攀枝花西沟灰场分布式光伏发电项目评价

吴勇 刘黔蜀 徐众

摘 要：以攀枝花西区灰场分布式光伏发电站的建设过程及3年当中的运营数据为基础，对电站运营期间太阳能总辐射量、日照时数、有效利用日照时数、发电量以及光伏发电量与辐射量比值进行分析，同时计算光伏电站运营期间的节能减排量和经济效益。结果表明：每年3～5月发电量最大，运营期间总发电量达到849KW.h，节约标煤76.721t，节能减排创收可达1003.261万元，说明本项目的建设具有良好的社会效益和经济效益。

关键词：光伏分布式发电；太阳能总辐射；有效日照时数；社会效益；环境效益

中图分类号：TM615 文献标识码：A

文章编号：1671-2064（2018）24-0133-03

攀枝花电网水电比重大，截止2014年底水电装机占总装机容量的75.7%。水电与光伏发电具有较好的天然互补特性，雨季水电输出大，光伏输出小，旱季则正好相反。黄河水电公司龙羊峡水光互补850MWp并网光伏电站就是国内最大的水光互补电站。攀枝花市自2013年申报国家级新能源示范城之后，就大力发展水利电站、风力电站及光伏电站，从而使其电网具有独特的电源结构特征，为光伏并网发电项目创造了良好的条件，因此本地区建设了许多中小型分布式光伏电站。大多数光伏电站建设完成之后，维护及评价体系不健全。本文对攀枝花市西沟灰场分布式光伏发电建设过程及运营当中的数据进行收集，并对电站的运行数据进行评价分析。

1 项目概况

1.1 项目建设地情况

攀枝花西沟灰场分布式光伏发电工程场址位于四川省攀枝花市西区格里坪镇的华电攀枝花发电公司火电厂煤灰回填坝址上，距攀枝花市区西区约2.0km。地理坐标介于北纬26°36′14"～26°36′40"，东经101°34′44"～101°35′10"之间，海拔高程1200m～1260m，场址分为三个区域，总面积约160亩，一期占地面积约79亩。

1.2 项目建设内容及进度

1.2.1 项目建设内容

项目分两期建设，一期工程决策批准装机容量2.89MWp，发电系统主要由光伏阵列、汇流系统、逆变系统和升压系统等部分组成，其中光伏发电部分由2个倾角固定的阵列组成，单块容量265Wp，總数10912块，组件全部采用多晶硅电池组件，每个1.46916MWp方阵包含 42个40kW的6进一出逆变器，6台8进一出汇流箱，一台10kV箱式升压变，1台电缆分接箱，2个方阵汇集电能后，每一个1回10kV电缆送线路配套建设10kV开关站，站内布置配电室1幢和室外无功补偿装置。发电量采取全额上网，开关站送出线路为一回10kV架空线路，T接于10kV大石线39号杆。线路长约0.85km，导线截面选择240mm2。生产运行期为20年。

1.2.2 项目实施进度

项目于2015年12月29日取得攀枝花市西区发展与改革局《企业投资项目备案通知书》（川投资备[51040315122901]

0008号），完成项目（核准）备案；项目一期于2016年3月10日开工，2016年5月21日建成试运行，2016年6月1日竣工验收正式投产发电，总工期83天。

2 项目建设的目的和意义

2.1 符合国家可再生能源发展战略

光伏发电是清洁可再生能源，属国家产业政策支持项目，符合国家环保、节能和可持续发展要求，符合四川省能源发展战略与国家可再生能源发展战略。

2.2 积极的示范作用

攀枝花地区具有丰富的太阳能资源，通过华电攀枝花发电公司西沟灰场项目的建设，在攀枝花市工矿堆场、荒坡地等综合开发利用起到积极示范作用和推动作用，更加有利于推动攀枝花市西区、攀枝花市新能源以及地方经济的发展。为攀枝花市转型升级提供新思路，同时开启绿色、生态矿山开采的全新模式。

2.3 有利于改善周边环境

项目建设需要一个干净、清洁的环境，因此在项目建设前期需要对现场进行表层固化和封闭，避免扬尘对光伏组件污染，对周边环境和居住质量有较大的改善和提高[1]。

3 项目运行数据分析

3.1 辐射量

项目可研报告中计算出攀枝花地区1～12月总辐射量为5923.8MJ/m2，而2016年全年监测的太阳总辐射量为5991.68MJ/m2，2017年全年辐射量5207.35MJ/m2，2018年1～6月辐射量为1399.6MJ/m2，项目建设地可研计算的辐射量与实际监测量变化规律基本一致，而3～5月份之间太阳能辐射资源最充足，11月和12月太阳能资源稍弱跟文献[2]和[3]测试结果一致。但在2016年8月份时候太阳辐射量出现突变达到632.55MJ/m2，可能与当年气候干燥，晴天较多有关。

3.2 日照时数

从项目建设初期就对项目建设地月日照时数及月利用小时数进行监测，其中月日照时数就是每个月日照时长，月日照利用小时数指的是太阳能光伏有效发电时间。

项目2016年全年日照时数总和2749.3h，2017年2721.4h，2018年1～6月日照小时数为1399.6h。另外，项目可研报告中计算出攀枝花地区1～12月利用小时数总和1308h，而2016年6～12月监测的月利用小时数总和790h，2017年全年月利用小时数总和为1411h，2018年1～6月利用小时数总和为738h。

3.3 发电量

项目自2016年6月开始正式发电，2016年6月～12月共发电227万KW·h，2017年全年发电量达到409万KW·h， 2018年1月～6月底发电213万KW·h，均优于可研里面的年平均发电量377万KW·h指标值，具体情况见图1所示。

从图1中可以看出月发电量变化规律与可研计算结果基本一致，项目发电峰值出现在3～5月份之间，这与3.1和 3.2监测的结果一致，说明辐射量大，太阳能日照时数长，光伏发电量大。

太阳能光伏发电就是将太阳能辐射能转化为电能的过程。利用太阳能发电量与辐射量的比值来直观的衡量光电转换情况，见图2所示。从图中可以看出6、7月份比值最小说明发电量比较低，主要是因为6、7月份的太阳能日照时数和日照利用时数都比较低。

以上分析充分说明西沟灰场光伏发电项目实际运行指标均优于可研设计，太阳能总辐射量发电量、日照时数、利用日照时数、光伏组件转换率均满足设计要求。另外，可研中计算的系统发电效率为76.29%，经过实际发电量及其辐射曝辐量指标计算得出，一期系统发电效率达到84%，同样优于可研设计。

3.4 社会和环境效益分析

项目发电收益情况，2016年6～12月营业收入184.31万元，营业总成本费用（含营业外收支）121.92万元，营业利润62.39万元，净利润84.49万元；2017年净利润81万元；2018年还未进行结算。电站运行期间节能减排情况见表1所示。

表中数据是通过光伏发电站发电量折算出的节约标煤、减排粉尘、CO2、SO2和NOx量，从表中可以出2017年全年运行，减排量均超过可研量；2016年和2018年半年运行期，減排量也超过可研全年的一半多。光伏电站运行期内节约标煤、减排粉尘、CO2、SO2和NOx分别为30.545t、23.078t、67.292t、2.231t、1.273t。

根据图1中的月发电量情况及文献[2]中减排量经济效益计算方法，得出电站在运行期间不同年份节能减排经济效益情况见表2所示。从表中可以看出在运行期间电站节约标煤、减排粉尘、CO2、SO2和NOx产生的经济效益分别为15.477万元、133.888万元、101.816万元、507.722万元和244.358万元。

另外，项目2016年6月27日-28日公司委托攀枝花市环境监测中心站对项目的污染物排放进行了验收监测，验收监测报告评价结果：全部达标排放，厂界噪声昼间均未超标。2016年11月7日通过环境保护竣工验收。施工管理措施严格按照国家相关要求，加强建设施工期间的环境管理，全面落实建设施工期间各项环境保护措施。优化施工布置，合理安排施工时间，采取有效措施减轻了施工期超声、扬尘、废水对周围环境的影响。加强施工废弃物收集、转运过程的管理，避免了二次扬尘污染，施工临时占地都在完工后进行及时恢复。施工污染问题认真落实运营期间各项污染防治措施，确保废水、废物的回收和利用，采取有效措施隔音降噪[4]。

项目利用自然太阳能转变为电能，在生产过程中不直接消耗矿物燃料，不产生污染物，同时还能产生良好的经济和社会效益。

4 项目存在的不足

项目是华电四川公司第一个光伏项目，采用EPC总承包方式建设，工期紧、任务重，专业性管理人员相对较少，经验欠缺，加之周边环境对项目有一定的影响，所以项目的建设和生产管理存在以下不足：

（1）设备生产配送及进场工作较滞后，输出线路多次调整、修改，影响了工程当初公司确定的整体目标实现。

（2）相对火电、核电及水电施工单位，光伏项目规模较小，工程量相对不大，各参建单位重视程度、资源配置和投入不足。

（3）现场周边紧邻驾校、石灰石矿采矿区、道路，对光伏组件形成一定的污染和个别组件打击受损，导致光伏组件清洁次数，因此维护成本增加[5]。

5 结语

西沟灰场光伏项目一期的建成和投产，既是华电攀枝花发电公司项目发展的突破，也是华电四川公司在川光伏项目“零”的突破。从2016年3月10日开工建设，2016年5月21日并网试运行，6月1日完成试运行并进行西区发改局组织的竣工验收。项目经过2年以来的运行，无论是从经济、经营、社会效益等方面都取得了较好的业绩和效果。通过运行数据分析可以得出下列结论：

（1）2017年全年太阳能总辐射量达到5207.35MJ/m2，日照时数2721.4h，利用的日照小时数1411h，年发电量达到409万KW·h，均超过可研计算结果，说明项目建设地太阳能资源丰富适合进行太阳能光伏发电站的建设；

（2）太阳能光伏发电站的发电量与总辐射比值较小，说明太阳能光伏发电的转换效率低，需要提高系统的效率来弥补这一缺陷；

（3）2017年运行期间并网发电经济净利润达到81万元，运行期间节约标煤、减排粉尘、CO2、SO2和NOx分别为30.545t、23.078t、67.292t、2.231t、1.273t，从而产生的经济效益分别为15.477万元、133.888万元、101.816万元、507.722万元和244.358万元，运行期间具有良好的经济和社会效益。

参考文献

[1]宋惠忠，程慧，韦安强，等.新能源光伏对售电市场影响分析[J].浙江电力，2018，37（06）：42-46.

[2]李一平，杜成勋，陈永琼，等.攀枝花太阳能资源评价[J].高原山地气象研究，2009，29（01）：44-50.

[3]封士杰，李顺美.攀枝花地区太阳能资源的建筑应用潜力分析[J].四川建筑，2016，36（06）：84-86+88.

[4]鲍云峰，田茂，孙军，等.分布式光伏数据采集器的设计与实现[J].计算机测量与控控制，2018，26（08）：308-314.

[5]陈梓毅，曹烨，邱国玉.城市分布式光伏发电的经济和环境效益实证分析[J].生态经济，2018，34（06）：100-105.