广东云浮市云安区400MWp光伏发电项目建议书

广东云浮市云安区400MW光伏发电
项目建议书
编制单位：广东国电龙源风电有限公司
广东汉潠新能源有限公司
编制日期：2020年5月17日
一．项目综合说明
1 .项目概况
云浮，又名石城，为广东省地级市，位于广东省西部，西江南岸，西面与广西交界。

地处北回归线南面，介于北纬 22°22′~23°19′，东经111°03′～112°31′之间。

依傍西江，东接珠江三角洲。

是连接广东珠三角和大西南的枢纽。

东与肇庆市、江门市、佛山市交界，南与阳江市、茂名市相邻，西与广西梧州接壤，北临西江，与肇庆市的封开县、德庆县隔江相望。

本项目位于云浮市云安区白石镇，地理位置为22.8°N，118. 8°E。

本项目在地见图1-1 所示。

图1-1 项目地理位置示意图
2．工程任务和规模
本工程所处地区太阳能资源为资源丰富级别，当地交通运输较为便利。

根据初步测算得出项目装机容量约为400MWp。

分三期建设，一期建设150MW,二期建设150MW，三期建设100MW。

总占地面积约一万亩。

发电采用“全额上网”模式，通过新建一座220kV 升压站，通过一回长度约 9km 的 220kV 架空输电线路接入白石镇500kV 变电站。

3．光伏系统总体方案设计及发电量计算
项目拟采用 500+Wp 多晶硅光伏组件，初步计划安装组件总数量为 798352 块，安装容量约为 400MWp，采用直流汇流箱，汇流箱分区介入集中式逆变器，通过35Kv升压变器集电线路接入新建220Kv 低压侧。

最后通过新建 220kV 升压站对外输出电力。

本项目 25 年累计发电量为 89450560 万 kWh，平均每年发电量为 3578024万kWh。

4. 电气设计
本工程设计装机容量为400MWp，光伏组件直流电经过直流汇流箱，再经过逆变器转化为交流电输入 35kV/1500kVA 变压器，通过 8 回集电线路，将电能汇集到 220kV升压站的低压侧35kV母线，通过
4台 100000/220/35kV 变压器，一回长度约 9km的220kV架空输电线路接入白石镇500kV 变电站。

5．农业种植规划
根据目前已运行农光互补光伏电站的实际情况，农业种植比较成功的的项目有三中类型：种植菌类，主要是香菇的种植；种植中药类，
如牛大力等；种植高附加值经济作物，如油牡丹等，下一步再根据当地土壤条件，选择合适的农作物。

二、太阳能资源
1．我国太阳能资源分析
地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。

资源丰度一般以全年总辐射量和全年日照总时数表示。

我国幅员辽阔，拥有独特的地理环境，从全国来看，我国是太阳能资源丰富的国家，全国总面积 2/3 以上地区年日照时数大于 2,000 h，具有发展太阳能得天独厚的优越条件。

图 2-1 是中国气象局发布的1978～2007 年我国年平均总辐射量的空间分布图。

图2-1 1978～2007年我国年平均总辐射量空间分布图
根据全年太阳总辐射量的大小，可将中国划分为 4 个太阳能资源丰富程度等级如下：
1、太阳能资源最丰富区域：地区年平均太阳总辐射量达6,300
MJ/m 2 以上，相当于 1,750 kWh/m 2 以上。

这一地区主要为青海西部和西藏西部等地，尤以西藏西部最为丰富。

2、太阳能资源很丰富区域：地区年平均太阳总辐射量为 5,040～
6,300 MJ/m 2 ，相当于 1,400～1,750 kWh/m 2 。

这一地区主要包括青海东部、西藏东部、新疆南部、宁夏、甘肃北部、内蒙古西部、云南西部等地。

3、太阳能资源较丰富区域：地区年平均太阳总辐射量为 3,780～
5,040 MJ/m 2 ，相当于 1,050～1,400 kWh/m 2 。

这一地区主要包括新疆北部、内蒙古东部、山东、山西、河南、河北、黑龙江、吉林、辽宁、陕西、甘肃东南部、湖南、湖北、安徽、广东、广西、浙江、浙江、江苏、云南东部、海南、台湾等地区。

4、太阳能资源一般区域：地区年平均太阳总辐射量小于3,780
MJ/m 2 ，即小于1,167 kWh/m 。

这类地区位于四川、贵州两省，是我国太阳能资源最少的地区。

二区域气候概况
广东降水充沛，年平均降水量在 1,300~2,500 mm 之间，全省平均为 1,777 mm。

降雨的空间分布基本上也呈南高北低的趋势。

受地形的影响，在有利于水汽抬升形成降水的山地迎风坡有恩平、海丰和清远 3 个多雨中心，年平均降水量均大于 2,200mm；在背风坡的罗定盆地、兴梅盆地和沿海的雷州半岛、潮汕平原少雨区，年平均降水量小于 1,400 mm。

降水的年内分配不均，4~9 月的汛期降水占全年的 80%以上；年际变化也较大，多雨年降水量为少雨年的 2 倍以上。

图2-2 展示的是广东省年总辐射与直接辐射分布图。

图2-2 广东省年总辐射与直接辐射分布图云浮市的主要气候特点是开汛偏晚、年平均气温略偏高、降水量正常略多；前汛期降水时段集中，降雨频次高，雨量分布不均；后汛期台风影响严重；入冬寒潮早、造成异常低温。

云浮市年平均气温22.1℃，平均降水量 1546.5mm，年日照时数1478.2 小时。

三．项目所在地太阳能资源分析
本光伏发电项目地理位置为 22.8°N，118.8°E，其发电量估算采用 Meteonorm 数据库所提供的水平面平均太阳辐照量数据作为基础数据进行分析。

本项目水平面与16°倾斜面月峰值日照小时数等详细数据如下表。

云浮当地水平面太阳辐射年总量可以达到4,413.6MJ/m 2 ，根据太阳能资源丰富程度等级表，属于太阳能资源丰富区域，该地区适合建设光伏电站。

表2-2 水平面平均太阳辐照量和峰值日照小时数
表2-3 16°倾斜面平均太阳辐照量和峰值日照小时数
三、光伏系统总体方案设计及发电量计算
1. 光伏组件选型
（1）光伏组件选型原则：
光伏组件要求具有非常好的耐火性，能够在严酷的环境下稳定可靠的运行，而且必须是市场的主流产品，生产和应用技术成熟，还必须得到专业的光伏机构的认证，如 TUV、UL、ISO 和 VDE 等。

（2）光伏组件技术特点：
目前，太阳能光伏电站应用技术中商业化发展的几种主流形式包括：晶体硅光伏组件电站、薄膜光伏组件电站和聚光光伏电站。

晶体硅光伏组件（Crystalline Silicon Photovoltaic Module ）晶体硅光伏组件是目前应用最为广泛的一种，包括单晶硅和多晶硅光伏组件，其中商业化单晶硅光伏组件转换效率可达16%～20%，多晶硅光伏组件效率可达15%～17%。

薄膜光伏组件(Thin Film Photovoltaic Module)
薄膜光伏组件主要种类包括非晶硅光伏组件，CIGS 薄膜光伏组件，CdTe 薄膜光伏组件等，主要用于功率小的电子产品市场和光伏建筑一体化项目中。

非晶硅光伏组件的优点在于其弱光效应好，光照较弱的阴天仍然可以发电，所需的硅薄膜厚度小，生产技术成熟，可以制作大面积光伏组件。

其主要缺点是转换效率低（8%～10%），在同样的光照面积下非晶硅薄膜光伏组件的发电功率只有晶体硅光伏组件的一半左右，此外，非晶硅薄膜组件还存在明显的光致衰减现象。

CIGS（铜铟镓硒）薄膜光伏组件，太阳电池是由 Cu（铜）、In（铟）、Ga（镓）、Se（硒）四种元素构成最佳比例而组成的，具有较高的光利用特性，转换效率在薄膜电池中较高，达到8%~12%，而且这种类型的光伏组件发电稳定性好，研究数据与成果认为其衰减是目前商用组件最低的。

除了应用于光伏建筑一体化以外，CIGS的一个重要的优点就是可以制作成柔性电池，应用于诸多的太阳能应用产品（太阳能背包，太阳能帐篷等）。

由于铟和硒都是比较稀有的元素，这类光伏组件发展相对受到一定的限制，国内未开始大规模商业化量产，成本相对较高。

CdTe（碲化镉）薄膜光伏组件具有光吸收性能好的特性，组件效率达 8%~12%左右，其一种组成元素 Te（碲）是地球上储藏量稀少的元素，工业上，Te 主要是由电解铜和冶炼锌的废料中回收得到，另一种组成元素Cd（镉）是重金属物质，有剧毒，此类光伏组件系统后期衰减较大，存在功率下降的问题，但其成本相对较低，已经大
规模商业量化生产，具有较为良好的经济收益。

聚光型光伏组件（Concentrated Photovoltaic Module ）聚光光伏是通过光学器件，将一定面积太阳光汇集到一个小面积上，借助可以在较高聚光比工作的太阳电池实现能量转换的光伏发电技术。

主要包括高倍聚光和低倍聚光技术。

与常规光伏系统相比，聚光光伏系统具有以下特点：
1、转换效率高：聚光光伏发电系统是商业化光伏技术中转换效率最高的；
2、跟踪精度要求高：聚光光伏发电系统几乎不能利用太阳的散射辐射发电，必须实施对日跟踪，确保其光学器件的可靠聚焦，对光伏跟踪精度要求十分高；
3、规模化能力高：与非晶硅和薄膜光伏发电系统相比，因极高的转换效率和较低的半导体材料用量，具有发展成为大型支撑电源潜力的太阳能发电方式，通过规划化配置，单一 CPV 电厂的生产能力可以达到 MW 级，甚至更大规模；
4、占地面积小：在同等发电量的情况下，CPV 电厂的土地占地面积比传统光伏组件阵列排布的光伏电站要小；
5、系统成本高：聚光光伏发系统需要跟踪太阳光与冷却太阳电池，增加系统发电成本。

高倍聚光光伏通常为双轴跟踪系统，聚光倍数一般为 500 倍和 1000 倍，主要使用 GaAs(砷化镓)电池，与太阳光谱匹配较合适，且能耐高温，在 250℃条件下光电转化性能仁很好，转换效率在 20%~30%之间；低倍光伏系统通聚光倍数只有几倍或几十
倍，主要通过硅太阳电池增加聚光系统和单轴跟踪系统实现。

（3）光伏组件选型
目前，全球光伏产业中晶体硅光伏组件的生产及应用技术是最为成熟的。

在未来若干年内，晶体硅光伏组件是全球市场的主流技术，光伏发电的应用仍将以晶体硅光伏组件为主。

通过晶体硅的类型对比分析，单晶硅：单晶硅的转换效率略高，同等容量太阳电池组件所占面积小，但是成本略高。

商业化单晶硅光伏组件转换效率可达16%～20%；多晶硅：多晶硅光伏组件生产效率高，转换效率略低于单晶硅，商业化多晶硅光伏组件的转换效率在 15%～19%，成本略低。

（4）光伏组件功率选择
根据国家能源局、工业和信息化部、国家认监委 2015 年 6 月1 日发布的《关于促进先进光伏技术产品应用和产业升级的意见》，多晶硅和单晶硅光伏组件全光照面积的光电转换效率（以含组件边框面积计算转换效率）分别不低于 15.5%和 19.0%。

在光伏发电系统标称最大功率相同的情况下，使用功率高（即效率高）的光伏组件提高光伏系统发电量，减少光伏组件使用量和占地面积。

从系统技术、经济合理性和市场供应分析，本项目拟采用峰值功率为 500+ Wp 的多晶硅光伏组件798352块，组件转换效率为 21 %。

（5）组件参数
本项目拟采用多晶硅光伏组件，该组件具有如下特点：
a）组件通过了 TUV 和 UL 检测机构认证，其在极端（温度、载荷、撞击）条件下仍具备良好性能；
b）权威第三方测试验证的良好弱光性能；
c）组件 25 年线性功率保证，每年仅 0.7%的线性衰减。

2. 逆变器选型
并网逆变器是光伏电站的核心设备之一，其基本功能是将光伏组件输出的直流电转换为交流电。

光伏发电系统使用的光伏并网逆变器必须具有高品质的电能输出。

目前，先进的光伏逆变器都配置有高性能滤波电路，使得光伏并网逆变器交流输出的电能质量很高，能够满足各项国家标准对公共电网的电能质量的各项要求，不会影响公共电网。

在运行过程中，光伏并网逆变器还可以实时进行电网检测使得逆变器的交流输出电流与电网电压的相位保持一致，功率因数能保持在相当高的水平，接近 1.0。

具体标准参见 GB/T 19939《光伏系统并网技术要求》。

此外，它还有最大功率跟踪控制、防孤岛效应等功能。

下文比较集中型逆变器与组串式逆变器的优缺点。

集中式逆变器一般用于日照均匀的大型光伏发电系统中，系统总功率大，一般
是兆瓦级以上。

集中式逆变器具有以下特点：
优点：
1）逆变器数量少，便于管理；
2）逆变器元器件数量少，可靠性高；
3）谐波含量少，直流分量少电能质量高；
4）逆变器集成度高，功率密度大，成本低；
5）逆变器各种保护功能齐全，电站安全性高；
6）有功率因素调节功能和低电压穿越功能、电网调节性好。

缺点：
1）直流汇流箱故障率较高，影响整个系统；
2）集中式逆变器 MPPT 路数较少，一般为 1 路，组件配置不灵活。

在阴雨天，雾气多的部区，发电时间短；
3）逆变器机房安装布置困难、需要专用的机房和设备；
4）逆变器自身耗电以及机房通风散热耗电，系统维护相对复杂；
5）集中式并网逆变系统中，组件经过两次汇流到达逆变器，逆变器最大功率跟踪功能(MPPT)不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点，当有一块组件发生故障或者被阴影遮挡，会影响整个系统的发电效率。

组串式逆变器适用于中小型屋顶光伏发电系统，小型地面电站。

组串式逆变器允许多路输入，每路或几路具有MPPT，能够很好的避免并联阵列因模块差异和遮影等因素给系统带来的影响，减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配情况。

组串式逆变器具有以下主要特点：
优点：
1）多路 MPPT 能够减少云层遮挡、组件朝向不一致、组件衰减不一致情况下对发电量的影响，发电量提升约 4%以上；
2）组串式逆变器的体积小、重量轻，搬运和安装都非常方便，不需要专业工具和设备，也不需要专门的配电室，在各种应用中都能够简化施工、减少占地，直流线路连接也不需要直流汇流箱和直流配
电柜等。

组串式还具有自耗电低、故障影响小、更换维护方便等优势；
3）能够快速更换逆变器，单一逆变器故障对发电系统影响较小；
4）支持不同型号的组件混用，方便更换和淘汰劣质组件，减少电站运维成本。

缺点：
1）电子元器件较多，功率器件和信号电路在同一块板上，设计和制造的难度大；
2）功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区，户外型安装长期风吹日晒易引起外壳和散热片老化；
3）逆变器数量多，总故障率会升高；
4）单台逆变器可以实现零电压穿越功能。

综上所述，本项目安装容量为400MWp，考虑后期维护便捷及经济性，建议采用1500kW 集中式逆变器。

3. 汇流箱的选择
汇流箱的选型主要技术指标为：绝缘水平、电压、温升、防护等级、输入输出回路数、输入输出额定电流等，并应具备防雷保护、防过流保护、隔离保护等保护功能，设置相应监测装置，确保防腐、防锈、防暴晒，防护等级不低于IP65。

汇流箱是光伏组件串并联汇集的关键装置，不同路数汇流箱的布局应结合子方阵总体线路压降损耗的控制、输入输出电缆的敷设路径并兼顾各汇流区内不同光伏组件串的容量均衡。

总的来说，一方面降低电缆直埋敷设时的土建量，节省实施费用；另一方面尽量消除光伏组件串及不同汇流区间的匹配差异
性，降低线路不合理压降损失（直流电压损失合计应≤2%），提高发电效率。

根据此项目拟配置逆变器的情况，本项目拟选用“16 进 1 出”的直流汇流箱。

4. 光伏系统总体方案设计
本项目初步测算安装容量为400MWp，项目为山地电站，面积约5328,000m 2 （10000亩左右），综合考虑成本与平衡发电收益，本项目拟采用1,500kW 集中式逆变器，光伏组件拟以优化16°倾角安装，项目场址红线见图 3-2。

项目现场地形地貌图3-3,3-4
图3-2项目场址红线图
图3-3项目现场地形地貌图（1）
图3-4 项目现场地形地貌图（2）
项目拟采用500+Wp 多晶硅光伏组件，最高转换效率可达 21 %。

初步计划安装组件总数量约7983528万块，安装容量约为400MWp，接入 4032台 16 进 1 出直流汇流箱，每 14 台汇流箱接入 1 台1500kW 集中式逆变器，共 266 台逆变器。

5. 发电量估算
1. 发电量估算
光伏电站发电量可按下式计算：
E=P×H×K
式中，H——峰值小时数（h）；
P——组件装机容量（kWp）；
E——发电量（kWh）；
K ——综合效率。

综合效率系数 K 包括：光伏组件类型修正系数、光伏方阵的倾角、方位角修正系数、光伏发电系统可用率、光照利用率、逆变器效率、集电线缆损耗、光伏组件表面污染修正系数、光伏组件转换效率修正系数。

1）关于综合效率系数 K 的计算
η1 为光伏组件类型修正系数，一般晶体硅电池取 99%；
η2 为光伏方阵的倾角、方位角修正系数，由于此处已经将水平面太阳辐射量转化为光伏方阵阵列表面的太阳辐射量，计算发电量采取的是光伏方阵阵列表面的太阳辐射量，因此此处取 1.0；
η3 为光伏发电系统可用率，根据经验，一般取 97%；
η4 为光照利用率，由于本方案中光伏系统设计符合相关设计标准，满足在项目
地真太阳时上午9 时至下午15 时内无阴影遮挡，因此，取1.0；
η5 为逆变器效率，本方案中选取的逆变器效率为 99%；
η6 为集电线缆效率修正系数，本设计方案中线路损耗约 3%，即集电线缆效率约
为 96.3%；
η7 为光伏组件表面脏污修正系数，根据经验，一般取 95%；
η8 为光伏组件转换效率修正系数，综合考虑所选用组件的温度系数、组件失配损失等因素，此处选取光伏组件转换效率修正系数93.9%。

综上所述，系统综合效率系数 K 等于上述各部分效率的乘积，即：
K=η1×η2×……×η8≈80%
2）系统发电量的衰减
光伏组件的输出功率在光照及常规大气环境中使用会有衰减，根据本项目拟采
用的单晶硅光伏组件，功率首年衰减 3.0%，后续线性年衰减0.7%，25 年共衰减 19.3%。

根据前文项目容量及辐照数据可以计算出每月的发电量和首年发电量。

发电量=系统安装容量×峰值日照小时数×系统总效率，计算结果见表 3-3。

表3-3 本项目第一年发电量
如表 3-3 所示，本项目预计第一年的总发电量为 39172.48 万 kWh。

2. 项目 25 年发电量分析
本项目第一年系统总效率为 80%，随后由于光伏组件实际功率的衰减，系统总效率逐年下降。

本项目拟采用单晶硅光伏组件，功率首年衰减 3.0%，后续线性年衰减 0.7%，25 年共衰减 19.8%。

假设本项目运营期为 25 年，运营期内光伏组件的功率呈线性衰减，并假设逆变器的转换效率没有发生衰减，即光伏系统总效率的衰减速率与光伏组件衰减速率完全一致。

据此预测本项目 25 年内的发电量结果见表 3-4。

表3-4 本项目25年内的发电量
从表3-4 中的数据可以预测本项目25 年累计发电量为894,505.60 万 kWh，平均每年发电量为 35,780.22 万 kWh。

四、工程投资估算及经济效益分析
1. 投资估算
本项目单位千瓦静态投资：4000元/KWp,测算项目静态总投资为16亿元。

2. 资金来源及资金比例
本论证报告暂按自有资金占工程静态总投资的 30%考虑，银行贷
款 4.3%，贷款年限为 10 年。

五、农业种植收益初步分析
本项目地处云浮市，场址除了规划建设光伏电站以外，同时利用光伏组件阵列下方土壤等空间进行农业种植，类似项目场景见图6-
1
图6-1 农光互补光伏发电站案例
初步规划可种植以下类型植物：
（1）菌类：如香菇，其他类似的光伏项目都已运营；
（2）中药材：如牛大力，别名猪脚笠、金钟根、山莲藕、倒吊金钟、大力薯。

为豆科豆科崖豆藤属植物，美丽崖豆藤。

牛大力以根入药，主要成份为蛋白质、淀粉质及生物碱等。

（3）经济作物：如油牡丹、铁皮石斛，已有光伏发电项目在规划该类经济作物。

油用牡丹规模化种植前景好、经济效益高，属国家新兴战略项目，各地政府积极扶持，是一个可以大力推动农村土地集约化、规模化经营，进行产业化运作的低风险、高回报、利国富民的好项目，
据某项目规划，若种植油牡丹，年收入 2 万多元/亩年。

下一步可根据当地土壤、气候条件，请农业专家进一步规划农业种植。

六、结论及建议
1、光伏发电项目具有良好的经济效益以及环境效益，结合农业种植进行光伏发电站建设，发展前景广阔，同时能为投资方带来可观的收益。

2、项目场址位于广东省云浮市，水平面太阳辐射年总量可以达到 4,413.6MJ/m 2 ，根据太阳能资源丰富程度等级划分，该地区属于太阳能资源丰富区域。

3、项目顺利建成之后，预计其 25 年累计发电量为894,505.60 万 kWh，平均每年发电量为 35,780.22 万 kWh。

项目有利于调整当地能源结构，促进当地工业经济的发展。

4、项目总投资约 16亿元，单位静态投资为4000元/KWp，即本项目在财务上具备可行性。

同时预测项目每年可产出约 6,000 多万元农业种植收入。

每年为当地可纳税约为2093.14万元。

5、此项目的实施，是对国家新能源政策的积极响应，是对投资方及社会环境等都有利的绿色环保项目。

6、太阳能是一种值得大力推广的清洁可再生能源，充分利用太阳能光伏发电符合当前的国家节能减排政策，发展光伏发电有利于经济建设与生态环境保护。

7.本项目土地属性已经确认，可以建设光伏发电项目。

外线接入
白石镇500Kv变电站已经和南方电网电力公司初步沟通。

广东国电龙源风力发电有限公司成立于2015年5月12日，是国家能源集团龙源电力集团股份有限公司与国电广东电力有限公司共同投资的合资公司，主要负责广东区域内风电、光伏发电项目的开发、建设和运营管理。

广东汉潠新能源有限公司致力于智能电网和清洁能源的研究、开发、投资和建设。

参与多个清洁能源项目的设计、施工和前期的拓展，具备丰富的清洁能源开发经验。

广东龙源和广东汉潠在湛江市已有成功合作项目。

云浮云安石底村400mw光伏发电项目总投资十六亿元以上，符合国家能源发展战略，符合国家光伏项目土地政策要求为更好更快推进项目建设，广东国电龙源风电有限公司和广东汉潠新能源有限公司将会在云浮共同投资成立项目公司，促进项目早日落地早日建成投产并网。