【項目方案】源網(wǎng)荷儲一體化綠色供電園區(qū)項目規(guī)劃報告

5 8 8 8 10 11 111.2.2利用**集團(tuán)存量電網(wǎng)優(yōu)勢，率先實現(xiàn) 111.2.3構(gòu)建綠色低碳電價洼地，助力登封經(jīng)濟(jì) 11 121.3.1貫徹落實綠色低碳用能，改善 12 12 121.3.4保障可再生能源電力消納和能 13 13第二章**電網(wǎng)電力系統(tǒng)現(xiàn)狀 15 152.2**電網(wǎng)負(fù)荷現(xiàn)狀與特性分析 18 19第三章源網(wǎng)荷儲一體化項目規(guī)劃方案 22 22 24 24 24 25 263.4.1智慧用能管控系統(tǒng)架構(gòu) 26 28第四章光伏項目規(guī)劃建設(shè)方案 314.1項目區(qū)域光資源分析 314.1.1項目建設(shè)區(qū)域選擇 314.1.2基本氣象資料 324.2光伏規(guī)劃建設(shè)方案 354.2.1項目建設(shè)區(qū)域條件 354.2.2主要設(shè)備選型及系統(tǒng)設(shè)計方案 404.3光伏項目產(chǎn)量估算 43第五章風(fēng)電項目規(guī)劃建設(shè)方案 45 45 45 45 46 46 48 48 48 49 49 50第六章儲能項目規(guī)劃建設(shè)方案 536.1本工程儲能系統(tǒng)配置方案 53 556.1.2升壓變流一體集裝箱配置方案 56 59 59第七章項目接入方案與消納分析 61 61 62第八章項目投資匡算及經(jīng)評估算 63 63 638.1.2編制原則及測算依據(jù) 64 64 65 67 67第九章項目申報單位概況 68 69革開放以來，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面取得了輝煌的成就，但40多年的“粗放”區(qū)域為裝配式建筑產(chǎn)業(yè)園、**工業(yè)園區(qū)、第一章規(guī)劃背景程頤兄弟講學(xué)之所，是宋明理學(xué)的發(fā)源地之一走向，地勢由南北向中間逐漸降低為丘陵河川，依圖1.1-1登封市地理位置示意圖1.2.2利用**集團(tuán)存量電網(wǎng)優(yōu)勢，率先實現(xiàn)碳1.2.3構(gòu)建綠色低碳電價洼地，助力登封為貫徹落實上述碳約束要求，**集團(tuán)充分挖掘風(fēng)電、光伏、化學(xué)儲能重建議值為20%，激勵性權(quán)重為22%，至2025、2030年，非水可再生電力2021年4月，河南省發(fā)改委發(fā)布關(guān)于征求對《關(guān)于進(jìn)一步推動風(fēng)電光河南省爭取2025年全省可再生能源裝機(jī)達(dá)到5000萬千瓦以上，力爭風(fēng)電通過先進(jìn)設(shè)備的定制化研制和使用，降低項目發(fā)電成本，一方面沖抵儲能電池投資帶來項目成本上升，另一方面通過電力市場化交易的方式，將新能源電力用于登封市經(jīng)濟(jì)建設(shè)，提高清潔能源用能比例，實現(xiàn)登封市實現(xiàn)能提高登封電網(wǎng)的運(yùn)行和調(diào)峰能力，不額外增加電網(wǎng)的調(diào)峰壓力，在登封側(cè)能耗管理系統(tǒng)等，實現(xiàn)電網(wǎng)智慧用能管理，提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，確保登為基礎(chǔ)，建設(shè)80MW風(fēng)電+76MW光伏+30MW/60MWh儲能系統(tǒng)，項目建成后，每年可為電網(wǎng)提供清潔電能25488萬kWh。按照火電煤耗每度電耗標(biāo)準(zhǔn)煤顯著，登封區(qū)域內(nèi)局部實現(xiàn)碳中和，同時為河南構(gòu)建新型電力系統(tǒng)做出示第二章**電網(wǎng)電力系統(tǒng)現(xiàn)狀登封電網(wǎng)由三個電網(wǎng)組成，即國網(wǎng)登封電網(wǎng)、登電集團(tuán)電網(wǎng)、**集團(tuán)電網(wǎng)（含國家第一批增量配電網(wǎng)業(yè)務(wù)改革試點(diǎn)項目以上三個電網(wǎng)均與省網(wǎng)相域為裝配式建筑產(chǎn)業(yè)園、**工業(yè)園區(qū)、登封產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)（即國家第一批增最低負(fù)荷17MW。主要從國網(wǎng)公司購電，通過**電網(wǎng)出售給**集團(tuán)下屬企業(yè)圖2.1**集團(tuán)電網(wǎng)地理接線圖2.2**電網(wǎng)負(fù)荷現(xiàn)狀與特性分析**電網(wǎng)所帶負(fù)荷大部分為工業(yè)企業(yè)，相對穩(wěn)定，冬夏季高峰時段沒有明顯差別，但受大氣環(huán)境治理等政策性影響和地方突發(fā)安全事故企業(yè)停產(chǎn)圖2.2-12020年配電網(wǎng)負(fù)荷曲線圖圖2.2-2風(fēng)光新能源項目建成后年度發(fā)電曲線圖20/6921/6922/69第三章源網(wǎng)荷儲一體化項目規(guī)劃方案80MW。光伏：登封產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)屋頂面積有效利用面積32萬平方米，裝機(jī)園發(fā)祥電廠原粉煤灰場310畝，裝機(jī)容量12MW，車間房頂16MW，光伏裝電力變電站連接；**1#變電站（2×25MVA）通過110kVIII禪基線與國23/69源發(fā)電項目均采用多點(diǎn)就近接入**電網(wǎng)，實現(xiàn)3、荷：**電網(wǎng)目前年用電量32000萬千瓦時，隨著**電網(wǎng)三個供電區(qū)域未來5年用電量按年5%增長率，2025年用電量將達(dá)到414、儲能：利用原發(fā)祥電廠（2019年已政策性關(guān)停）汽輪發(fā)電機(jī)車間性關(guān)停）電解鋁車間及變電設(shè)施，配置10MW/20MWh化學(xué)儲能，總計儲能24/691、遵循“以荷定源”的原則，新增風(fēng)電、光伏的裝機(jī)規(guī)模及出力應(yīng)2、為沖抵風(fēng)機(jī)定制化、輸配網(wǎng)架投資及儲能投資帶來的項目成本上3、新增電源不影響存量電源運(yùn)行。新增電源的發(fā)電量要盡可能趨近25/69建設(shè)光伏電站，深入挖掘光伏礦區(qū)治理和生態(tài)修復(fù)項目等“光伏+”生態(tài)儲能系統(tǒng)是一個可完成存儲電能和釋放電能的系統(tǒng)，具有平滑過渡、置。儲能系統(tǒng)裝機(jī)容量初步規(guī)劃約30MW，按2h充放電時長設(shè)計，即儲能26/69圖3.4-1智慧用能管控系統(tǒng)示意圖27/69圖3.4-2解決方案示意圖28/69圖3.4-3功能架構(gòu)示意圖29/69登封產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)仲景藥業(yè)車間房頂1.8MW光伏發(fā)電項目，唐莊糧庫房登封產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)新建標(biāo)準(zhǔn)化廠房光伏發(fā)電10MW，徐莊地區(qū)**水泥采礦區(qū)光伏發(fā)電10MW。馬嶺山地區(qū)80MW風(fēng)電，發(fā)祥電廠汽機(jī)車間同步建設(shè)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)園車間房頂光伏發(fā)電16MW，同步在發(fā)祥變電站附近原30/69發(fā)祥電廠粉煤灰場12MW光伏發(fā)電站，園區(qū)充電樁/站系統(tǒng)建設(shè)，同時31/69第四章光伏項目規(guī)劃建設(shè)方案4.1項目區(qū)域光資源分析4.1.1項目建設(shè)區(qū)域選擇河南省大部分地處暖溫帶，南部跨亞熱帶，屬北亞熱帶向暖溫帶過渡的大陸性季風(fēng)氣候，同時還具有自東向西由平原向丘陵山地氣候過渡的特征，具有四季分明、雨熱同期、復(fù)雜多樣和氣象災(zāi)害頻繁的特點(diǎn)。全省由河南省各地年太陽總輻射在4300MJ/（m2.a5000MJ/（m2.a）之間，4800MJ/（m2.a）線位于河南中部，經(jīng)過沈丘、西平、寶豐、盧氏把河南大濮陽，年太陽總輻射在4900MJ/（m2.a）以上；二是太行山南側(cè)沁河盆地的焦作、洛陽和豫中的黃河沿岸附近的鄭州、開封、新鄉(xiāng)等地；三是豫東的虞城附近。此線以南有兩個相對低值區(qū)，年太陽總輻射在4600MJ/（m2.a）以下：一是南陽盆地的西南部，淅川、內(nèi)鄉(xiāng)、鄧州一帶；三是駐馬店的東北部、信陽大別山區(qū)的南部。河南省多年平均年太陽總輻射分布如圖1所32/69圖4.1-1登封市太陽能輻射分布圖（kWh/m2）本期項目擬選區(qū)域已規(guī)避基本農(nóng)田、生態(tài)、自然保護(hù)區(qū)、水源保護(hù)區(qū)現(xiàn)階段未獲取有效測光數(shù)據(jù)，暫采用Meteonorm數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，距離擬選場址最近的氣象站為登封國家基準(zhǔn)氣候站，該氣象站為國家基本站，自建站以來未進(jìn)行過大規(guī)模、長距離的搬遷，觀測場地環(huán)境也未發(fā)生較大的變化；氣象站與風(fēng)電場之間地勢開闊，沒有大尺度地形阻隔，33/69圖4.1-2輻照量示意圖圖4.1-32020年月輻射量柱狀圖34/69圖4.1-42020年月日照時數(shù)柱狀圖降低光伏組件板面工作溫度，從而在一定程度上提高發(fā)電量。但由于光伏35/69場地雖降水不多但降雪后應(yīng)及時清理組件上的積雪。光伏組件有關(guān)于項目需要考慮風(fēng)沙對項目設(shè)備和發(fā)電量的影響。采用適合當(dāng)?shù)貧夂蜃詫τ谖蓓敺植际巾椖?，采用平鋪的方式布置光伏組件；對于地面光伏4.2光伏規(guī)劃建設(shè)方案4.2.1項目建設(shè)區(qū)域條件36/69圖4.2-1產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)分布式光伏項目規(guī)劃建設(shè)示意圖37/69圖4.2-2**煤礦塌陷區(qū)光伏項目規(guī)劃建設(shè)示意圖38/69圖4.2-3**水泥采礦區(qū)光伏項目規(guī)劃建設(shè)示意圖圖4.2-4登封裝配式產(chǎn)業(yè)園光伏項目規(guī)劃建設(shè)示意圖39/69圖4.2-5發(fā)祥電廠粉煤灰場光伏項目規(guī)劃建設(shè)示意圖1、2021年規(guī)劃建設(shè)登封產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)中恒美車間房頂光伏發(fā)電3.2MW，40/694.2.2主要設(shè)備選型及系統(tǒng)設(shè)計方案4.2.2.1光伏組件選型表4.2-1擬選光伏組件技術(shù)參數(shù)表4.2.2.2光伏逆變器選型組串逆變器已成為目前國際市場上最流行的逆變器，逆變器在直流端具有最大功率峰值跟蹤，在交流端并聯(lián)并網(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)是不受組串間模塊差異和遮影的影響，減少光伏組件最佳點(diǎn)與逆變器不匹配的情況，從而提高發(fā)41/69綜合考慮項目建設(shè)條件、項目投資成本、產(chǎn)品成熟度及出貨量，本項表4.2-2擬選光伏逆變器參數(shù)表42/694.2.2.3裝機(jī)容量及系統(tǒng)設(shè)計方案擬選區(qū)域光伏電站建設(shè)，采用25°最佳傾角與平鋪結(jié)合的方式，初步43/694.3光伏項目產(chǎn)量估算81.07%，項目首年年初時理論發(fā)電小時數(shù)為1081.47小時，單晶硅組件考慮首年2%衰減后續(xù)每年0.55%衰減后，系統(tǒng)25年平均發(fā)電小時數(shù)約為表4.3-2光伏項目逐年發(fā)電量估算表年份46MW屋頂分布式項目30MW地面項目總計13413.11185623393.95663633374.80141743355.64619753336.49097863317.33575844/69年份46MW屋頂分布式項目30MW地面項目總計7329802531993259.8700993240.714883221.559663202.404443183.2492213164.0940013144.9387823125.7835623106.6283423087.4731233068.3179033049.1626843030.0074643010.8522442991.6970252972.5418052953.38658625年總發(fā)電量79581.2305245/69第五章風(fēng)電項目規(guī)劃建設(shè)方案為有效掌握本風(fēng)電場風(fēng)資源狀況，現(xiàn)已獲得項目周邊7座90m測風(fēng)塔（1181#、7768#、1182#、1524#、1525#、1526#和1527#）的測風(fēng)數(shù)據(jù)，表5-1測風(fēng)資料一覽表*7起止風(fēng)電場選用30/50/70/80/90m46/69本報告選用項目區(qū)域代表性最好的MERRA2（N34.500E113.125）數(shù)據(jù)進(jìn)行代表年分析，并取近10年MERRA2數(shù)據(jù)作為對實測數(shù)據(jù)訂正的依據(jù)。47/69并將90米高度平均風(fēng)速依據(jù)綜合切變0.09推算至輪轂高度處，最終結(jié)果月份修正后平均風(fēng)速（m/s）一月6.596.476.37二月6.286.176.07三月5.305.215.126.766.656.54五月5.885.785.69六月4.974.884.81七月4.754.674.60八月4.934.844.77九月5.745.645.55十月5.765.665.57十一月5.325.235.15十二月5.345.255.16全年5.645.545.4548/69圖5.1-3擬選輪轂高度處Weibull曲線圖5.1-47768#湍流強(qiáng)度曲線*49/69年平均風(fēng)速為5.64m/s。擬選輪轂高度處風(fēng)速及風(fēng)功率密度年變化規(guī)律為該測風(fēng)塔位于徐莊鎮(zhèn)人字溝和馬嶺山區(qū)域，故該區(qū)域的風(fēng)能資源情況本風(fēng)電場項目在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選擇時，主要考慮了區(qū)域風(fēng)資源特點(diǎn)、場址地形地貌、風(fēng)機(jī)設(shè)備成熟度、道路運(yùn)輸條件、經(jīng)濟(jì)性、國網(wǎng)低電該風(fēng)電場區(qū)地形簡單，風(fēng)資源綜合考慮以上各項原則結(jié)合風(fēng)電場的布機(jī)范圍，初步選擇WTG4000、WTG3000、WTG3200共3種風(fēng)電機(jī)組。以上3種風(fēng)機(jī)，均為3枚葉片，額定功率3000～4000kW，風(fēng)輪直徑150～165m，該風(fēng)電場地形較為簡單，風(fēng)電場區(qū)域主導(dǎo)風(fēng)向和主導(dǎo)風(fēng)能方向分布一50/69致性較好，盛行風(fēng)向穩(wěn)定，風(fēng)向和風(fēng)能頻率較高的扇區(qū)主要分布在WNW至NNW扇區(qū)。采用主流的Wasp軟件計算風(fēng)電場的發(fā)電量，地形圖采用SRTMV3-30m精度數(shù)據(jù)。同時對風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化布置和理論發(fā)電量計算，為保證充分利用風(fēng)能資源較優(yōu)的地區(qū)，同時風(fēng)機(jī)之間有足夠的距離以減小尾流損失，在進(jìn)行優(yōu)化時，風(fēng)機(jī)間距分別按在主風(fēng)能方向上約8倍風(fēng)輪直徑考慮，垂直主風(fēng)能方向按約3倍風(fēng)輪直徑考慮進(jìn)行機(jī)位布置。優(yōu)化后根據(jù)地形地貌特征、地表障礙物以及施工吊裝條件等情況對部分機(jī)位進(jìn)行手工調(diào)1、2023年規(guī)劃建設(shè)登封馬嶺山地區(qū)80MW集中式風(fēng)電項目，通過2回對風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組初步布置后，可以利用代表年測風(fēng)數(shù)據(jù)對不同機(jī)型51/69綜合考慮數(shù)據(jù)精度影響以及軟件誤差等因素，對結(jié)果進(jìn)行折減，折減案相比具有較好的優(yōu)勢，因此本可行性研究設(shè)計推薦安裝WTG3200風(fēng)機(jī)作 小W0052/6953/69第六章儲能項目規(guī)劃建設(shè)方案6.1本工程儲能系統(tǒng)配置方案原汽機(jī)車間（附圖配置20MW/40MWh化學(xué)儲能；利用發(fā)祥鋁業(yè)原電解鋁車間（附圖配置10MW/20MWh化學(xué)儲能，54/69儲能電站需支持自動發(fā)電控制功能，需具有良好的快速響應(yīng)和充放電能力；具有良好的快速響應(yīng)和大倍率充放電能力；為減少運(yùn)行損耗，同時儲能電站依據(jù)不同應(yīng)用功能需求可能存在每天多充多放的運(yùn)行方式，因此對電池可循環(huán)次數(shù)和壽命要求較高；另一方面，因其采用無人值守方目前市場上商業(yè)成熟度較高的電池類型主要有磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池及鉛炭電池等。綜合考慮磷酸鐵鋰電池的安全性、經(jīng)濟(jì)性等因素，建從初始投資成本來看，磷酸鐵鋰電池有較強(qiáng)的競爭力，鈉硫電池和全釩液流電池未形成產(chǎn)業(yè)化，供應(yīng)渠道受限，較昂貴。從運(yùn)營和維護(hù)成本來看，鈉硫需要持續(xù)供熱，全釩液流電池需要泵進(jìn)行流體控制，增加了運(yùn)營成本，而磷酸鐵鋰電池幾乎不需要維護(hù)。根據(jù)國內(nèi)外儲能電站應(yīng)用現(xiàn)狀和儲能系統(tǒng)關(guān)鍵由電池集裝箱和電控集裝箱構(gòu)成，關(guān)鍵設(shè)備主要包括：電池、電池管理系統(tǒng)、儲能變流器、變壓器、能量管理系統(tǒng)、智能監(jiān)控系55/69配置儲能系統(tǒng)提高項目并網(wǎng)友好性。結(jié)合本工程擬建156MW風(fēng)電光伏電源裝機(jī)容量，本項目擬配置30MW/60MWh磷酸鐵鋰集裝箱儲能系統(tǒng)，由24臺一體集裝箱內(nèi)有1臺2500kVA/10kV干式變壓器(高壓側(cè)配負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、接地開關(guān)、避雷器)和2臺1250kW儲能逆變器組成；每座儲能電池集表6.3-1電芯參數(shù)表6.3-2電池模組參數(shù)156/69234567+10~﹢25℃89電池簇由25個儲能標(biāo)準(zhǔn)模組組成，規(guī)格為電芯1P225S，電量為表6.3-3電池蔟參數(shù)1234~56786.1.2升壓變流一體集裝箱配置方案57/69理和電網(wǎng)輔助服務(wù)：基于虛擬同步機(jī)控制技量雙向流動；空間矢量控制，有功、無功的調(diào)，具備動態(tài)無功補(bǔ)償；在能源管理系統(tǒng)的效緩解電網(wǎng)提供功率壓力；支持并網(wǎng)運(yùn)行，表6.3-4PCS主要參數(shù)~58/69~-25℃~50℃59/69變壓器容量按照2500kVA設(shè)計。變壓器低壓側(cè)從雙向變流器交流側(cè)接儲能系統(tǒng)集裝箱中配置1個通訊控制柜，通訊柜中包含1臺光纖機(jī)用于組建高速控制網(wǎng)；1臺交換機(jī)用于站控層組網(wǎng)；1臺協(xié)調(diào)控制器，1臺變壓器測控保護(hù)及規(guī)轉(zhuǎn)裝置。PCS直接接入站網(wǎng)交換機(jī)，1個光纖盒；1臺1kVAUPS30min用于通訊控制柜內(nèi)部供電。PCS與監(jiān)控后臺支持103，61580等多種電力系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。智能并網(wǎng)接口裝置PCS-9726，除了具備器協(xié)調(diào)控制裝置用于光伏儲能應(yīng)用功能及多機(jī)功率分配和快速協(xié)調(diào)控制，配置儲能系統(tǒng)提高項目并網(wǎng)友好性。結(jié)合本工程擬建156MW風(fēng)電光伏電源裝機(jī)容量，本項目擬配置30MW/60MWh磷酸鐵鋰集裝箱儲能系統(tǒng)，由24臺60/69座升壓變流一體集裝箱（20尺）和24座儲能電池集裝箱（45尺布置在儲能變電站的專用場地。36座集裝箱可分6行、6列布置，行間距不小61/69第七章項目接入方案與消納分析**電網(wǎng)整體電力系統(tǒng)仍采用110kV中岳電力變電站接入國網(wǎng)220kV宣**電網(wǎng)供電區(qū)域內(nèi)及附近建設(shè)的風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、化學(xué)儲能等新能源項目，就地接入**配電網(wǎng)。**電網(wǎng)內(nèi)6座110kV變電站改造完成后具備達(dá)7.1.1**工業(yè)園區(qū)域新能源接入方案**煤礦塌陷區(qū)8MW光伏和**水泥采礦修復(fù)區(qū)10MW光伏發(fā)電項目通過兩回7.1.2產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)供電區(qū)域新能源接入方案7.1.3裝配式建筑產(chǎn)業(yè)園區(qū)域新能源接入方案中岳電力變電站110kV兩段母線，同時擬在原發(fā)祥電廠汽機(jī)車間建設(shè)擬建設(shè)12MW粉煤灰場光伏發(fā)電項目通過35kV接入中岳電力變電站，就地62/69年發(fā)電量達(dá)到25488萬千瓦時，新能源發(fā)電量占**電網(wǎng)全部用電量占比約63/69第八章項目投資匡算及經(jīng)評估算儲能系統(tǒng)30MW/60MWh，新建110kV線路長度共10km;另包含增量配網(wǎng)項目2021年：登封產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)金勇木業(yè)車間房頂7MW光伏發(fā)電項目，中恒美車間房頂3.2MW光伏發(fā)電項目，徐莊地區(qū)**煤礦塌陷區(qū)8MW光伏發(fā)電項2022年：登封產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)仲景藥業(yè)車間房區(qū)**水泥采礦區(qū)10MW光伏發(fā)電項目；馬嶺山地區(qū)80MW風(fēng)電項目，發(fā)祥電增量配網(wǎng)項目技改費(fèi)用共計約2100萬元，其中線路改造1400萬元，貸款融資。結(jié)合項目開工及投運(yùn)的要求，注冊資本金和貸款資金均于建設(shè)64/698.1.2編制原則及測算依據(jù)編制依據(jù)：國家能源局發(fā)布的《光伏發(fā)電工程設(shè)計概算編制規(guī)定及費(fèi)（NB/T32043-2018）、《陸上價格水平編制期：本工程靜態(tài)投資按工程所在地編制期市場價格水平9本項目風(fēng)電規(guī)劃容量80MW,光伏規(guī)劃容量為76