分布式光伏發電項目在長溝泵站中的應用

杜 森，董傳強

（南水北調東線山東干線有限責任公司，山東 濟南 250100）

南水北調東線長溝泵站是南水北調東線一期工程第十一級泵站，泵站裝設4臺立式全調節軸流泵，配套同步電機2240.0 kW，總裝機容量8960.0 kW。泵站設計流量100 m3/s，單機流量為33.5 m3/s，設計凈揚程3.86 m，永久征地25.9 hm2。利用泵站引、出水渠道北側斜坡及泵站區內1#、2#棄土區閑置空間,安裝光伏陣列，建設總面積約8.5萬m2，裝機容量為8 790.98 kW。運營期間25年內，預計總發電量約為25 987.49萬kW·h；年均發電量為1 039.50萬kW·h。

1 建設背景

根據國家能源局最新出臺的《太陽能發展“十三五”規劃》指出，到2020年，中國太陽能發電裝機規模達到110 GW以上，其中分布式光伏發電規模要達到60 GW以上。隨著國家政策對光伏發電項目的傾斜，分布式光伏發電項目將會迅猛增長。分布式光伏并網發電項目是一種新型的、具有廣闊發展前景的發電和能源綜合利用方式，倡導就近發電，就近并網，就近消納的原則，具有場所應用廣泛、技術成熟、安裝檢修簡單，運營維護成本低、發電過程中不需要燃料、不產生噪聲、不排放污染等優點，并且光伏發電可享受國家長達20年穩定的度電電價補貼，項目投資收益率好，是國家政策鼓勵推廣開展的節能示范項目。

2 項目建設條件優勢

項目利用引、出水渠道北側邊坡空地，隨坡就勢安裝光伏陣列，形成一條光伏長廊帶，前方無遮擋，采光具有天然優勢。1#、2#棄土區位于引、出水渠道南側，土地平整、面積較大宜于集中安裝，并且與北坡光伏陣列相互應，形成“一帶兩翼”的光伏風景。利用綠色環保能源的同時，又可獲得可觀經濟效益，并可以改善環境。

泵站自身具備專線電網，變壓器容量足夠，無需額外增容。光伏電站就近接入，大大減少線路損耗。安裝集中，方便后期的運行及維護。每年11月到次年7月為調水期，泵站全運轉，可將光伏電量全部消納，符合“就近消納”的原則，且可以全部自發自用，收益率高。

項目地點位于濟寧市長溝鎮梁濟運河東側（位于 35.496°N，東經 116.409°E），空間開闊、太陽能資源豐富。根據《太陽能資源評估方法》（QX/T89-2008）查的項目所在地水平面日平均太陽能輻射量為3.61 kW·h/m2/d，年平均太陽能輻射量為：1 317.65 kW·h/m2，（屬于Ⅲ類資源區）適合開發太陽能的利用，日照輻射量滿足光伏系統設計要求，發展與推廣光伏電站具有光照資源豐富的較大優勢。

3 實施方案

項目采用“自發自用、余電上網”方案：根據長溝泵站棄土區地面和引、出水渠道北側的安裝容量，將光伏發電系統分為9個發電單元。每個子系統相對獨立，分別由光伏組件、直流集線箱、并網逆變器、配電系統、檢測與顯示系統、安裝結構系統等組成，各子系統并網逆變器把光伏直流電力逆變成與三相交流電后，經升壓變壓器升至10 kV。經過開關站，分兩個并網點分別接入廠區110 kV/10kV變壓器的兩個10 kV出線間隔，然后再經廠區專線與電網相連。

項目擬安裝雙玻切半310Wp單晶硅組件28 358塊，總裝機容量8 790.98 kWp，采用9臺組1000 kW集中式逆變器（內2臺500 kW的逆變器）。其中棄土區按照20°傾角（效益及裝機容量最大），敷設組件19 118塊，共計容量5 926.58 kWp，渠道北坡沿斜面平鋪，敷設組件9 240塊，共計容量2 864.4 kWp。

4 效益分析

本項目按照自發自用、余電上網計算收益。本項目光伏系統裝機容量為8 790.98 kW，運營期間25年內，預計電站總發電量約為25 987.49萬kW·h；年均發電量為1 039.50萬kW·h。根據泵站用電情況，長溝泵站調水期約為11月至次年7月，在此期間發電量可以完全消納。25年內11月至次年7月年均發電量為749.05萬kW·h，25年內8月至10月年均發電量為256.76萬kW·h。

光伏電站利用當地豐富的太陽能資源發電，開發利用太陽能可節約大量化石能源，有利于環境保護；雖然目前光伏電站的投資偏高，但建成后不需消耗燃料，比常規能源電廠在運行、維護和燃料等方面的投資成本要低。因此，本工程的建設具有明顯的生態效益和環境效益。

5 推廣意義

南水北調東線工程沿線擁有多座泵站、水庫，千余公里的渠道，據統計每座泵站每年調水花費的電費都接近有千萬之巨。泵站、水庫廠房的屋頂、渠道的邊坡、棄土區都有閑置空間，且光伏發電高峰期與我們每年的調水期時間較為吻合，泵站全運轉，可將光伏電量全部消納。泵站、水庫自身具備專線，變壓器容量足夠，無需額外增容投資。如果能夠合理利用起來，每年將節約一筆很大的電費開支，同時也能創造一筆不小的收入。利用綠色環保能源的同時，又可獲得可觀經濟效益，并可以改善環境，有較強的推廣意義。