協合光伏電站150KWp屋頂分布式光伏發電項目投資收益初探

趙琦

摘要：協合光伏電站150KWp屋頂分布式光伏發電項目利用陜西榆神協合光伏電站內升壓站綜合樓等建筑屋頂以及升壓站空余地域建設的車棚屋面安置光伏組件。解決電站內生活生產用能需求，調節優化電站內的用能結構，提高廠內供電可靠性。同時，該項目現已建成并經一年的實際運行分析，項目的技術方案、社會效益及經濟效益得到初步驗證，具有商業化推廣潛能。

關鍵詞：屋頂分布式光伏發電項目 設計技術 經濟收益

1.總體說明

協合光伏電站150KWp屋頂分布式光伏發電項目位于陜西省榆林市榆神工業區清水工業園以北，陜西榆神協合光伏電站辦公區、升壓站工程內。主要利用廠內升壓站綜合樓、SVG閥室、SVG配電室以及升壓站空余地域建設的車棚屋面安置光伏組件。能夠解決陜西榆神協合光伏電站升壓站內生活生產用能需求，調節優化電站內的用能結構，提高廠內供電可靠性。

1.1項目資源狀況

榆林市是中國日照高值區之一，在陜西省日照時間最長，年平均日照時數 2593.5？2914.4小時，東北部最高，南部最低。一年之中5？8月日照較多，12？翌年2月份較少，年滿負荷利用小時數1228小時，屬于太陽能資源豐富區，具有較好普及利用太陽能資源條件，非常適宜太陽能資源的利用建設。

1.2配電運行情況

陜西榆神協合光伏電站廠用電采用雙電源供電，主供電源引自園區10kV公用電網，備用電源引自廠內35kV接地變二次側，配置一套雙電源自動切換裝置。站用電電壓等級采用 380/220V，三相四線制，單母線接線。

1.3用電負荷情況

根據陜西榆神協合光伏電站資料，升壓站內月耗電量為2萬kWh，電價采用0.49元/kWh的統一電價，負荷為本工程控制室生產用電、逆變器室用電，消防用電、應急照明屬于二級負荷，其余均為三級負荷。

2.設計原則

2.1考慮供電經濟性及電網接入條件，該項目的運行方式采用并網方式；

2.2系統設計及運維采用無人值守的方式運行，降低整個系統的維護工作量；

2.3電力優先供給廠內用電，發電余量反送電網；

3.項目技術方案設計

本項目在陜西榆神協合光伏電站廠區內建造分布式光伏電站，預計安裝504塊單個容量為305Wp的多晶硅光伏組件，總裝機容量為153.72kWp。地面按最佳傾角安裝，彩鋼板屋頂組件采用沿屋面傾角平鋪安裝，混凝土屋面和車棚屋面采用10°傾角安裝。

由組件安裝區域及現有資料，初步設計各區域組件安裝容量、逆變器配置情況和并網方式如下：

3.1 光伏組件選型

本項目為與原光伏發電項目匹配，便于統一維護與管理，選用與陜西榆神協合光伏電站相同類型組件，即305Wp的多晶硅光伏組件。

3.2 并網逆變器選型

并網逆變器是光伏并網發電系統的核心轉換設備，它連接直流側和交流側，對于光伏系統的轉換效率和可靠性具有舉足輕重的地位，需具有完善的保護功能、優質的電能輸出性能。逆變器選擇應綜合考慮目前已商業化的各種型號、安裝容量、電纜損耗等因素。本項目選用華為組串式逆變器，共選用1臺SUN2000- 36KTL組串式逆變器和2臺SUN2000- 60KTL- M0組串式逆變器。地面部分配置一臺SUN2000- 60KTL- M0組串式逆變器，綜合樓、SVG閥室和車棚配置一臺SUN2000- 60KTL- M0組串式逆變器，配電室配置一臺SUN2000- 36KTL組串式逆變器。

3.3電纜型號

根據選型條件，本項目所選用電纜的型號規格如下：

3.3.1從光伏陣列串輸出至組串式逆變器電纜選用PV 1- F 2×4mm2；

3.3.2組串逆變器輸出至并網柜電纜選用ZC- YJV22- 0.6/1- 3*35mm2；

3.3.3并網柜輸出電纜選用ZC- YJV22- 0.6/1- 3*95mm2+50mm2。

3.4 組件支架設計

3.4.1支架選型

支架采用Q235B冷軋鋼板或者鋁型材，材質的選用和支架設計應符合國家標準《鋼結構設計規范》GB50017的規定。

3.4.2傾角設計

本項目為了最大化利用屋頂面積，地面固定式支架安裝組件傾角為36°。彩鋼屋面組件采取沿屋面角度平鋪的安裝方式。混凝土屋面和車棚屋面的組件綜合考慮輻射量和裝機量，采取固定式支架安裝，安裝傾角為10°。

3.5光伏并網方式

電站組件采用305Wp多晶硅光伏組件。根據站地面積和現場實際情況及業主的需要選用組串式逆變器。

太陽能電池組件經太陽光照射后，形成低壓直流電流，電池組串聯后經電纜送至光伏逆變器，經逆變為交流電流后，經并網柜并網接入，接入系統根據國網榆林公司經研所出具《協合光伏電站150kWp分布式光伏發電項目接入系統方案》，具體接入方案為：協合光伏電站150kWp分布式光伏發電經并網逆變器匯流后，采用1回380V低壓電纜線路將分布式光伏接入用戶配電室母線，需新建截面為95mm2的電纜線路約80m，生產的電能主要用于滿足站內日常用電，多余電能送入電網，不足時從電網取電。光伏接入系統接線方案示意圖如圖所示。

4項目實施進度

本項目已于2017年內建設完成。

第一階段：2017年10月完成分布式光伏的技術方案、圖紙設計，取得項目備案、接入批復。

第二階段：2017年11月～12月完成分布式光伏項目的建設工作。

5發電量與效益分析

5.1 理論發電量

本項目多晶硅光伏組件總裝機容量為153.72kWp，安裝方式分為三種以下情況：

（1）地面固定式支架安裝組件傾角為最佳傾角36°；

（2）彩鋼屋面組件采取沿屋面角度平鋪的安裝方式；

（3）混凝土屋面和車棚屋面的組件綜合考慮輻射量和裝機量，采取固定式支架安裝，安裝傾角為10°。

經計算，得出本項目光伏陣列25年理論發電量為453.97萬kW·h，運行期多年平均發電量為18.16萬kW·h。根據項目實際發電量統計，2019年4月1日—2020年4月1日，年度發電量為18.7萬。

5.2經濟效益

根據國家發展改革委《關于調整光伏發電陸上風電標桿上網電價的通知》和國家發展改革委《關于降低燃煤發電上網電價和一般工商業用電價格的通知》，該項目按照前20年按自用電價0.91元/kW·h（含稅含0.42元/kW？h補貼）計算，后5年0.49元/kW·h（含稅）。

根據陜政發（2014）37號文件按裝機容量1W補貼1元可獲得裝機補貼15.372萬元（陜西省補貼含稅）。

5.2.1固定資產投資

根據工程投資概算，工程初始投資75萬元，投資補貼15萬元，實際投資60萬元。

5.2.2加權電價

現電站生產管理自用電采用0.49元/kWh的同一電價，屋頂光伏采用自發自用，余電上網模式，分布式光伏項目補貼為0.42元/kWh，光伏發電自用電部分電價為0.49+0.42， 即0.91元/kWh，余電上網部分電價為0.3545 （標桿電價）+0.42，即0.7745元/kWh。

分布式光伏平均年發電量約為18.82萬kWh。根據立項資料電站生產管理自用電約27.5萬kWh/年，如采用自發電源后每年度可節省下網電費達17.12萬，投資回收期約3.5年。

5.2.3社會效益分析

從社會效益來看，協合光伏電站150KWp屋頂分布式光伏發電項目的建設在改善電網結構及節能減排方面起著重要的作用，特別是能夠利用當地的自然潔凈能源為企業的生產運行提供有力的幫助和支持，促進企業的節資增收。因此，該項目有較好的社會經濟效益及良好的收益前景。

6總結

6.1本項目是針對陜西榆神協合電站廠用電設計的分布式光伏系統規劃設計，依據現行國家政策、電網公司要求以及國家行業標準進行建設。經一年的實際運行，該項目的技術方案、社會效益及經濟效益得到初步驗證。

6.2本項目方案設計合理，系統控制技術先進，為新能源應用提供了較好的示范意義，節能減排效果明顯。從設備性能、系統結構、運行方式、經濟效益及節能減排等各方面綜合分析，該項目切實可行。

6.3根據投產后實際發電量情況，本項目投資收益良好，為其他類似企業開源節流、降低運營成本提供了借鑒，具有商業化推廣潛能。

參考文獻：

1.《協合光伏電站150kWp分布式光伏發電項目接入系統方案》

作者：國網榆林供電公司經濟技術研究所