氣候可行性論證技術規(guī)范第2部分：太陽能發(fā)電工程

1氣候可行性論證技術規(guī)范太陽能發(fā)電工程本文件規(guī)定了太陽能發(fā)電工程氣候可行性論證的基本規(guī)定、資料收集要求、數(shù)據(jù)處理方法、參證氣象站選取、論證內容和方法以及報告基本格式等。本文件適用于內蒙古自治區(qū)境內新建、擴建或改建的地面光伏發(fā)電站和太陽能光熱發(fā)電站的氣候可行性論證工作，其他太陽能發(fā)電工程可參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB50797光伏發(fā)電站設計規(guī)范GB50794光伏發(fā)電站施工規(guī)范GB50009建筑結構荷載規(guī)范GB50019工業(yè)建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范GB/T51396槽式太陽能光熱發(fā)電站設計標準GB/T51307塔式太陽能光熱發(fā)電站設計標準GB/T31163太陽能資源術語GB/T31156太陽能資源測量總輻射GB/T33698太陽能資源測量直接輻射GB/T33699太陽能資源測量散射輻射GB/T33872太陽能資源觀測站分類指南GB/T34325太陽能資源數(shù)據(jù)準確性評判方法GB/T37526太陽能資源評估方法GB/T37525太陽直接輻射計算導則GB/T31155太陽能資源等級總輻射GB/T33677太陽能資源等級直接輻射GB/T19565總輻射表GB/T35225地面氣象觀測規(guī)范氣壓GB/T35226地面氣象觀測規(guī)范空氣溫度和濕度GB/T35227地面氣象觀測規(guī)范風向和風速GB/T35228地面氣象觀測規(guī)范降水量GB/T35231地面氣象觀測規(guī)范輻射GB/T34412地面標準氣候值統(tǒng)計方法QX/T117氣象觀測資料質量控制地面氣象輻射QX/T118氣象觀測資料質量控制地面QX/T427地面氣象觀測數(shù)據(jù)格式BUFR編碼QX/T550地面氣象輻射觀測數(shù)據(jù)格式BUFRQX/T535氣候資料統(tǒng)計方法地面氣象輻射QX/T397太陽能光伏發(fā)電規(guī)劃編制規(guī)定QX/T263太陽能光伏系統(tǒng)防雷技術規(guī)范QX/T469氣候可行性論證規(guī)范總則QX/T423氣候可行性論證規(guī)范報告編制QX/T449氣候可行性論證規(guī)范現(xiàn)場觀測QX/T457氣候可行性論證規(guī)范氣象觀測資料加工處理QX/T497氣候可行性論證規(guī)范數(shù)值模擬與再分析資料應用QX/T529氣候可行性論證規(guī)范極值概率統(tǒng)計分析QX/T436氣候可行性論證規(guī)范抗風參數(shù)計算QX/T528氣候可行性論證規(guī)范架空輸電線路抗冰設計氣象參數(shù)計算QX/T20直接輻射表DB15/T2040城市暴雨強度公式編制技術規(guī)范3術語和定義GB50797、GB/T31163、GB/T51396和GB/T51307界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1太陽能資源solarenergyresource可轉化成熱能、電能、化學能等以供人類利用的太陽能。[來源：GB/T31163,定義2.2]3.2[太陽]輻射要素solarradiationelements用以表征太陽輻射的氣象要素,包括總輻射、法向直接輻射、水平面直接輻射、散射輻射等。[來源：GB/T34325,定義3.1.7]3.3總輻射globalradiation水平面從上方2τ立體角范圍內接收到的直接輻射和散射輻射之和。[來源：GB/T31155，術語和定義3.1]3.4直接輻射directsolarradiation從日面及其周圍一小立體角內發(fā)出的輻射。[來源：GB/T33698，術語和定義3.1]3.5法向直接輻射directnormalradiation在與太陽光線垂直的平面上接收到的直接輻射。[來源：GB/T33698，術語和定義3.2]3.6水平面直接輻射directhorizontalradiation水平面上接收到的直接輻射。[來源：GB/T31155，術語和定義3.4]33.7散射輻射diffuseradiation太陽輻射被空氣分子、云和空氣中的各種微粒分散成無方向性的、但不改變其單色組成的輻射。[來源：GB/T33699，術語和定義3.2]3.8光伏發(fā)電系統(tǒng)photovoltaic(PV)powergenerationsystem利用太陽電池的光生伏特效應，將太陽輻射能直接轉換成電能的發(fā)電系統(tǒng)。[來源：GB50797，術語2.1.5]3.9光伏發(fā)電站photovoltaic(PV)powerstation以光伏發(fā)電系統(tǒng)為主，包含各類建（構）筑物及檢修、維護、生活等輔助設施在內的發(fā)電站。[來源：GB50797，術語2.1.6]3.10并網(wǎng)光伏發(fā)電站grid-connectedPVpowerstation直接或間接接入公用電網(wǎng)運行的光伏發(fā)電站。[來源：GB50794，術語2.0.9]3.11太陽能光熱發(fā)電站solarthermalpowerplant通過聚集太陽能并通過熱力過程將太陽直接輻射轉化為電能的設施，一般由集熱場、發(fā)電區(qū)構成。[來源：GB51396，術語2.0.10]3.12槽式太陽能光熱發(fā)電站parabolictroughsolarthermalpowerplant集熱場由槽式集熱器及其連接組成的太陽能光熱發(fā)電站。[來源：GB51396，術語2.0.11]3.13塔式太陽能光熱發(fā)電站solarpowertowerplant集熱場由定日鏡和位于高塔上的吸熱器組成的太陽能光熱發(fā)電站。[來源：GB51307，術語2.0.7]3.14線性菲涅耳式太陽能光熱發(fā)電站linearFresnelsolarthermalpowerplant具有由菲涅耳聚光器和位于菲涅耳反射鏡焦線處的吸熱器組成集熱場特征的太陽能光熱發(fā)電站。注：引用自國家標準《線性菲涅耳式太陽能光熱發(fā)電站技術標準》征求意見稿。3.15氣候可行性論證climaticfeasibilitydemonstration對與氣候條件密切相關的規(guī)劃和建設等項目進行氣候適宜性、風險性及可能對局地氣候產(chǎn)生影響的分析、評估活動。[來源：QX/T469，術語和定義3.1]4基本規(guī)定4.1太陽能發(fā)電工程分類和規(guī)模4.1.1太陽能發(fā)電工程按照發(fā)電方式不同，一般分為光伏發(fā)電工程和太陽能光熱發(fā)電工程。4.1.2光伏發(fā)電工程可分為光伏發(fā)電站、分布式光伏系統(tǒng)、戶用光伏系統(tǒng)。4注1：光伏發(fā)電系統(tǒng)可以細化分類，例如按是否接入公共電網(wǎng)可分為并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)；按是注2：本文件中光伏發(fā)電工程主要是指地面光伏發(fā)電站，暫不涉及水面光伏發(fā)電站、建4.1.3太陽能光熱發(fā)電工程主要有塔式太陽能光熱發(fā)電站、槽式太陽能光熱發(fā)電站和線性菲涅耳式太陽能光熱發(fā)電站等，其他形式的太陽能熱動力發(fā)電工程暫不涉及。4.1.4光伏發(fā)電站按總裝機容量分為大型、中型、小型。總裝機容量大于500MW的應為大型光伏發(fā)電站，小于等于500MW且大于等于50MW的應為中型光伏發(fā)電站，小于50MW的應為小型光伏發(fā)電站。注1：本條參照GB50797第4.0.3、6.2.3條，原注2：分布式光伏系統(tǒng)的下限是戶用系統(tǒng)的上限，分布式光伏系統(tǒng)的上限量應不超過50kW。分布式光伏系統(tǒng)的用戶側單點并網(wǎng)容量應大于50k4.1.5太陽能光熱發(fā)電站按總裝機容量分為大型、中型、小型?？傃b機容量大于等于400MW的應為大型光熱發(fā)電站，小于400MW且大于等于50MW的應為中型光熱發(fā)電站，小于50MW的應為小型光熱發(fā)電站。注：本條參照GB/T51307第3.0.3條、4.2現(xiàn)場氣象觀測站的建設要求4.2.1大中型光伏發(fā)電站和光熱發(fā)電站在建設前期，應在工程所在地設立現(xiàn)場氣象觀測站，觀測周期不應少于一個連續(xù)完整年。注：小型光伏發(fā)電站可根據(jù)實際情況參照本條執(zhí)行。4.2.2光伏發(fā)電工程設立的現(xiàn)場氣象觀測站，觀測內容至少應包括水平面總輻射、水平面直接輻射、散射輻射、氣壓、氣溫、相對濕度、風向、風速、降水量等觀測要素。4.2.3太陽能光熱發(fā)電工程設立的太陽輻射現(xiàn)場觀測站，觀測內容至少應包括法向直接輻射、水平面總輻射、水平面直接輻射、散射輻射、氣壓、氣溫、相對濕度、風向、風速、降水量等觀測要素。4.2.4對于按最佳固定傾角布置光伏方陣的大中型光伏發(fā)電站，應增設在設計確定的最佳固定傾角面上的輻射觀測項目。4.2.5對于有斜單軸或平單軸跟蹤裝置的大中型光伏發(fā)電站，應增設在設計確定的斜單軸或平單軸跟蹤受光面上的輻射觀測項目。4.2.6對于高倍聚光光伏發(fā)電站，應增設法向直接輻射輻照度的觀測項目。4.2.7現(xiàn)場氣象觀測站的選址、設計和建設以及竣工驗收，應符合GB/T35231和QX/T449的規(guī)定。4.2.8輻射要素的觀測應符合GB/T31156、GB/T33698、GB/T33699、GB/T33872、GB/T19565、GB/T35231、QX/T20和QX/T550的規(guī)定。GB/T35227、GB/T35228和QX/T427的規(guī)定。4.3現(xiàn)場踏勘的基本要求4.3.1應在太陽能發(fā)電工程建設前期，組織有關專家對工程擬建設區(qū)域進行現(xiàn)場踏勘。4.3.2踏勘內容應包括現(xiàn)場氣象觀測站的建設情況以及工程擬建設區(qū)域的地理位置、太陽能資源宏觀分布情況、地形特征、植被、地質、電網(wǎng)、交通、通訊等基本情況。4.3.3可結合實地踏勘情況，給出現(xiàn)場氣象觀測站建設的合理建議。4.3.4應對踏勘過程和內容進行詳細記錄，包括文字、拍照、錄音、錄像或無人機航拍等資料記錄，并作為原始資料保存。55基本資料收集5.1太陽能發(fā)電工程相關資料5.1.1項目的背景信息和資料，包括項目所在地的基礎地理信息及高分辨率的地形數(shù)據(jù)、項目的可行性研究報告或項目建議書、項目相關論證研究成果。5.1.2與氣候可行性論證有關的太陽能行業(yè)的規(guī)范、導則、技術標準。5.1.3太陽能發(fā)電工程相關的行業(yè)資料、社會經(jīng)濟資料、環(huán)境資料和災害災情資料。5.2太陽能資源觀測數(shù)據(jù)5.2.1應收集與工程建設區(qū)域屬于同一氣候區(qū)的太陽能資源觀測站實測資料，包括現(xiàn)場氣象觀測站、短期輻射觀測站和國家級輻射觀測站的太陽輻射觀測資料。5.2.2輻射要素應包括水平面總輻射，宜包括法向直接輻射、水平面直接輻射、散射輻射、日照時數(shù)、日照百分率。5.2.3觀測數(shù)據(jù)的代表性應符合GB/T37526中5.2和5.3的要求。5.2.4國家級輻射觀測站應至少具有20年以上逐月水平面總輻射數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)質量應符合GB/T34325中4.2的要求，月值數(shù)據(jù)有效完整率應達到100%。5.2.5現(xiàn)場氣象觀測站和短期輻射觀測站應至少具有1年以上太陽輻射要素連續(xù)、完整的觀測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)質量應符合QX/T117的要求，數(shù)據(jù)記錄應至少包括小時值，且有效數(shù)據(jù)完整率應不低于95%，連續(xù)缺測時間不得超過3天。5.3常規(guī)地面氣象觀測資料5.3.1應收集工程所在地周邊的國家級氣象觀測站、區(qū)域氣象觀測站以及現(xiàn)場氣象觀測站的地面氣象觀測資料。5.3.2氣象要素應包括氣壓、氣溫、濕度、風向、風速、降水量，宜包括氣象能見度、云、地溫、蒸發(fā)、凍土、雪深、雪壓、電線積冰、天氣現(xiàn)象。5.3.3氣象觀測站信息應包括氣象站名稱、類別、位置、分布、歷史沿革、觀測項目、觀測場高程、探測環(huán)境、與工程所在地的位置和方位等。5.3.4氣象觀測站位置與工程所在地位置應屬于同一氣候區(qū)，兩地地形應無明顯差異，距離不宜超過100km。5.3.5國家級氣象觀測站的資料年限應至少在30年以上，且氣象資料具有較好的代表性、準確性和比較性。5.3.6區(qū)域氣象觀測站和現(xiàn)場氣象觀測站應至少具有1年以上連續(xù)、完整的氣象觀測記錄，氣象觀測數(shù)據(jù)符合QX/T118的要求，且有效數(shù)據(jù)完整率應不低于95%。5.4其他資料5.4.1工程所在區(qū)域的氣象災害資料，包括災害種類、發(fā)生頻率、影響范圍、災害損失、災害個例等。5.4.2基于氣候學方法、衛(wèi)星遙感反演、數(shù)值模擬、復雜地形下太陽輻射分布式模擬或其他方法，計算得到的太陽輻射數(shù)據(jù)和太陽能資源空間分布圖。5.4.3工程所在區(qū)域1:50000及以上地形圖資料及行政邊界、水體、道路等基礎地理信息資料。5.4.4影響工程所在區(qū)域的天氣系統(tǒng)及其相關的天氣氣候分析資料、再分析氣象資料、模式模擬結果、衛(wèi)星遙感和雷達探測氣象資料等。6參證氣象站選取66.1選取原則6.1.1應選擇與工程地點距離較近、處于同一氣候區(qū)，且自然地理條件接近、下墊面條件相似的國家級氣象觀測站作為備選參證氣象站。注：備選參證氣象站數(shù)量至少2個、至多不超過5個。6.1.2參證氣象站長序列資料應對影響太陽能發(fā)電工程的關鍵氣象因子具有最優(yōu)代表性。注1：一般應選取1個參證氣象站，但在工程地點氣象條件復雜或參證6.1.3參證氣象站沒有輻射要素觀測，可以選取同一氣候區(qū)內的國家級輻射觀測站作為輻射參證站，或者采用符合GB/T37526中6.3.4和6.3.5要求的長序列計算數(shù)據(jù)。6.1.4一般應選擇觀測場址一直保持不變或變遷次數(shù)較少且探測環(huán)境較好的國家級氣象觀測站。6.2選取方法6.2.1應繪制包含論證區(qū)域以及周邊氣象觀測站位置的地形圖，并以表格形式列出備選參證氣象站的歷史沿革情況，以及距離工程所在位置的最短距離、相對位置、海拔高度差以及地形地貌相似性等信息。注1：氣象觀測站應包括備選參證氣象站、區(qū)域氣象觀測站、現(xiàn)場氣象觀測站以及太陽能資源觀測站，其中區(qū)域氣象觀測站和現(xiàn)場氣象觀測站作為輔助氣象站，分析注2：簡要說明歷史沿革情況，重點考察觀測場址遷移、觀測儀器換型、觀測方法變化（人工觀測和自動觀測）、6.2.2應結合歷史沿革情況，對備選參證氣象站資料序列進行一致性分析，內容包括對資料序列均一性的檢驗方法和檢驗結果。注：如選擇2個參證氣象站，應說明每個參證氣象站在決定關鍵氣象因子及其特征值時的具體作用。6.2.3應使用現(xiàn)場氣象觀測站與備選參證氣象站同期觀測的關鍵氣象因子數(shù)據(jù)進行相關性分析。注：太陽能發(fā)電工程關鍵氣象因子包括但不限于輻射要素、氣溫、風6.2.4應對比分析備選參證氣象站與區(qū)域氣象觀測站同期觀測的氣壓、氣溫、濕度、風速、風向和降水量數(shù)據(jù)，論證備選參證氣象站的區(qū)域代表性。7數(shù)據(jù)處理方法7.1太陽能資源評估方法7.1.1太陽能資源數(shù)據(jù)的準確性應按照GB/T34325的要求進行評判。7.1.2太陽能資源數(shù)據(jù)的檢驗、缺測插補、代表年數(shù)據(jù)訂正應按照GB/T37526的規(guī)定執(zhí)行。7.1.3水平面直接輻射和法向直接輻射的計算應按照GB/T37525的規(guī)定執(zhí)行。7.1.4太陽能資源等級劃分應按照GB/T31155的規(guī)定執(zhí)行。7.1.5太陽能直接輻射資源等級劃分應按照GB/T33677的規(guī)定執(zhí)行。7.2氣象資料處理方法7.2.1氣象觀測數(shù)據(jù)的審核整理、缺測插補、均一性檢驗和訂正應按照QX/T457的規(guī)定執(zhí)行。7.2.2地面標準氣候值的統(tǒng)計方法應符合GB/T34412的要求。77.2.3數(shù)值模擬與再分析資料的應用應符合QX/T497的要求。7.3模式運算初始資料的處理7.3.1應把氣象資料處理為氣象數(shù)值模擬所需的格式。7.3.2應把地形、工程建（構）筑物高度和布局等資料處理成氣象數(shù)值模擬所需的格式類型。8論證內容和方法8.1區(qū)域大氣環(huán)流特征分析區(qū)域四季大氣環(huán)流特征，描述大尺度環(huán)流特征對當?shù)貧夂蛐纬傻挠绊憽?.2氣候適宜性分析8.2.1區(qū)域氣候特征根據(jù)參證氣象站近30年觀測資料統(tǒng)計結果，描述項目所在區(qū)域總體氣候特征及四季氣候特點。8.2.2工程宏觀選址適宜性分析給出自治區(qū)及所在盟市地區(qū)太陽能資源空間分布特征和資源評價等級，結合地形、下墊面類型、交通狀況、電網(wǎng)等信息，分析太陽能工程選址的適宜性。8.2.3工程場址太陽能資源的適宜性分析8.2.3.1應利用現(xiàn)場氣象觀測站的實測輻射數(shù)據(jù)和參證氣象站的長序列輻射數(shù)據(jù)，計算訂正代表年太陽輻射數(shù)據(jù)，給出工程地點太陽能資源等級。8.2.3.2對于固定式并網(wǎng)光伏發(fā)電站，應增加斜面總輻射年輻照量的計算和分析，推薦采用各向異性（散射）輻射模型推算最佳傾角和最佳斜面總輻射年輻照量。8.2.3.3對于光伏發(fā)電站工程，應增加太陽能電池陣列行間距的計算，遵循的確定原則是冬至日當天早晨9:00至下午15:00（當?shù)卣嫣枙r）的時間段內，太陽電池陣列不應被遮擋。8.2.3.4對于太陽能光熱發(fā)電工程和聚光光伏發(fā)電工程，應重點分析和評估法向直接輻射，給出太陽能直接輻射資源等級。8.2.4影響太陽能發(fā)電工程建設運營的主要氣象要素適宜性分析篩選和分析當?shù)赜绊懱柲馨l(fā)電工程建設運營的主要氣象要素，結合太陽能發(fā)電設備的性能參數(shù)、工程建設標準以及運營管理規(guī)范等，給出當?shù)刂饕獨庀笠氐倪m宜性分析結論。注：影響太陽能發(fā)電工程建設運營的主要氣象要素包括但不限于云、能見度、氣溫、降水、風。8.3高影響天氣氣候事件分析及災害防御建議8.3.1高影響天氣分析8.3.1.1對太陽能發(fā)電工程影響較大的氣象災害或天氣氣候事件包括但不限于雷電、大風、沙塵暴、霧霾、低能見度、寒潮、高溫、極端低溫、暴雨洪澇、暴雪、冰雹、連陰雨、凍土、結冰等。8.3.1.2應分析論證區(qū)域內制約太陽能工程建設、運營的高影響天氣變化規(guī)律，分析其出現(xiàn)頻率及強度特征，分析計算其特征參數(shù)，并以圖、表形式給出分析結果。8.3.1.3每一種高影響天氣現(xiàn)象，宜單列章節(jié)進行分析闡述。88.3.2氣象災害防御建議應結合太陽能發(fā)電工程設備性能參數(shù)、工程建設標準和運營管理規(guī)范，給出有針對性的避免或減緩措施。8.3.3氣象災害風險評估8.3.3.1宜利用氣象災害風險評價理論，結合層次分析法，綜合考慮致災因子危險性、承災體暴露度和承災體脆弱性，構建太陽能發(fā)電工程氣象災害風險評估模型。8.3.3.2宜根據(jù)調研結果，結合專家打分法，確定影響太陽能發(fā)電工程的致災因子和各因子權重。8.3.3.3主要致災因子應包括但不限于沙塵暴、雪災、大風、高溫、低溫和連陰雨。8.3.3.4應利用GIS技術，繪制太陽能發(fā)電工程所在區(qū)域的氣象災害風險區(qū)劃圖。8.3.4高影響天氣氣候事件影響綜合分析提出各類高影響天氣氣候事件對太陽能發(fā)電工程施工建設、維護運營的風險性，給出綜合性的影響評估結論。8.4工程相關氣象參數(shù)推算根據(jù)GB50009、GB50019、QX/T436等技術標準和規(guī)范，以參證氣象站建站以來長序列資料為依據(jù)，推算工程區(qū)各相關氣象參數(shù)。8.4.1抗風參數(shù)和基本風壓計算應按照GB50009和QX/T436規(guī)定的方法，計算重現(xiàn)期風速和基本風壓。8.4.2基本雪壓計算應按照GB50009規(guī)定的方法，計算基本雪壓。8.4.3基本氣溫計算應按照GB50009規(guī)定的方法，計算基本氣溫。8.4.4架空輸電線路抗冰設計氣象參數(shù)計算應按照QX/T528規(guī)定的方法，計算抗冰設計氣象參數(shù)