吳勇 劉黔蜀 徐眾

摘 要：以攀枝花西區(qū)灰場分布式光伏發(fā)電站的建設(shè)過程及3年當(dāng)中的運(yùn)營數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對電站運(yùn)營期間太陽能總輻射量、日照時(shí)數(shù)、有效利用日照時(shí)數(shù)、發(fā)電量以及光伏發(fā)電量與輻射量比值進(jìn)行分析，同時(shí)計(jì)算光伏電站運(yùn)營期間的節(jié)能減排量和經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)果表明：每年3～5月發(fā)電量最大，運(yùn)營期間總發(fā)電量達(dá)到849KW.h，節(jié)約標(biāo)煤76.721t，節(jié)能減排創(chuàng)收可達(dá)1003.261萬元，說明本項(xiàng)目的建設(shè)具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：光伏分布式發(fā)電；太陽能總輻射；有效日照時(shí)數(shù)；社會(huì)效益；環(huán)境效益

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-2064（2018）24-0133-03

攀枝花電網(wǎng)水電比重大，截止2014年底水電裝機(jī)占總裝機(jī)容量的75.7%。水電與光伏發(fā)電具有較好的天然互補(bǔ)特性，雨季水電輸出大，光伏輸出小，旱季則正好相反。黃河水電公司龍羊峽水光互補(bǔ)850MWp并網(wǎng)光伏電站就是國內(nèi)最大的水光互補(bǔ)電站。攀枝花市自2013年申報(bào)國家級(jí)新能源示范城之后，就大力發(fā)展水利電站、風(fēng)力電站及光伏電站，從而使其電網(wǎng)具有獨(dú)特的電源結(jié)構(gòu)特征，為光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目創(chuàng)造了良好的條件，因此本地區(qū)建設(shè)了許多中小型分布式光伏電站。大多數(shù)光伏電站建設(shè)完成之后，維護(hù)及評(píng)價(jià)體系不健全。本文對攀枝花市西溝灰場分布式光伏發(fā)電建設(shè)過程及運(yùn)營當(dāng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并對電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。

1 項(xiàng)目概況

1.1 項(xiàng)目建設(shè)地情況

攀枝花西溝灰場分布式光伏發(fā)電工程場址位于四川省攀枝花市西區(qū)格里坪鎮(zhèn)的華電攀枝花發(fā)電公司火電廠煤灰回填壩址上，距攀枝花市區(qū)西區(qū)約2.0km。地理坐標(biāo)介于北緯26°36′14"～26°36′40"，東經(jīng)101°34′44"～101°35′10"之間，海拔高程1200m～1260m，場址分為三個(gè)區(qū)域，總面積約160畝，一期占地面積約79畝。

1.2 項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容及進(jìn)度

1.2.1 項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容

項(xiàng)目分兩期建設(shè)，一期工程決策批準(zhǔn)裝機(jī)容量2.89MWp，發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏陣列、匯流系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)和升壓系統(tǒng)等部分組成，其中光伏發(fā)電部分由2個(gè)傾角固定的陣列組成，單塊容量265Wp，總數(shù)10912塊，組件全部采用多晶硅電池組件，每個(gè)1.46916MWp方陣包含 42個(gè)40kW的6進(jìn)一出逆變器，6臺(tái)8進(jìn)一出匯流箱，一臺(tái)10kV箱式升壓變，1臺(tái)電纜分接箱，2個(gè)方陣匯集電能后，每一個(gè)1回10kV電纜送線路配套建設(shè)10kV開關(guān)站，站內(nèi)布置配電室1幢和室外無功補(bǔ)償裝置。發(fā)電量采取全額上網(wǎng)，開關(guān)站送出線路為一回10kV架空線路，T接于10kV大石線39號(hào)桿。線路長約0.85km，導(dǎo)線截面選擇240mm2。生產(chǎn)運(yùn)行期為20年。

1.2.2 項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度

項(xiàng)目于2015年12月29日取得攀枝花市西區(qū)發(fā)展與改革局《企業(yè)投資項(xiàng)目備案通知書》（川投資備[51040315122901]

0008號(hào)），完成項(xiàng)目（核準(zhǔn)）備案；項(xiàng)目一期于2016年3月10日開工，2016年5月21日建成試運(yùn)行，2016年6月1日竣工驗(yàn)收正式投產(chǎn)發(fā)電，總工期83天。

2 項(xiàng)目建設(shè)的目的和意義

2.1 符合國家可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略

光伏發(fā)電是清潔可再生能源，屬國家產(chǎn)業(yè)政策支持項(xiàng)目，符合國家環(huán)保、節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展要求，符合四川省能源發(fā)展戰(zhàn)略與國家可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略。

2.2 積極的示范作用

攀枝花地區(qū)具有豐富的太陽能資源，通過華電攀枝花發(fā)電公司西溝灰場項(xiàng)目的建設(shè)，在攀枝花市工礦堆場、荒坡地等綜合開發(fā)利用起到積極示范作用和推動(dòng)作用，更加有利于推動(dòng)攀枝花市西區(qū)、攀枝花市新能源以及地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為攀枝花市轉(zhuǎn)型升級(jí)提供新思路，同時(shí)開啟綠色、生態(tài)礦山開采的全新模式。

2.3 有利于改善周邊環(huán)境

項(xiàng)目建設(shè)需要一個(gè)干凈、清潔的環(huán)境，因此在項(xiàng)目建設(shè)前期需要對現(xiàn)場進(jìn)行表層固化和封閉，避免揚(yáng)塵對光伏組件污染，對周邊環(huán)境和居住質(zhì)量有較大的改善和提高[1]。

3 項(xiàng)目運(yùn)行數(shù)據(jù)分析

3.1 輻射量

項(xiàng)目可研報(bào)告中計(jì)算出攀枝花地區(qū)1～12月總輻射量為5923.8MJ/m2，而2016年全年監(jiān)測的太陽總輻射量為5991.68MJ/m2，2017年全年輻射量5207.35MJ/m2，2018年1～6月輻射量為1399.6MJ/m2，項(xiàng)目建設(shè)地可研計(jì)算的輻射量與實(shí)際監(jiān)測量變化規(guī)律基本一致，而3～5月份之間太陽能輻射資源最充足，11月和12月太陽能資源稍弱跟文獻(xiàn)[2]和[3]測試結(jié)果一致。但在2016年8月份時(shí)候太陽輻射量出現(xiàn)突變達(dá)到632.55MJ/m2，可能與當(dāng)年氣候干燥，晴天較多有關(guān)。

3.2 日照時(shí)數(shù)

從項(xiàng)目建設(shè)初期就對項(xiàng)目建設(shè)地月日照時(shí)數(shù)及月利用小時(shí)數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，其中月日照時(shí)數(shù)就是每個(gè)月日照時(shí)長，月日照利用小時(shí)數(shù)指的是太陽能光伏有效發(fā)電時(shí)間。

項(xiàng)目2016年全年日照時(shí)數(shù)總和2749.3h，2017年2721.4h，2018年1～6月日照小時(shí)數(shù)為1399.6h。另外，項(xiàng)目可研報(bào)告中計(jì)算出攀枝花地區(qū)1～12月利用小時(shí)數(shù)總和1308h，而2016年6～12月監(jiān)測的月利用小時(shí)數(shù)總和790h，2017年全年月利用小時(shí)數(shù)總和為1411h，2018年1～6月利用小時(shí)數(shù)總和為738h。

3.3 發(fā)電量

項(xiàng)目自2016年6月開始正式發(fā)電，2016年6月～12月共發(fā)電227萬KW·h，2017年全年發(fā)電量達(dá)到409萬KW·h， 2018年1月～6月底發(fā)電213萬KW·h，均優(yōu)于可研里面的年平均發(fā)電量377萬KW·h指標(biāo)值，具體情況見圖1所示。

從圖1中可以看出月發(fā)電量變化規(guī)律與可研計(jì)算結(jié)果基本一致，項(xiàng)目發(fā)電峰值出現(xiàn)在3～5月份之間，這與3.1和 3.2監(jiān)測的結(jié)果一致，說明輻射量大，太陽能日照時(shí)數(shù)長，光伏發(fā)電量大。

太陽能光伏發(fā)電就是將太陽能輻射能轉(zhuǎn)化為電能的過程。利用太陽能發(fā)電量與輻射量的比值來直觀的衡量光電轉(zhuǎn)換情況，見圖2所示。從圖中可以看出6、7月份比值最小說明發(fā)電量比較低，主要是因?yàn)?、7月份的太陽能日照時(shí)數(shù)和日照利用時(shí)數(shù)都比較低。

以上分析充分說明西溝灰場光伏發(fā)電項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行指標(biāo)均優(yōu)于可研設(shè)計(jì)，太陽能總輻射量發(fā)電量、日照時(shí)數(shù)、利用日照時(shí)數(shù)、光伏組件轉(zhuǎn)換率均滿足設(shè)計(jì)要求。另外，可研中計(jì)算的系統(tǒng)發(fā)電效率為76.29%，經(jīng)過實(shí)際發(fā)電量及其輻射曝輻量指標(biāo)計(jì)算得出，一期系統(tǒng)發(fā)電效率達(dá)到84%，同樣優(yōu)于可研設(shè)計(jì)。

3.4 社會(huì)和環(huán)境效益分析

項(xiàng)目發(fā)電收益情況，2016年6～12月營業(yè)收入184.31萬元，營業(yè)總成本費(fèi)用（含營業(yè)外收支）121.92萬元，營業(yè)利潤62.39萬元，凈利潤84.49萬元；2017年凈利潤81萬元；2018年還未進(jìn)行結(jié)算。電站運(yùn)行期間節(jié)能減排情況見表1所示。

表中數(shù)據(jù)是通過光伏發(fā)電站發(fā)電量折算出的節(jié)約標(biāo)煤、減排粉塵、CO2、SO2和NOx量，從表中可以出2017年全年運(yùn)行，減排量均超過可研量；2016年和2018年半年運(yùn)行期，減排量也超過可研全年的一半多。光伏電站運(yùn)行期內(nèi)節(jié)約標(biāo)煤、減排粉塵、CO2、SO2和NOx分別為30.545t、23.078t、67.292t、2.231t、1.273t。

根據(jù)圖1中的月發(fā)電量情況及文獻(xiàn)[2]中減排量經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算方法，得出電站在運(yùn)行期間不同年份節(jié)能減排經(jīng)濟(jì)效益情況見表2所示。從表中可以看出在運(yùn)行期間電站節(jié)約標(biāo)煤、減排粉塵、CO2、SO2和NOx產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益分別為15.477萬元、133.888萬元、101.816萬元、507.722萬元和244.358萬元。

另外，項(xiàng)目2016年6月27日-28日公司委托攀枝花市環(huán)境監(jiān)測中心站對項(xiàng)目的污染物排放進(jìn)行了驗(yàn)收監(jiān)測，驗(yàn)收監(jiān)測報(bào)告評(píng)價(jià)結(jié)果：全部達(dá)標(biāo)排放，廠界噪聲晝間均未超標(biāo)。2016年11月7日通過環(huán)境保護(hù)竣工驗(yàn)收。施工管理措施嚴(yán)格按照國家相關(guān)要求，加強(qiáng)建設(shè)施工期間的環(huán)境管理，全面落實(shí)建設(shè)施工期間各項(xiàng)環(huán)境保護(hù)措施。優(yōu)化施工布置，合理安排施工時(shí)間，采取有效措施減輕了施工期超聲、揚(yáng)塵、廢水對周圍環(huán)境的影響。加強(qiáng)施工廢棄物收集、轉(zhuǎn)運(yùn)過程的管理，避免了二次揚(yáng)塵污染，施工臨時(shí)占地都在完工后進(jìn)行及時(shí)恢復(fù)。施工污染問題認(rèn)真落實(shí)運(yùn)營期間各項(xiàng)污染防治措施，確保廢水、廢物的回收和利用，采取有效措施隔音降噪[4]。

項(xiàng)目利用自然太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，在生產(chǎn)過程中不直接消耗礦物燃料，不產(chǎn)生污染物，同時(shí)還能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

4 項(xiàng)目存在的不足

項(xiàng)目是華電四川公司第一個(gè)光伏項(xiàng)目，采用EPC總承包方式建設(shè)，工期緊、任務(wù)重，專業(yè)性管理人員相對較少，經(jīng)驗(yàn)欠缺，加之周邊環(huán)境對項(xiàng)目有一定的影響，所以項(xiàng)目的建設(shè)和生產(chǎn)管理存在以下不足：

（1）設(shè)備生產(chǎn)配送及進(jìn)場工作較滯后，輸出線路多次調(diào)整、修改，影響了工程當(dāng)初公司確定的整體目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

（2）相對火電、核電及水電施工單位，光伏項(xiàng)目規(guī)模較小，工程量相對不大，各參建單位重視程度、資源配置和投入不足。

（3）現(xiàn)場周邊緊鄰駕校、石灰石礦采礦區(qū)、道路，對光伏組件形成一定的污染和個(gè)別組件打擊受損，導(dǎo)致光伏組件清潔次數(shù)，因此維護(hù)成本增加[5]。

5 結(jié)語

西溝灰場光伏項(xiàng)目一期的建成和投產(chǎn)，既是華電攀枝花發(fā)電公司項(xiàng)目發(fā)展的突破，也是華電四川公司在川光伏項(xiàng)目“零”的突破。從2016年3月10日開工建設(shè)，2016年5月21日并網(wǎng)試運(yùn)行，6月1日完成試運(yùn)行并進(jìn)行西區(qū)發(fā)改局組織的竣工驗(yàn)收。項(xiàng)目經(jīng)過2年以來的運(yùn)行，無論是從經(jīng)濟(jì)、經(jīng)營、社會(huì)效益等方面都取得了較好的業(yè)績和效果。通過運(yùn)行數(shù)據(jù)分析可以得出下列結(jié)論：

（1）2017年全年太陽能總輻射量達(dá)到5207.35MJ/m2，日照時(shí)數(shù)2721.4h，利用的日照小時(shí)數(shù)1411h，年發(fā)電量達(dá)到409萬KW·h，均超過可研計(jì)算結(jié)果，說明項(xiàng)目建設(shè)地太陽能資源豐富適合進(jìn)行太陽能光伏發(fā)電站的建設(shè)；

（2）太陽能光伏發(fā)電站的發(fā)電量與總輻射比值較小，說明太陽能光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率低，需要提高系統(tǒng)的效率來彌補(bǔ)這一缺陷；

（3）2017年運(yùn)行期間并網(wǎng)發(fā)電經(jīng)濟(jì)凈利潤達(dá)到81萬元，運(yùn)行期間節(jié)約標(biāo)煤、減排粉塵、CO2、SO2和NOx分別為30.545t、23.078t、67.292t、2.231t、1.273t，從而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益分別為15.477萬元、133.888萬元、101.816萬元、507.722萬元和244.358萬元，運(yùn)行期間具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]宋惠忠，程慧，韋安強(qiáng)，等.新能源光伏對售電市場影響分析[J].浙江電力，2018，37（06）：42-46.

[2]李一平，杜成勛，陳永瓊，等.攀枝花太陽能資源評(píng)價(jià)[J].高原山地氣象研究，2009，29（01）：44-50.

[3]封士杰，李順美.攀枝花地區(qū)太陽能資源的建筑應(yīng)用潛力分析[J].四川建筑，2016，36（06）：84-86+88.

[4]鮑云峰，田茂，孫軍，等.分布式光伏數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)測量與控控制，2018，26（08）：308-314.

[5]陳梓毅，曹燁，邱國玉.城市分布式光伏發(fā)電的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益實(shí)證分析[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2018，34（06）：100-105.