运行两大类。

本工程为并网型发电系统，该系统主要由光伏方阵、并网逆变器、电表箱、接入箱、外部线路等组成。系统示意图如下图。

图2 光伏系统示意框图

本工程拟建设20KW容量的并网型光伏发电系统，采用多晶体硅光伏组件作为光电转换装置，同时根据建设方案配置相应的接入系统。

6.2、主要设备选型

6.2.1 光伏组件

1)、项目拟使用250Wp多晶体硅光伏组件，共80块，光伏组件必须为知名厂商生产的成熟产品并获得相关认证；

2)、组件参数如下表：

表1 组件参数表

图3 多晶硅光伏组件

6.2.2 逆变器

1)、逆变器初步拟选择固德威20KW三相并网型逆变器1台；

2)、光伏逆变器最好使用三相型，避免使用单相型，当光伏发电采用单相逆变器时带来的光伏逆变系统的N线与电网的N线，在电网断电时有短时相连的情况产生；

3)、光伏逆变器必须可靠接地，只能取主地网接地，不得接入发电机接地网；

4)、为了保证光伏逆变器良好散热、拆卸方便，逆变器周边最小间隙不得小于以下数值：上方200mm、下方500mm、前方300mm、两侧500mm；

5)、20Kw及以下光伏逆变器交流侧并网开关规格为380V/32A~40A；

6)、如果逆变器不带DC开关，必须配外部开关，开关需要符合IEC/EN 60947-3标准，且电流需要在20A~25A之间；

7)、光伏并网逆变器必须为知名厂商生产的成熟产品并获得相关认证；

8)、逆变器参数如下表：

图4 光伏并网逆变器

6.2.3 电表箱

根据溧阳市供电局《居民光伏接入技术规范》的相关要求，电表箱需要满足以下要求：

1)、光伏接入计量表箱集中安装设置上下网侧(并网侧、用电侧)，发电侧两只计量表；

2)、原已有用电侧表计的，须移位统一安装于本表箱内；

3)、发电侧表箱设置在室外，不应该安装在居民家中，原有表计、表箱、计量点安装形式与位置乳不符合本规范的，应该予以改造或者更换，以嵌入式安装为宜，或者室外明装、立式安装、杆上安装均可；

4)、一般情况居民光伏发电容量不会超过50KW，所以光伏接入所选表箱为三相2表位直接表另带独立集抄位表箱，可按溧阳市供电公司表箱标准设置，2个表位1个独立集抄位(如果没有独立集抄位应该选用三相4表位表箱)；也可以按照江苏省电力公司表箱标准设置，2个表位自动1个集抄位；

5)、表计布置

●第1表位，安装上下网侧表计，从总开关接线直接接至表计，不用接线盒；

●第2表位，安装表架，无接线，电气施工时，独立接入并网表计，独立接出；

●集抄表位，安装微断开关导轨，无接线；

●表箱内走线布置采用槽板；

6)、表箱必须设置进线总开关，常规设置63A。一般设置出线总开关，进出线开关必须选用塑壳断路器，除家用微断级(Icu)AC.400V不小于6KA外，0.4KV电气设备选型暂按照额定极限短路分断能力(Icu)AC.400V不小于25KA，以下类同；

7)、表箱进出线开关，采用三级分断即可；

8)、表箱必须设置独立接地线，采用TT系统的地区(农村村落)应当布置接线网(极)，也可利用原居民家中的接线延伸到表箱，但是应该实测接地电阻。采用TN系统的地区(包括城镇与农村小区)当有总等点位联接时，可利用建筑接地作为表箱接地使用，但应该实测总等电位联接箱内接地电阻，不符合要求时应该予以补种接地。金属性表箱门、表箱外壳必须接地；

9)、表箱内开关不装设触保器，防止误动作、或越级跳闸，提高供电可靠性，限制事故范围；

10)、在表箱出现开关后，加装避雷器(或者浪涌保护器)。微断开关导轨安装方式，避雷器(或者浪涌保护器) 前不安装微断保护，硬接。如出线无开关，直接硬接。无论出线有无开关，避雷器(或者浪涌保护器)安装位置不变。

11)、接入TT系统的表箱：表箱前采用TT接地系统；表箱后可采用TT接地系统，也可以采用TN-S接地系统。

●表箱内设置PE排、N排(此表箱内，不要求分别设置进线N排与出线N 排)；

●电源进线N线、出线N线与N排相连接，严禁与PE排相连接，严禁接地；

●电源进线无PE线，表箱内PE排与接地网相连接；

●表箱后(即出线)采用TT接地系统时，当表箱设置独立接地网时，出线无PE

线；当表箱没有独立接地网，利用原居民家中的接地延伸到表箱作为接地

使用时，出线增加PE线，作为接地延伸线起作用；

●表箱后采用TN-S接地系统时(只是局部)，无论表箱是否设置独立接地网，

出线均有PE线。表箱内PE排与出线PE线相连接(包括金属性表箱门、表

箱外壳)。表箱内出线及以后部分，N线与PE线均不连接；

12)、接入TN系统的表箱：表箱前采用TN-C接地系统，表箱后采用TN-S接地系统。表箱内设置PE排、N排(此表箱内不要求分别设置进线和出线N排)。将电源进线PEN线、出线N线、出线PE线与N排、PE排、等电位联接线之间全部连接。电源进线PEN线、N排、PE排，此3点(包括金属性表箱门、表箱外壳)相连接后，应可靠接地，称为3点接地。表箱内出线开关后，PE线于中性线N线不再连接；

13)、表箱所用开关选用成熟可靠产品，宜选用光伏专用开关；

14)、表箱具备加封条件；

15)、表箱选用成熟可靠产品。

图5 光伏并网电表箱

6.2.4 光伏接入柜

根据溧阳市供电局《居民光伏接入技术规范》的相关要求，光伏接入柜需要满足以下要求：

1）、居民光伏设置统一的接入柜，标准化配置；

2）、居民光伏接入均为单电源接入；

3）、居民光伏接入一般情况下选用五线制电缆接入(TN系统)：可选用四芯同截面+半容量芯线PE线；在发电容量小于20KW时采用五芯同截面电缆。PE线不应单独一根线缆独立接线；

4）、接入柜面板上应该设置3套电压表及分相切换开关(或带电压测量孔的带电显示器)。分别显示电网电源，并网电源，户内电源；

5）、接入柜进线应装设刀闸(可用微断级)作为检修安全隔离；进线刀闸一般采用三级分断即可；

6）、接入柜必须设进线总开关，进线总开关与进线刀闸间因实现闭锁困难，所以需要告警语和简单操作规范制成标语明示；一般采用三级分断即可；

7）、无论表箱是TN系统还是TT系统，接入柜统一采用TN-S接地系统(局部)。

●柜内分别设置进线N排，进线N排与出线N排严禁连接；

●柜内设置单一PE排，即只设置主接地网引入的接地线，发电机等独立接地禁

止引入；

●电源进线N线与柜内进线N排相连接。此2点相连后，严禁与电源进线PE

线(如果存在)、主电网接地、或等电位联接线、发电机等独立接地相连；

●出线N线与柜内出线N排相连接。此2点相连后，严禁与电源进线PE线(如

果存在)、主电网接地、或等电位联接线、发电机等独立接地相连；

●电源进线PE线(如果存在)，出线PE线，与柜内PE排相连接。电源进线PE

线(如果存在)、出线PE线、柜内PE排，此3点(包括金属性柜门、柜外壳)相连后，应可靠与主地网接地，称为3点接地。不应该与发电机等独立接地相连，严禁接地合并。

8）、接入柜进线总开关下设2回出线开关。1回为常规居民用电出线开关，1回为光伏并网开关；

9）、接入柜内常规居民用电出线开关，必须选用四级分断，这是为了防止有的居民家中现在或者以后将会选用一些诸如蓄电池等储能设备，N线不分断可能在电网停电时通过N线，通过综合变升压产生向电网倒送高压的情况；

10）、接入柜内常规居民用电出现开关，应选用带触保器类型；

11）、接入柜内进线总开关的光伏出线，应回到表箱内，经过并网计量表计再接入接入柜内的并网开关；

切记：并网表计零线不能与表箱内零排连接，必须按照接线图接线！

12）、接入柜内光伏并网开关应达到2个要求：一是检有压合闸，二是欠压脱扣；一般采用三级分断；光伏并网开关的这一部分功能由接触器实现；

13）、接入柜内光伏并网开关采用电动操作机构，电动操作机构必须覆盖住整个开关，以防止手动合闸(光伏并网开关的这一部分功能由接触器实现)。设操作按钮2个/运行指示灯2个，合闸和分闸各1个，操作按钮，电动操作机构电源取接入柜内进线总开关出现下桩头的电源(即取并网开关电网侧电源)，以达到检有压合闸的目的；14）、接入柜内光伏并网开关电动操作机构可以设置为自动、也可以设置为手动；15）、接入柜内光伏并网开关必须装设具备可调延时功能(目前采用接触器时无法实现，需要时间继电器才能实现)，欠压脱扣器、分励脱扣器(附件只能选取装一)；选择装设电子脱扣器、辅助触点；

16）、接入柜内，并网开关至表箱并网计量表计间的进线电缆，应设置零序保护，三相和电流，设置一定的动作限值，延时动作(需要时间继电器才能实现),作用于并网开关分励脱扣，动作于并网开关，此款内容暂不执行；

17）、接入柜内并网开关故障动作后不应再次自动并网，必须人工恢复；

18）、接入柜内并网开关分励脱扣动作后不应再次自动并网，必须人工恢复；19）、有独立电源时，双电源时采用简易型双电源切换开关；

20）、接入柜柜门具备加封条件，仅将可操作部分，开关动作手柄等外露，将内部接线均加封；因此，柜内电器设备应为嵌入柜面式安装；

21）、接入柜所用开关选用成熟可靠的产品，宜选用光伏专用开关；

22）、级差配合：为了避免某一出线故障时、接入柜内出线开关与接入柜内电源进线总开同时动作的情况出现，可有一定的级差配合；

23）、接入柜必须有CCC认证，接入柜选用成熟可靠的产品。

图6 居民光伏接入柜接线图

图7 光伏并网接入柜

6.2.5 组件支架和紧固件

1)、光伏组件支架使用做过阳极氧化处理的铝合金，强度要满足当地风、雪荷载，保证满足光伏系统25年运行期要求；

2)、搭配支架所使用的紧固件必须是304不锈钢材料；