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表5 建设项目工程分析

设置字体大小:【 】 【打印】 【页面调色板  发布时间:2018-06-14


5 建设项目工程分析

5.1建设地点及规模

1、建设地点

本工程位于门源县城北7.1km的北山乡沙沟梁后山集体草场,场区西侧G227国道约20km、南侧距S302省道约7km,有乡村公路接入,现状交通条件较好。场址四周均为草场,属于基本草原,植被比较发育,主要为牧草。西侧和南侧有分散的坟茔。

2018424日,门源县扶贫开发工作指导小组第1期会议纪要中,同意本工程选址(附件三);201859日,门源县住房和城乡建设局出具了本工程不需办理“两证一书”的说明(附件四)本工程总占地面积192281m2,其中箱变及10kV开关站占地1146m2需转为建设用地,应取得相关手续。

2、建设规模

本工程装机规模为10.7MW,每个光伏子方阵的规划容量为2.0MWp,采用310Wp单晶硅光伏组件,组件总数34364块;每22块光伏组件构成一个光伏组串,共1562个组串;1台逆变器最大接入12串光伏组串,需配置13275kW组串式逆变器,3541出的交流汇流箱。本光伏电站在运行期25年内的总上网电量为40498.37kW?h,平均年上网电量为1619.93kW?h,平均等效满负荷年利用小时数约为1523h

3、选址可行性分析

1)交通条件

本工程位于门源县北山乡沙沟梁后山集体草场,场区西侧距G227国道约20km、南侧距S302省道约7km,有乡村公路接入,现状交通条件较好。

2)光辐射资源

本项目代表年太阳总辐射量为5859.3MJ/m2,多年平均日照时数为2553小时;参照《太阳能资源等级总辐射》GB/T31155-2014太阳能资源丰富程度评估指标(总辐射年总量:50406300MJ/m2·a,属资源很丰富),本项目地太阳能资源属资源很丰富地区;稳定度Rw0.51属于的太阳能资源很稳定地区。从太阳能资源利用角度来说,门源县建设并网光伏电站是可行的。

3)场地条件

场地区域地貌为低高山夹宽阔的大通河谷阶地地貌,拟建场地微地貌为大通宽阔河谷阶地向缓向脊状高山过渡的二级山体的缓斜坡地段,地形坡度为左右,地形高程在3269m3347m,地形高差在10m25m间,山脉走向呈北西向。影响场地的周边没有较大流量的河流,发育于其间的沟谷多呈南北走向且大致等距分布,场地两侧的沟谷浅缓,沟谷流量较小为0.2L/S1.5L/S之间,与拟建场地的高差在10m15m间,地表水主要为冰雪融水补给。

4)环境条件

拟建场区地形开阔平坦,周围无高大建筑物,不会产生遮光等不利于光伏发电的情况,最大程度发挥太阳能资源优势。

5)生态环境

本工程所在区域为基本草原,应严格按照要求办理相关的草原征用使用手续,并进行相关补偿,施工期对生态环境有一定的影响,但这些影响通过加强管理和实施环保措施可以得到减缓,并可使临时破坏的生态环境得以恢复,不得占用国家级林地保护区及周边基本草原。

本工程所在区域为草,周围无自然保护区、受保护的文物古迹,也无居民区等环境敏感保护目标。场址占地远离军事设施、机场及人口密集区,从环境保护及生态影响角度考虑,选址合理。

综上所述,工程场址开发条件好,是建设光伏电场的理想场址。

5.2总平面布置

本工程有生产基地和管理与生活基地两个区域。生产基地涉及光伏阵列、配电室等生产设备设施;管理与生活基地有办公室、会议室等,为保障生产基地的设施条件,方便工作人员生活,还配备食堂、生活电器(空调、冰箱、洗衣机、电视等)和适量的休息室(标准间)。

场址区总体呈北西向不规则多边形展布,东西最长约1.078km,南北最宽约588m,场内原始地面高程为3244m左右。根据光伏场区布置原则,本工程域总共布置5个子方阵,共计1562个光伏组串,光伏场区总占地面积:192281m2

光伏场区内的道路满足施工及光伏组件安装和运输条件,同时后期行维护的要求,坡度不宜过大,尽量利用原有道路。

光伏场区设置2个以上出入口,采用防护网围栏,围栏长度为2155m

本工程总平面布置图见图5.2-1拐点坐标见表5.2-1,技术经济指标见表5.2-2

5.2-1  本工程场拐点坐标

 

点号

西安1980坐标,L0=102°

西安1980坐标,L0=99°

Xm

Ym

Xm

Ym

J1

4146390.287

468475.077

4149614.003

733953.964

J2

4146390.287

468411.072

4149611.963

733889.949

J3

4146233.026

468411.072

4149454.678

733894.960

J4

4146233.026

468704.496

4149464.028

734188.430

J5

4146112.410

468704.496

4149343.393

734192.273

J6

4146112.410

468851.208

4149348.068

734339.008

J7

4146103.410

468851.208

4149339.067

734339.295

J8

4146103.410

468955.617

4149342.394

734443.720

J9

4146065.410

468955.617

4149304.388

734444.931

J10

4146065.410

469009.920

4149306.118

734499.243

J11

4146484.258

469009.920

4149725.032

734485.896

J12

4146484.258

468714.496

4149715.618

734190.426

J13

4146493.258

468714.496

4149724.619

734190.139

J14

4146493.258

468411.072

4149714.950

733886.668

J15

4146412.642

468411.072

4149634.322

733889.237

J16

4146412.642

468475.077

4149636.361

733953.252

备注:L0中央子午线经度。

 

5.2-2本工程技术经济指标

序号

名称

单位

数量

1

总占

m2

192281

2

新建场内施工道路

km

2.11

新建开关站进站道路

km

0.02

3

围墙

m

118

4

碎石铺地面积

m2

9444

5

挖方

m3

16850

填方

m3

9775

6

工程静态投资

万元

6640.82

工程总投资

万元

6673.32

单位千瓦投资(动态)

/kWp

6272

单位电量投资(动态)

/kWh

4.12

5.3工程组成

1、光伏阵列

本期项目总装机容量为10.7MWp,太阳能电池阵列由5个子方阵组成,每个子方阵由310路或322路光伏组串并联而成,光伏组串由22个光伏组件串联而成。电池组采用单晶硅电池310Wp组件,并按倾角38°固定安装在支架上。

2、逆变器

本工程采用75kW组串式逆变器不需修建逆变器室,重量为73kg(含挂架),安装方式为壁挂式。10.7MWp单晶硅电池分为5个光伏子方阵,1台逆变器最多可以接入12串光伏组串,共需要132个组串式逆变器。

本工程选用的逆变器参数见表5.3-1

5.3-1  本工程选用的逆变器参数

输入(直流)

最大输入功率

82500W

最大输入电压

1100V

MPPT电压范围

200V1000V

MPPT数量

6

每路MPPT最大输入组串数

2/2/2/2/2/2

最大输入路数

12

输出(交流)

额定输出功率

75000W

额定输出电压

500V

最大输出电流

95.3A

输出电网频率

50Hz

总电流波形畸变率

3%(额定功率)

功率因数

0.8超前…0.8滞后

保护

输出过流保护

支持

输入反接保护

支持

直流浪涌保护

TYPE

交流浪涌保护

TYPE

系统

最大效率

99.00%

中国效率

98.5%

防护等级

IP65

工作温度范围

-25+60

相对湿度

0100%

冷却方式

自然对流

机械

尺寸(××)

1075×555×300mm

重量

73kg

3、箱变

4台逆变器汇入一台交流汇流箱,汇流箱通过交流电缆汇至110kV升压箱变,本工程共5台箱变。

4、集电线路

本光伏电站共由5个电池方阵组成,通过210kV集电线接入10kV配电装置母线侧。场内集电线路采用直埋敷设电缆的方式。

510kV开关站

本工程开关站总布置总体考虑了进站道路、进出线走廊等各方面因素,进行统筹安排,统一布局。站区总布置在满足生产要求的前提下,尽量减小占地面积。

开关站围墙中心线长34m,宽28m,实际占地面积952m2,房屋总建筑面积200m2,其中,综合楼占地面积150m2,配电室占地面积50m2。开关站四周围墙为铁艺围墙,大门为电动推拉门。

开关站内设置了路面宽度为4.0m的场内公路供设备运输用。站区内未利用空地规划为绿地。开关站技术经济指标详见表5.3-2

5.3-2 开关站技术经济指标表

序号

项目

单位

数量

1

站区总用地面积

m2

952

2

总建筑面积

m2

200

3

容积率

 

0.16

4

建筑密度

%

16

5

绿化率

%

16

6

道路硬化面积

m2

350

6、交通道路

交通道路由场外交通和场内交通组成。

场外交通条件乡道道路的宽度和承载力均可以满足运输要求,无需改建。其他建筑材料也可用汽车直接运送至工地。

场内交通运输太阳能光伏电场道路设计以满足消防、检修维护和巡视需要为主要目的。本设计充分利用布置太阳能电池板矩阵之间的有效距离和现有乡村道路,作为场区道路,以减少场区的用地。

光伏电场场内道路为新建道路,从现有村道上引接,新建场内道路长度约为0.92km,道路路基宽为4.0m,路面宽为4.0m,最小转弯半径15.0m,路拱坡度2%。光伏设备组件整体尺寸不大,对运输道路要求不高,为节约投资,对道路范围内的场地稍作平整硬化处理,上铺15cm厚泥结碎石作为场区路面。

本工程工艺流程图见图5.3-1

 

 

 

 

 

5.3-1 本工程工艺流程图

5.4电气

1、接入系统方案

本工程拟通过210kV集电线路接入10kV开关站。以110kV线路接入县城110kV变电站,线路长度约为7.1km

2、电气主接线

本工程采用组串式逆变器方案,逆变器容量75kW。采取12个组串汇至一台逆变器,4台逆变器汇入一台交流汇流箱,汇流箱通过交流电缆汇至110kV升压箱变,210kV线路接入光伏电站10kV配电装置,并通过110kV出线接入县城110kV变电站,主接线采用单母线接线形式。

3、主要电气设备选择

本工程主要电气设备选择原则为:在满足正常运行、短路和过电压等各种要求的前提下,选择有成熟运行经验、技术先进、安装运行维护方便和经济合理的产品。电气设备应选用满足3000m海拔高度电气设备。

110kV箱式升压变电站

本工程10kV箱式变电站选用户外型箱变。

箱式变电站主要参数见表5.4-1

5.4-1 箱式变电站主要参数表

1)型式

型式

箱式升压变电站

2)额定电压

(a) 高压

10kV

(b) 低压

0.5kV

3)额定频率

额定频率

50Hz

4)额定绝缘水平

(a) 工频1min

35kV

(b) 雷电冲击耐压

75kV

5)三相双圈干式变压器

(a) 型号

三相、自冷、无载调压升压变压器

(b) 额定容量(高压/低压1/低压2

2000kVA

(d) 接线组别

Dy11

(e) 额定电压比(高压/低压1/低压2

10±2×2.5%/0. 5kV

(f) 调压方式

无励磁调压

(g) 冷却方式

自冷

(h) 阻抗电压(高压绕组为基准)

4.50%

(i) 中性点接地方式

不接地

6)氧化锌避雷器

(a) 额定电压(有效值)

17kV

(b) 最大持续运行电压(有效值)

13.6kV

(c) 雷电冲击残压(8/20μs,有效值)

50kV

7)防护等级

外壳

IP54

210kV配电装置

10kV配电装置选用10kV高原型预装式开关柜,主要元件技术参数见表5.4-2

5.4-2 10kV高原型预装式开关柜主要元件参数表

1)断路器

(a) 型式

真空

(b) 型号

KYN28A-12

(c) 额定电压

12kV

(d) 额定电流

630A/1250A

(e) 额定频率

50Hz

(f) 额定短路开断电流

31.5kA

(g) 额定短路关合电流(峰值)

50kA

(h) 额定短时耐受电流/时间

25/4s

(i) 额定峰值耐受电流

50kA

(j) 机械寿命

≥30000

2)电流互感器

(a) 额定电压

10kV

(b) 额定电流比

详见主接线图

(c) 额定短时耐受电流和持续时间

25/4s

(d) 动稳定电流

50kA

(e) 级次组合

0.2S/0.5S/5P30/5P30

3)避雷器

(a) 持续运行电压(有效值)

13.6kV

(b) 1mA直流参考电压不小于

25kV

(c) 操作冲击残压(峰值)

42.5kV

(d) 雷电冲击电流残压(5kA 峰值)

50kV

(e) 陡波冲击残压(5kA 峰值)

57.5kV

(f) 2ms方波通流容量18

75A

4)电压互感器

(a) 额定电压

10kV

(b) 额定频率

50Hz

(c) 准确等级

0.2/0.5(30)/6P

5.5主要配套工程

1、供水水源

保证站区生产生活用水需要,从附近村庄取水,引水管线长约4.5km。生活用水通过引水系统并净化后,存于生活水箱中供生活直接取用。

2、日最大用水量

开关站内用水包括生活用水、杂用水、管网漏失和未预见水量等。

1)生活用水

开关站的运行人数按1人考虑,生活用水包括日常用水、淋浴用水和食堂用水等,生活用水按普通住宅3级计算,取均值116L/d计算,则年生活用水耗水量为116×365×1=42.34t/a

2)杂用水

杂用水包括洗车用水、绿化用水、冲洗道路用水。用水量约为5m3/d

3)管网漏失和未预见水量

管网漏失和未预见水量按生活用水和杂用水之和的10%计,水量约为0.7m3/d

3、排水及污水处理系统

室内污、废水合流,室外污、雨水分流。排水立管采用U-PVC排水管。自然降雨通过排水沟排放。站内沿围墙及建筑物四周设置排水沟,排水沟深0.3m,宽0.4m,纵向坡降按0.5%控制,做水泥砂浆衬砌。

开关站内日常维护及相关人员较少,生活污水排放量小,所有粪便污水,生活设施间废水等排入化粪池中进行处理,达到二级标准后用于绿化,不外排。

4光伏组件清洗方案

光伏组件上的污浊物主要为小沙石,对发电量影响显著,主要表现为:一是会影响光线的透射率,进而影响组件表面接收到的辐射量;二是组件表面的污浊因为距离电池片的距离很近,会形成阴影,并在光伏组件局部形成热斑效应,进而降低组件的发电效率,甚至烧毁组件。电站运行过程中必须对电池组件进行清洗,以保证电池组件的发电效率和防止由于污垢引起的热斑对电池组件造成烧毁。

本工程光伏组件表面定期清洗,一般两月一次,清洗时间安排在日出前或日落后。考虑到本工程特点和当地气象条件,本工程拟利用清洗水车为主,即将清洗水车和维护人员配合,利用车载水箱、水泵及水管对光伏组件表面进行清洗。首先车载水箱将水运至光伏阵列附近,然后人工利用软管对光伏组件进行冲洗。

5场区除草方案

如果场区杂草高度超过光伏组件安装高度,将会产生阴影遮挡,不仅带来发电量的损失,还可能引起热斑等安全隐患。本光伏电站主要采用人工除草,在雨水来临24周,新草约30cm高时,进行第一次除草剂喷施,在当年雨水结束阶段择机进行第二次除草剂喷施,在当年雨水彻底结束后,进行人工割草,将死后没有腐烂的草及植物割除,防止火灾隐患。

5.6土建工程

1、光伏阵列支架

基础采用直径为300mm的钢筋混凝土钻孔灌注桩基础,C30钢筋混凝土,长度为2.5m,地上0.3m,地下2.2m。强风化砂岩作为地基持力层。下阶段根据详勘资料,优化桩长及基桩型式。

由于光伏支架基础上部荷载较小,主要受力荷载为风荷载,对地基力学要求相对较低。本工程拟采用钢筋混凝土灌注桩,可根据地基岩层土的极限摩阻力和端桩横截面面积确定桩长。根据场区地形地貌、地层岩性及不良地质范围,本区域地质情况对光伏支架地基稳定影响较小,因此本阶段不做地基处理。

2、逆变器、箱变、集装箱

1)逆变器安装设计

本工程中逆变器最大尺寸为1075 mm(深)×555mm(宽)×300mm(高),最大重量为73kg(含挂架)。由于荷载不大,不考虑设置逆变器基础。根据现场实际情况,通过螺栓将逆变器固定在光伏支架上。

2)箱变基础设计

本工程共510kV箱变,基础按天然地基上的浅基础进行设计,采用现浇钢筋混凝土独立基础。基础平面尺寸为6.5m×4m(长×宽),下部为4.4m×1.9m(长×宽)的电缆坑,电缆坑开挖深度为1.6m

为使箱式变压器不受地表水影响,工作平台高出地面0.5m左右。基础混凝土强度等级为C25,基底铺设C15素混凝土垫层。

基坑临时边坡按1:0.5进行开挖,开挖完毕后立即浇筑100mmC15素混凝土垫层封闭,待垫层混凝土凝固后,再进行基础钢筋混凝土的施工。基础拆模后,四周侧回填碎石土并夯实。

3)集装箱基础设计

本工程共5台预装式集装箱,基础按天然地基上的浅基础进行设计,采用现浇钢筋混凝土独立基础。

为使继电保护室不受地表水影响,工作平台高出地面0.5m左右。基础混凝土强度等级为C25,基底铺设C15素混凝土垫层。

基坑临时边坡按1:0.5进行开挖,开挖完毕后立即浇筑100mmC15素混凝土垫层封闭,待垫层混凝土凝固后,再进行基础钢筋混凝土的施工。基础拆模后,四周侧回填碎石土并夯实。

3、集电线路

本站区集电线路采用电缆直埋的敷设形式。直埋电缆沟长度约为0.924km。电缆敷设完毕后,上部再铺10cm厚细砂,用混凝土板或砖压顶保护,最后回填碎石土,并沿电缆路径埋设电缆标示桩。

410kV开关站

开关站房屋建筑只有综合楼,一层,框架结构。建筑高度3.9m,建筑面积为150m2;配电室占地面积为50m2。综合楼内主要设有休息室、生活设施间、备品备件室等。为框架结构,墙厚除特别说明外,内、外墙均为240mm

楼面及屋面板采用现浇钢筋混凝土梁板结构,基础采用条形基础或混凝土独立柱基础。

5、其他工程

主要包括生活给水箱、施工临时蓄水池、场区道路、施工道路、场地平整等工程。

本工程主要土建工程量见表5.6-1

5.6-1  本工程主要土建工程量一览表

序号

项目名称

单位

工程量

备注

光伏区阵列支架及土建工程

 

 

 

1

阵列支架钢材

t

437

铝合金材质

阵列基础

 

 

 

2.1

C30混凝土

m3

1457

 

2.2

钢筋

t

87

 

2.3

钻孔长度(300mm直径孔洞)

m

18975

 

箱式变压器基础

 

 

5

3.1

土石方开挖

m3

210

 

3.2

土石方回填

m3

120

 

3.3

垫层混凝土(C15)

m3

8

 

3.4

混凝土(C25)

m3

59

 

3.5

钢筋

t

4

 

3.6

预埋槽钢

t

0.69

 

3.7

镀锌钢管

m

25

 

光伏区场平工程量

 

 

场地约288

4.1

土石方开挖

m3

5817

 

4.2

土石方回填

m3

5235

 

浆砌石排水沟

 

 

长度约2.11km

5.1

土石方开挖

m3

1008

 

5.2

土石方回填

m3

202

 

5.7施工组织及总体布置

1、施工条件

1)自然条件

工程区位于门源县属高原寒温湿润性气候。日照时间长,太阳辐射强,昼夜温差大,全年日照时数2264.8h2739.8h,年太阳辐射130.68MJ/m2,气温日较差11.617.5,年平均气温0.5,历史最高气温29.51999年),最低气温-34.11979年)。降雨集中、雨热同季,年降水量523.3mm,年平均蒸发量1762.8mm;冬长寒冷,夏短凉爽,植物生长期为100150d,无绝对无霜期,自然灾害主要有干旱、冰雹、霜冻、风沙等。

2)交通运输条件

工程位于门源县县城北7.1km的北山乡沙沟脑村沙沟梁后山集体草场,场区西侧距G227国道约20km、南侧距S302省道约7km有乡村公路接入,现状交通条件较好

3)场区现场施工条件

本光伏场区分布在相对集中的五个区域,对场区内路面进行硬化处理,以便于后续施工。

4)场区施工条件及建筑材料、施工供水、施工供电等

本工程所需的主要材料为砂石料、水泥、钢材、木材、油料等。其中,钢筋、油料、砂石料及木材等可从门源县采购,水泥可以利用原水泥厂生产的水泥。施工用水从附近河流中取水。施工用电由柴油发电机供电。

2、施工总布置

本工程场区内施工临时分区主要有施工生活区、材料堆场、混凝土搅拌站、综合仓库等生产、生活分区。施工工期较短,光伏电池组布置集中,初步考虑施工区按集中原则布置在较为平坦空旷位置。从安全及环保角度出发,生活区靠近仓库,远离混凝土搅拌站。

施工总平面布置按以下基本原则进行:

1)施工总布置遵循因地制宜,利于生产、生活,方便管理,安全可靠、经济适用的原则。施工场、临建设施布置应当紧凑合理,符合工艺流程,方便施工,保证运输方便快捷,尽量做到运输距离短,减少二次搬运,充分考虑各阶段的施工过程,做到前后照应,左右兼顾,以达到合理用地,节约用地的目的。

2)充分考虑太阳能电池组件的布置特点。总平面布置尽可能做到节约投资,降低造价。

3)结合当地的条件,合理布置施工供水与施工供电。施工机械布置合理,充分考虑每道工序的衔接,使加工过程中材料运输距离最短。施工用电充分考虑其负荷能力,合理确定其服务范围,做到既满足生产需要,又不产生机械的浪费。

4)施工期间施工布置必须符合环保要求,尽量避免环境污染。材料堆放场地应与加工场保持合理距离,既方便运输又要考虑防止施工过程带来的火险可能性。

5.8占地面积

本工程总占地面积192281m2。具体占地见表5.8-1

5.8-1本工程占地面积一览表

 

序号

占地设施

面积

1

5个箱变

130m2

10KV开关站

1016m2

2

光伏组件和道路

191135m2

合计

192281m2288.4215

5.9工程建设计划

本工程计划于201810月底前投产,定员编制1人。

5.10公众参与

门源县扶贫开发投资有限公司于201865日,在门源县人民政府网站上进行了该项目的第一次公示,并在北山乡公告栏进行了张贴(附件六)。


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