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。甘肃敦 煌兆瓦光伏并网光伏电站工程的实施则是诠释优化能源结构的个很好的实例。 保护环境，节约能源减少温室气体排放 保护环境保护的力度直接影响到我国在国际上的形象和地位。根据目前我国的能源结 构，纯煤电的电力系统，燃煤产生大量的烟尘灰渣等，对环境和生态造 成不利的影响。与其它传统发电方式相比，太阳能发电可节省定量的发电用煤。目前我 国二氧化碳排放量已位居世界第二，甲烷氧化亚氮等温室气体的排放量也居世界前列。 为提高我国的环境质量，在对煤电进行改造和减排的同时，积极开发利用太阳能等清洁可 再生能源是十分必要的，因为太阳能光伏发电场在运行过程中不会产生任何有害物质，同 时还节约能源，保护环境，减少温室气体排放。 推广太阳能利用促进光伏产业发展 由于不合理地过度使用煤炭石油天然气等石化能源，造成能源储备日益减少。为 了实现能源的可持续发展，世界上许多国家将光伏发电作为发展的重点，我国也正在朝这 个方向努力。我国太阳能资源非常丰富，有荒漠面积余万平方公里，主要分布在光照 资源丰富的西北地区，如敦煌，如果利用这些荒漠安装并网型太阳能发电系统则可以提供 非常可观的电量。这也就意味着我国太阳能光伏产业的发展潜力非常巨大。而国家不断出 台的政策法规也有效支持了我国太阳能光伏产业的发展。我国的太阳能光伏制造业在我 国的长三角和珠三角地区迅速崛起，其产品大多出口到欧美等发达国家。最近年以每 年平均的速度递增，最近年更是以每年以上的速度高速增长。太阳能光伏发电 已经成为可再生能源领域中继风力发电之后产业化发展最快最大的产业，我国已经是全 球最大的光伏产业国家之。 目前，我国生产的太阳能光伏组件以上出口到国外，国内市场仅占到小部分。但 是，随着国内光伏电站建设速度的加快，太阳能光伏组件国内市场仅占有率将很快会提升。 要知道，只要开发的荒漠，即可安装几百至千吉瓦的光伏电池板。因此，我国光伏 发电市场的发展潜力很大。 促进西部经济发展 西部地区地广人稀，太阳能资源丰富，搞光伏发电，利用西部的荒漠资源，变废为宝， 如果加以利用不仅可以促进西部的经济发展，还能改善西部人民的生活质量。随着国家西部经济开发战略的实施，西部地区经济将进入个快速发展时期。特别是西部地区实施 光明工程以来，光伏产业在西部地区崛起，太阳能光伏发电在西部地区的应用，特别 是中小型户用光伏电源市场得到迅猛发展。因此，本工程的实施不仅对保护西部地区的生 态环境，而且对西部地区推广光伏产业促进西部地区经济的发展也有着重大意义。 研究范围和内容 本工程建设容量。本报告对甘肃敦煌兆瓦光伏并网光伏电站工程进行可行性 研究。研究范围为光伏发电组件到升压变电站墙外第基杆塔向用户侧耐张线夹以 下米产权分界点。包含了光电转换系统直流系统逆变系统交流升压系统等所 有子系统。研究的主要内容包括建设场址的太阳能资源分析光伏发电工程的建设条件 光伏发电系统配置方案主设备选型和布置节能和环保效益分析项目投资估算和经济 评价等光伏发电工程的建设条件。编制工程投资概算并进行财务评价。 主要设计原则 项目主设备选型要具有先进性，同时要立足于国产化，要充分展示中国先进的可再 生能源开发利用的最新技术。 优化系统配置，在保证示范项目实用性功能的同时，兼顾新能源技术的展示功能。 光伏发电系统逆变系统采用单机容量以上的大型逆变器，接入电网系统采用 高压集中并入公用电网。 采取有效的风沙防护方案，保证电站设备在运营期内不因风沙而损坏。 主要技术特点 光伏组件选型及安装容量 目前常用的太阳能电池有单晶硅多晶硅太阳能电池非晶硅薄膜太阳能电池数 倍聚光太阳能电池等，从技术经济比较结果来看 晶体硅太阳能电池组件技术成熟，且产品性能稳定，使用寿命长。 商业用化使用的太阳能电池组件中，单晶硅组件转换效率最高，多晶硅其次，但两 者相差不大。 晶体硅电池组件故障率极低，运行维护最为简单。 在开阔场地上使用晶体硅光伏组件安装简单方便，布置紧凑，可节约场地。 尽 小很多。另外，非晶合金的矫顽力远小于，是冷轧硅钢片的左右，非晶合金的磁 滞回线所包络的面积远远小于冷轧钢片，因此非晶合金的磁滞损耗比冷轧硅钢片的小很 多，其铁芯损耗非常低，非晶合金铁芯变压器比传统硅钢片铁芯变压器的空载损耗低 左右，是目前非常理想的低损耗节能变压器。此外，非晶合金变压器由于损耗低发热少 温升低，故运行性能非常稳定。 本工程中，发电装置输出功率随日照天气季节温度等自然因素而变化，输出功 率极不稳定。太阳能光伏发电场的实际输出功率随光照强度的变化而变化，白天光照强度 最强时，发电装置输出功率最大，夜晚几乎无光照以后，输出功率基本为零，空载损耗尤 为突出。不论发电装置是否输出功率，只要变压器接入系统，变压器始终产生空载损耗。因此降低变压器空载损耗对于本工程的实际节能效果意义重大。本项目用型非晶合 金油浸式变压器替代型硅钢油浸式变压器后，则每年可节约总能耗约为万。 太阳能发电本身就是绿色能源，非晶合金变压器以节能环保而著名，两者相结合，必 将给用户带来巨大的经济回报，给整个社会带来巨大节能环保效应。综上，本项目升压变 拟采用非晶合金铁心变压器。 电气系统方案 本项目安装总容量为，整个发电场布置沿南北向中心道路分为东西两个区，安装 容量各为，东区配逆变器，共台，每两台逆变器配台升 压变，组成个逆变升压单元，东区共有个逆变升压单元，直接将逆变产生的交 流电升压至。为了尽量减少低压直流线缆长度，有效降低低压直流输电损失，个逆 变升压单元分别就地布置在东区的个点。西区配逆变器，共台，每两台 逆变器配台升压变，组成个逆变升压单元，西区共有个逆变升压单元，分 别就地布置在西区的个点其中个点布置个逆变升压单元。升压变高压侧采用环 接方式，东西区和逆变器的升压变各自环接成回进线接入集中变电站。 集中变电站为开关站，母线为单母线接线，进线共回，出线回， 送至电网。站用变各台，站用变接在母线上，作为站内备用电源 站用变由站外引入，作为站内常用电源，进线利用原有的临时施工电源，节省费用。 另配压变避雷器设备等等。 组件表面微水清洗，废水再生利用 组件表面洁净度对光伏系统的输出效率影响非常大，为保证组件出力，必须对组建表 面进行气力吹扫或水清洗，而后者效果更佳。考虑到西部缺水，因此，本报告提出采用微 水清洗组件表面，可以使光伏发电系统输出效率至少提高。 本工程微水清洗系统由给水管路系统可调整阀门特殊喷嘴等设备组成，配合运行 维护人员，采用专用工具对组件表面进行清洗。每次清洗耗水控制在左右，对整个电 站组件表面清洗遍的用水量只有，每个月清洗三遍，全年的用水量。 即便是微水清洗，冲洗后的废水也应该再生利用，因为再生水利用对缺水地区有重要 意义，既可以缓解用水紧张局面，开辟新鲜水源，实现分质用水，又能从源头上削减污染 水量，减轻环境负荷，是节能减排的项重要内容，同时实现了社会效益环境效益战 略效益和经济效益的有机统。 本工程中的再生水利用是基于光伏电场内有大量不透水的太阳能板，而当地的大风沙也使得太阳能板需要定期冲洗以保证发电效率，太阳能板的冲洗废水和降雨时的截留雨水 都可以被再利用。通过对甘肃地区节水利用实例的研究和改良，同时考虑经济因素，确定 本工程中再生水利用的基本措施如下在场地内每块太阳能板沿设置专用导流装置作为板 的屋檐来收集冲洗水和雨水，见右图，下方建造集水明沟，每条明沟连接只集水 窨井，板的冲洗废水和收集到的雨水通过明沟汇入集水窨井储存，经过自然沉淀后取上清 液作为再生水回用。 由于原水基本无有机杂质，沉淀后的再生水水质接近城市杂用水，可用于冲洗太阳能 板道路浇洒绿化灌溉以及补充消防水池等。 通过再生水利用，每年预计可节约新水量约吨。 抗风沙设计方案 太阳能光伏发电场东西北三个方向采用实体围墙，围墙高度不低于南 侧正对国道的围墙采用镂空结构，以满足光伏电站对外宣传展示的需要。 东西北靠近围墙区域有选择地种植绿化，可起到固沙防风的作用。绿化植被 树种选择原则如下北面围墙区域绿化树种选择以高大树种为主，如银白杨椿树等 东西两侧围墙区域绿化树种选择以低矮乔木灌木为主，如馒头柳碧桃紫叶李 连翘等南侧围墙区域绿化树种选择以花卉为主丁香月季贴梗海棠等。 所有围墙绿化树木均离开光伏阵列定距离，同时加强绿化树木生长期的树形控制， 以不影响光伏组件光照条件。 未开挖区域不破化表面砂砾层，开挖区域还土时，表层进行筛选控制，以保证表 层砂砾石覆盖。 盐渍土地基处理 通过对光伏电场厂址地质的分析，场地地表以内的土中所含的亚氯盐及硫酸盐， 含量范围值为，为弱中盐渍土。而生产生活用水可能对建筑物周围的岩土 产生次生盐渍化和对混凝土及钢结构的腐蚀性，又可能对光伏电场安全运行产生影响。为 此，采取了以下措施 防水措施 室外散水适当加宽不小于，散水下部做不小于的沥青砂或厚度不小于 的灰土垫层，防止下渗水流溶解土中的可溶盐而造成地基的溶陷绿化带与结构物 距离应适当放大严格控制绿化用水，严禁大水漫灌。 防盐胀措施清除地基表层松散土层及含盐量超过规定的土层，使基础埋于盐渍土层以下，或采用 含盐类型单和含盐量低的土层作为基础持力层或清除含盐量高的表层盐渍土取而代之 以非盐渍土类的粗颗粒土层碎石类土或砂土垫层，隔断有害毛细水的上升。 太阳能资源 敦煌市位于甘肃省西部河西走廊西端，全区地处内陆，属典型的暖温带干旱性气候。 气候干燥，降雨量少，蒸发量大，昼夜温差大，四季分明，光照充足。太阳能资源较为丰 富，多年平均年日照时数在小时左右，多年平均年太阳辐射量约为，适合 建设太阳能光伏发电项目。 敦煌地区进行太阳辐射要素观测的只有气象部门，且仅有敦煌市气象站家进行太阳 辐射要素观测，该站位于敦煌市郊的三危乡豆家墩村详见图，为国家基准气象站， 其对数据采集处理及设备的维护都遵循严格的规程规范，因此从系统性和可靠性角度 出发，其提供的太阳辐射观测数据具有较高的参考价值。 根据敦煌地理地貌特点，本项目所在地与敦煌气象站同属党河冲积构成的内陆平原 带，围地形地貌基本相似，均无山地丘陵，地面海拔高度都在米左右。本项目所在 地与敦煌气象站直线距离只有公里，距离较近，纬度跨域范围只有分左右。另外， 光伏电站厂址远离城市中心，气象站所在地域同样位于城市郊外。虽然敦煌市近几年发展 较快，城市人口增长较多，但由于城市总体规模较小，城市化特征不明显。因此，由城市 化带来的局部小气候对太阳辐射的影响基本没有，故敦煌气象站与本工程厂址所在地的气 候环境基本致，太阳能资源观测资料可用作本太阳能光伏发电场太阳能资源分析。 从年年敦煌气象站辐射量统计情况来看，年总辐射量有总体逐年向上攀 升的趋势，这与当地湿地环境消退，雨量减少，气候变得干燥相吻合。由于敦煌当地太阳 辐射量存在总体向上缓慢攀升的趋势，且引起的变化原因比较明确，因此我们认为三十年 的平均值已经不能完全代表未来太阳辐射变化的趋势。另外，由于最近二十年的平均值因 为存在年年之间太阳年总辐射量的大幅波动，也不能完全代表未来太阳辐射 变化的趋势。而近十年的太阳辐射量波动幅