宁夏光伏电站发展情况及 设计优化建议 何轶斌

目录 1、宁夏光伏发电的情况 2、设计优化方面的几点心得 3、新课题研究及设计展望 4、 宁夏院介绍

一、宁夏光伏发电的情况

1、近几年光伏在宁夏得到长足的发展，近5年光伏装机情况见下表： 从上表中可以看出，宁夏光伏产业起步于2009年，2011年受欧美“双反”政策的影响、2013年受国家产业政策的影响，是宁夏光伏装机得到井喷式发展的两年。尤其是2013年，增加装机容量1030MW，实现了宁夏光伏跨越式的发展。据2014年统计数据，风电光伏的发电量已占宁夏全网发电量的8.8%。 年份 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 光伏装机总容量（MW） 20.33 90.33 491.33 530.83 1560.83 1733.83 递增量（MW） 70.00 401.00 19.50 1030.00 173.00

2、宁夏光伏电站的特点 1）光伏建设以集中式为主，以荒地荒滩荒漠为主。 2）从接入系统容量电压情况来看，以20MW~30MW、35KV电压等级为主。在全区67座光 伏电站中，35kV电压等级的有52座，占比77.6%。 3）所有的光伏电站均以送出为主，无就地负荷消纳，并且相对集中的接入了风能集 中的变电站。 4）2014年光伏电站年平均利用小时数达到1600小时，电网做到了全额消纳，基本无 弃光现象发生。

3、我院参加光伏建设的情况 1）我院参加完成了宁夏大量光伏电站的设计，如宁夏高沙窝太阳能光伏电站一期20MWp、中 卫金阳新能源公司30MWp、大唐青铜峡10MWp、上海航天机电中卫20MWp等等地面集中光伏 项目。此外，还完成了一些分布式屋顶光伏、农业光伏大棚等项目的设计。

2）随着光伏产业的发展，我院根据市场情况也适时介入了光伏EPC项目的建设。已完成的EPC项目三峡垄坑子30MW项目、正在建设的中卫汇合30MW、同心中民投200MW项目，利用我院天然的专业优势、过硬的施工队伍以及科学的现场管理，必将会为业主打造出优质的工程。

中民投同心200MW光伏项目现场

二、优化设计的几点心得

平价上网是核心目标，更低度电成本是设计优化的基本原则 LCOE = 光伏发电平价上网是追求的核心目标 国家发改委能源研究所预计， 中国在2020年可以实现居民用电侧 平价上网 生命周期的总成本 初始投资总成本 + 运维总成本 – 系统残值 = 生命周期的总发电量 生命周期预计总发电量 * （1-总衰减率 ） 降低系统总成本 降低初始投资成本 （设备成本 系统其它成 本） 降低后期运维成本 （设备可靠性 设备数量 设备成本 智能运维） 提高系统总发电量 提高平均发电效率（PR） （环境影响：灰尘 朝向 遮挡 设备选型：逆变器 组件 系统设计：优化布局 减少失配） 其它因素 （电网接入风险 设备可靠性 ）

1、考虑与环境的和谐，致力打造绿色、环保光伏工程 随着光伏产业的迅猛发展，建设地的多样化，我院根据环境因地制宜，实现工程项目与环境保护的协调，并考虑环境对设备的影响，综合实现工程项目与环境的和谐。在三峡白塔水40MW及中卫航天机电30MW项目中，由于地处沙漠边缘，对工程所在地采用50x50cm草格子进行固沙处理；在三峡垄坑子工程中，采用高支架方式以保护地表植顺利成长。

2、方案的优化 这里只以我院完成的一项比较典型的项目为例： 在某200MW工程项目中，我院对于系统接入方案进行了优化，对两个方案进行反复对比。方案一，建成6座35kV光伏电站，每座30MW左右光伏接入35KV后会接至110kV升压变电站；方案二，取消35kV光伏电站，每路光伏汇总后直接接至110kV升压变电站。经过技术经济对比，建议项目业主采用方案二，为业主有效节约投资800万。 科学、合理的方案订制，可以大幅减少业主投资，好的方案也是优化设计的基础。

3、细节的优化 1）光伏布置的优化。包括以下内容，结合地形，优化布置光伏支架；对光伏板组串进行优化。 最优间距选择 组件排列方式的优化 最优经济效益倾角选择 最优布局选择

2) 电缆的优化。包括电缆截面、电缆走向等内容。 3）电气设备技术参数的优化。包括逆变器、箱变的电气技术参数的优化。 4）光伏支架型式的优化。针对现阶段比较流行的几种模式（1）固定式、（2）倾角可调式、（3）单轴跟踪、（4）双轴跟踪展开研究，适时采用不同光伏支架技术。

5）考虑损耗，光照条件差异等因素，通过适当超配提升收益 太阳辐射 灰尘、异物、遮挡 3-5% 通过超配，寻求最佳LCOE 光伏阵列 组件一致性、安装方式、线缆损耗 2-3% 汇流箱 线缆、器件损耗 1-2% 直流配电 线缆、器件损耗1-2% 系统损耗 8-13% 逆变器 逆变器损耗1% 补偿超配：补偿光照和系统损失 主动超配：提高满载时间

4、新技术的使用 这里仍以我院完成的比较典型的项目为例来加以说明。 在某50MW工程项目中，我院结合市场放弃采用较主流的250Wp多晶硅组件，采用300Wp多晶硅组件。经过最后计算分析：采用300Wp组件25年总发电量较采用250Wp组件25年总发电量多575万kW·h；且300MWp组件布置型式节省土地约31亩，经济效益显著。 新能源新技术发展层出不穷，只有将新技术的发展同市场找到一个最佳的契合点，新技术才会发挥出它应有的威力。

三、新课题研究及设计展望

1、电站精细化设计：三维智能设计 无人机地形勘测 线路规划 现场拍摄 地形图生成 地形分析 智能三维布局 阴影遮挡分析 非固定间距设计

相比1000V系统, 除组件外节省0.2元/W投资， 100MW电站可节约投资2000万 相比1000V系统，系统损耗可降低约0.27%，系统PR提升2%以上 540VAC Max.1500VDC 组件串联增多，线缆 减少 电压升高，损耗降低 组件串联增多，电压升高，减少汇流箱和逆变器数量 相同容量电站并网点减少，减少高压线缆用量，变压器成本降低 系统损耗降低，效率提升 安装维护工作量减少，降低施工成本和运维成本

3、储能及微网系统，有效解决无电区供电、限电及输出功率波动 光伏系统 平稳输出 PV ESS 储能单元 可再生能源平滑输出 微网系统：海岛等无电区应用 电力调频调压应用 户用光储系统

四、宁夏院介绍

宁夏回族自治区电力设计院是国家高新技术企业，始建于1958年，注册资金9000万元。是宁夏回族自治区唯一一家集工程勘察综合类甲级、电力行业（送电工程、变电工程）专业甲级、工程咨询甲级、电力行业（风力发电、新能源发电）专业乙级等资质为一体，专门从事输变电工程勘测设计、电力 系统规划设计及新能源发电勘测设计及工程项目总承包等技术和管理咨询服务的国有企业；是拥有一支综合能力强的设计总工程师、工程项目经理和专业技术素养高的勘察设计工程师团队，能够优质高效地完成大、中型送变电工程勘测设计的电力设计咨询企业。

截止2014年，我院共完成风电项目35项，总装机容量3400MW;光伏项目16项，总装机容量600MW。在此基础上，我院进行了工程项目的总包。现已完成的EPC项目有三峡垄坑子30MW；在建的EPC项目有中卫汇合20MW、中民投200MW（部分）。 2014年 1 宁夏国博新能源有限公司同心风电场一期600MW项目F062 可研 2 宁夏国博新能源有限公司同心风电场二期600MW项目F0622K 3 灵武双毛10MW光伏发电项目（F050K） 4 宁夏电投太阳山50MWP光伏发电项目（N063K） 5 太阳山风电场宁夏电投公司三、四期49.5MW（F0163K） 6 太阳山风电场宁夏发电集团五期49.5MW工程（F0035K） 7 太阳山风电场宁夏发电集团五期49.5MW工程（F0035C） 初设 8 太阳山风电场中铝宁夏能源集团五期49.5MW工程（N069S） 施设 9 宁电投尚德太阳山50MW并网光伏项目 （N064K） 10 内蒙古阿左旗哈纳斯20MWp光伏发电项目 11 上海航天机电中卫10MWp光伏并网发电项目F0522K 12 上海航天机电红寺堡大河乡10MWp光伏并网发电项目F054K 13 三峡新能源吴忠太阳山一期49.5MW风电工程（N067K） 14 三峡新能源吴忠太阳山二期20MWp发电项目 F060K 15 三峡新能源垄坑子一期30MW光伏发电项目（N065K） 16 三峡垄坑子110kV输变电工程(W008K) 三峡新能源吴忠太阳山一期20MW光伏发电工程（F058S） 17 三峡新能源吴忠太阳山一期20MW光伏发电工程（F058Z） 竣工图 18 三峡新能源太阳山二期20MW光伏发电工程（F070C） 三峡新能源太阳山二期20MW光伏发电工程（F070S） 20 上海航天机电中卫10MWp光伏并网发电项目（F052S） 21 上海航天机电中卫10MWp光伏并网发电项目（F052Z） 22 上海航天机电中卫20MWp光伏并网发电项目（F0522Z） 23 大唐新能源太阳山风电场二、三期110升压站（B379S） 24 宁电投太阳山风电场二期49.5MW F0162C 25 宁电投太阳山风电场二期49.5MW F0162S 26 宁电投太阳山风电场三期49.5MW N071C 27 宁电投太阳山风电场四期49.5MW N0712C 28 宁夏揭阳中源电力有限公司光伏电站一期30MWp （F055S） 29 宁夏银星能源组件车间光电建筑一体化示范项目（F059Z） 30 中电投宁夏香山莫尔水风电场49.5MW工程（F047S）

谢谢，恭祝研讨会取得成功！