中南光電光伏發(fā)電接入系統(tǒng)方案

1、中南光電分布式光伏發(fā)電接入系統(tǒng)方案合肥供電公司電力經(jīng)濟技術研究所二一三年四月審 批：審 核：編 制：1.工程概況合肥中南光電有限公司位于合肥市肥東新城經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和平路7號，總用地面積約70畝。該公司主要經(jīng)營范圍是太陽能單晶硅棒、硅片、電池片組件、太陽能光伏系統(tǒng)工程、太陽能電池控制等太陽能系列產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和施工服務。生產(chǎn)廠房于2009年9月建成投產(chǎn)。該廠區(qū)現(xiàn)建設有1座10kV環(huán)網(wǎng)柜。該環(huán)網(wǎng)柜采用壓氣式負荷開關，一進三出，保護采用熔斷器保護。環(huán)網(wǎng)柜電源“T”接在110kV店埠變10kV19開關二水廠線公用線路上，安裝630kVA、200kVA變壓器各一臺，電壓等級為10/0.4kV。合肥

2、中南光電有限公司廠區(qū)共計2棟廠房和1個辦公樓屋頂建筑面積約20000m2。本工程計劃在屋頂安裝6120塊245w/塊太陽能電池組件，設計按每20塊組件組成一串，每10或11串接入一個匯流箱，每10個匯流箱接分別入3臺直流柜，經(jīng)3臺陽光電源生產(chǎn)的500kW逆變器逆變?yōu)榻涣?70V，經(jīng)1臺1000kVA的雙分裂變壓器及1臺500kVA的雙繞組變壓器升壓至10kV，接入廠區(qū)本期工程建設的配電房的10kV母線。總裝機容量1500千瓦，采用用戶側并網(wǎng)方式。計劃于2013年10月建成投運。2.建設必要性太陽能發(fā)電是綠色、環(huán)保、清潔、可再生能源，有利于節(jié)約煤炭資源，符合國家產(chǎn)業(yè)政策。本工程利用廠房屋頂建設光

3、伏發(fā)電示范項目，建成后可就近向合肥中南光電有限公司廠區(qū)供電，能有效利用資源和保護環(huán)境，經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益顯著。因此，本工程的建設是必要的。3、接入系統(tǒng)1）電廠定位根據(jù)電力平衡，本工程定位為用戶側并網(wǎng)太陽能電站，所發(fā)電力在合肥中南光電有限公司廠區(qū)內(nèi)就地消化。2）主要技術原則(1)本工程接入系統(tǒng)方案應以國家電網(wǎng)公司分布式光伏發(fā)電接入系統(tǒng)典型設計、合肥電網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃接線為基礎，并與合肥中南光電有限公司廠區(qū)內(nèi)部供電規(guī)劃相結合。接入系統(tǒng)方案應保證電網(wǎng)和電廠的安全穩(wěn)定運行，技術、經(jīng)濟合理，便于調(diào)度管理。(2)本工程光伏電站接入系統(tǒng)方案應充分考慮并網(wǎng)太陽能電站的特殊性及其對電網(wǎng)的影響并采取有效的防范措施。

4、本工程接入系統(tǒng)應滿足GBZ 19964光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定、GBT 19939光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術要求、GBT 12325電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差、GBT 15543電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度等國家技術標準，以及國家電網(wǎng)公司QGDW 617-2011光伏電站接入電網(wǎng)技術規(guī)定。3）接入系統(tǒng)方案根據(jù)合肥中南光電有限公司供電規(guī)劃，該廠區(qū)現(xiàn)建設有1座10kV環(huán)網(wǎng)柜。該環(huán)網(wǎng)柜采用壓氣式負荷開關，一進三出，預留1個10kV出線間隔。進出線保護均采用熔斷器保護。環(huán)網(wǎng)柜電源“T”接在110kV店埠變10kV19開關二水廠線公用線路上，安裝630kVA、200kVA變壓器各一臺，電壓等級為10/0.

5、4kV。根據(jù)合肥中南光電有限公司的供電現(xiàn)狀對本工程接入系統(tǒng)提出2個方案。方案一：本光伏電站設一段10kV光伏母線，所發(fā)直流電逆變成0.27kV交流電，再升壓至10kV后接至光伏母線，再通過1回10kV線路（長約50m）接至該廠區(qū)現(xiàn)有的1座10kV環(huán)網(wǎng)柜的10kV母線。接線見下圖：方案二：本光伏電站設一段10kV光伏母線，所發(fā)直流電逆變成0.27kV交流電，再升壓至10kV后接至光伏母線，再通過1回10kV線路（長約100m）接至該廠區(qū)原10kV”T”接點,現(xiàn)有10kV環(huán)網(wǎng)柜的10kV進線接至段10kV光伏母線。接線見下圖：4）接入系統(tǒng)方案比較方案一電網(wǎng)接入點為負荷開關，負荷開關不能斷開斷路電流

6、，只能由負荷開關中的熔斷器進行保護，熔斷器與上下級的微機保護不好配合。因此，需將環(huán)網(wǎng)柜中的負荷開關更換為斷路器，保護更換為微機保護，而現(xiàn)場為戶外環(huán)網(wǎng)柜，不具備更換上述設備的條件。該方案不可行。方案二與方案一一樣要建設10kV交流匯流開關站，10kV開關站比方案一多建設一間隔，接入公共電網(wǎng)的電纜及原環(huán)網(wǎng)柜中的進線電纜均接入該開關站。該方案能夠就近消化本工程太陽能電站所發(fā)電力，余電上網(wǎng)，潮流流向較合理，具有實施方便、有利于運行維護管理、對用戶生產(chǎn)線供電影響小等優(yōu)點，符合國家電網(wǎng)自發(fā)自用/余量上網(wǎng)典型設計方案XGF-10-Z-1的接線要求。綜合比較推薦方案二作為本工程的接入系統(tǒng)方案，即：本光伏電站設

7、一段10kV光伏母線，所發(fā)直流電逆變成0.27kV交流電，再升壓至10kV后接至光伏母線，再通過1回10kV線路（長約100m）接至該廠區(qū)原10kV”T”接點,現(xiàn)有10kV環(huán)網(wǎng)柜的10kV進線接至段10kV光伏母線。以下所有方案均圍繞該接入系統(tǒng)方案進行論證。5）電氣主接線及主要設備參數(shù)（1）電氣主接線及主變壓器本工程光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，采用分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)方案，按升壓變數(shù)量將系統(tǒng)分成2個并網(wǎng)發(fā)電單元，輸出交流0.27kV電壓后，1個單元各通過2回0.27kV線路分別送至1臺10kV分裂升壓變的 0.27kV側，另1個單元各通過1回0.27kV線路送至1臺10kV升壓變的 0.27kV側，升壓后

8、接至10kV光伏母線。光伏母線為單母線接線。光伏電站1臺10kV分裂升壓變?nèi)萘繛?000kVA，電壓比為10±2×2.5%/0.27/0.27kV，短路阻抗Uk=6.0%；另1臺10kV升壓變?nèi)萘繛?00kVA，電壓比為10±2×2.5%/0.27kV，短路阻抗Uk=5.0%。（2）無功補償為了控制光伏電站與電網(wǎng)無功功率實現(xiàn)零交換的目標，需要在光伏電站內(nèi)配置無功補償裝置,其容量及配置型式根據(jù)電站并網(wǎng)運行后6個月內(nèi)提供的現(xiàn)場運行實測結果確定（建議結合用戶變電站一起考慮無功補償配置）。3.導線截面開關站至“T”接點的1回10kV電纜線路，暫按采用截面為120

9、的三芯銅芯電纜，光伏電站至開關站的2回10kV電纜線路，暫按采用截面為70的三芯銅芯電纜.4、系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置1)10kV線路保護1.開關站至“T”接點的10kV線路該線路為雙側電源線路，在開關站側配置1套保護測控一體化裝置，含完整的主、后備保護功能；“T”接點側的柱上真空斷路器配置1套保護測控一體化裝置，含完整的主、后備保護功能。線路在故障切除時不重合。2. 光伏電站開關站2回10kV線路每回線路兩側各配置10kV線路微機保護測控一體化裝置，含完整的主、后備保護功能；建議線路兩側的自動重合閘均停用。3. 開關站中的其它10kV保護均采用微機保護測控一體化裝置，含完整的主、后備保護功

10、能。環(huán)網(wǎng)柜中的其它10kV線路，所配熔斷器保護可繼續(xù)使用，本工程不需更換。2)10kV母線保護開關站10kV為單母線分段接線，不考慮配置母線保護。(三)線路故障錄波器本工程采用10kV接入系統(tǒng)，屬于中型光伏電站，不配置專用故障錄波器，相關信息可在站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)查閱。3)安全自動裝置 本工程配置1套頻率電壓緊急控制裝置，主要功能為測量光伏電站10kV并網(wǎng)線路的三相電壓、電流、有功和無功功率、頻率等，進行過/欠壓、過/欠頻判別，在光伏電站的運行危及系統(tǒng)安全穩(wěn)定時實施快速解列。4)其他本光伏電站應采用具有孤島效應防護的光伏并網(wǎng)逆變器。若并網(wǎng)線路發(fā)生短路故障，依靠并網(wǎng)逆變器保護(過流保護、孤島保護等)和

11、頻率緊急控制裝置快速將光伏電源解列。5、系統(tǒng)通信根據(jù)光伏電站接入電網(wǎng)技術規(guī)定，該光伏電站建成后在電力調(diào)度上隸屬合肥地調(diào)調(diào)度管轄，相關遠動信息應送至合肥地調(diào)，同時接受合肥地調(diào)的調(diào)度管轄。1）相關通信網(wǎng)現(xiàn)狀北斗是我國獨立自主建立的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，其具備的雙向短信通信功能是GPS所不具備的，適合大范圍監(jiān)控管理和通信不發(fā)達地區(qū)數(shù)據(jù)采集傳輸應用。目前安徽省內(nèi)淮北、銅陵、淮南、池州四個地市的23個光伏電廠、自備電廠、再生能源電廠等的電能量信息、遠動信息均已通過北斗衛(wèi)星系統(tǒng)傳輸上報至省公司調(diào)控中心。省公司目前配置了北斗衛(wèi)星指揮機、主站端信息管理平臺，并且已完成信息管理平臺與能量管理系統(tǒng)EMS和電能量采集及管理

12、系統(tǒng)之間的信息交互。2）通信業(yè)務類型及通道安排（1）調(diào)度電話光伏電站需安排2路調(diào)度電話通道至地調(diào)。（2 ）遠動數(shù)據(jù)光伏電站需安排1路遠動信息通道至地調(diào)。（3）電能量計費光伏電站需安排1路電能量計費通道至地調(diào)。3）接入系統(tǒng)通信方案本工程光伏電站信息擬采用北斗通信系統(tǒng)進行傳送，在光伏電站集控室接入北斗電力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)傳至安徽省調(diào)，由省調(diào)將相關信息通過系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)轉發(fā)至合肥地調(diào)。具體路由為：光伏電站集控室北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)-安徽省調(diào)系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)-合肥地調(diào)。6、系統(tǒng)調(diào)度自動化1)調(diào)度關系和信息傳輸方式本光伏電站容量為1.5MW，且以10kV電壓等級接入用戶變，根據(jù)現(xiàn)行調(diào)度規(guī)程規(guī)定，調(diào)度關系

13、為合肥地調(diào)調(diào)度管轄。本電站信息以無線傳輸方式向安徽省調(diào)發(fā)送遠動信息，并經(jīng)省調(diào)轉發(fā)至合肥地調(diào)。2）電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)對本站的要求（1）遠動信息內(nèi)容根據(jù)地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化設計技術規(guī)程和國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術規(guī)定(Q/GDW 617-2011)的規(guī)定來確定遠動信息的主要內(nèi)容。10kV線路有功功率、無功功率和電流；10kV線路有功電量和無功電量；10kV線路功率因數(shù)；光伏電站10kV母線的電壓和頻率；升壓變高壓側有功功率、無功功率和電流；升壓變高壓側有功電量和無功電量；調(diào)度范圍內(nèi)的斷路器及隔離開關位置信號；全站事故跳閘總信號；10kV線路保護動作信號；升壓變保護動作信號；光伏電站并網(wǎng)狀態(tài)、輻

14、照度、環(huán)境溫度。（2）對遠動裝置的考慮在光伏電站本體工程設計時已經(jīng)考慮配置一套計算機監(jiān)控系統(tǒng)，故本工程不考慮設置獨立的RTU，遠動信息的采集及遠動功能將由站內(nèi)計算機監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一完成。遠動信息由計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的遠動通信裝置經(jīng)北斗通信系統(tǒng)發(fā)往“安徽省調(diào)光伏電站集控中心”。（3）遠動通道按安徽非統(tǒng)調(diào)電源信息采集和統(tǒng)計工作實施方案的規(guī)定以及“金太陽集控室至地調(diào)數(shù)據(jù)傳輸方案”會議精神，本期工程站內(nèi)遠動信息及電能量數(shù)據(jù)經(jīng)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，以無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)往安徽省調(diào)，再由省調(diào)轉發(fā)至合肥地調(diào)。具體通道安排由通信專業(yè)統(tǒng)一組織設計。3）電能量計量(1) 根據(jù)接入系統(tǒng)方案，本光伏電站所發(fā)直流電通過逆變器轉變成0.2

15、7kV交流電，經(jīng)升壓后，接入中南光電10kV交流匯流開關站的母線上。(2)由于原接入環(huán)網(wǎng)柜中的進線電纜改接至開關站中的進線總柜上，故廠網(wǎng)之間的計量關口點移至10kV交流匯流開關站的進線總柜上。計量關口配置2塊(主、副表)計量關口電能表，表計為有功電能量和無功電能量組合表計，具有雙向計量功能以及RS485串口輸出接口，表計精度：有功0.2S級，無功1.0級。計量關口的電流、電壓互感器級別分別為0.2S、0.2級。3) 按關于加快金太陽示范項目并網(wǎng)管理工作相關意見的要求，本工程光伏電站并網(wǎng)模式參照合同能源管理模式，需要征收重大水利基金附加，需要在光伏發(fā)電系統(tǒng)升壓變高壓側加裝計量表計。計量表計的配置

16、標準按照電能計量裝置技術管理規(guī)程（DL/T 448-2000）執(zhí)行。(2) 本期工程要求新上的計算機監(jiān)控系統(tǒng)具有采集電能量數(shù)據(jù)的功能，不考慮配置獨立的電能量采集裝置。按遠動通道設計方案，本期工程不考慮設置獨立的電能量數(shù)據(jù)傳輸通道。4）電能質(zhì)量監(jiān)測根據(jù)國家電網(wǎng)公司文件光伏電站接入電網(wǎng)技術規(guī)定(Q/GDW 617-2011)要求，光伏電站向當?shù)亟涣髫撦d提供電能和向電網(wǎng)發(fā)送電能的質(zhì)量，在諧波、電壓偏差、電壓波動和閃變、電壓不平衡度等方面應滿足國家相關標準的要求。根據(jù)接入系統(tǒng)推薦方案廠區(qū)共有1個并網(wǎng)點，故考慮在本光伏電站配置1套滿足IEC 61000-4-30-2003標準要求的A類電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝

17、置，監(jiān)測點放置在關口計量點。此外，電能質(zhì)量數(shù)據(jù)應至少存儲一年，必要時供電網(wǎng)企業(yè)調(diào)用。建議根據(jù)電能質(zhì)量評估報告在光伏電站內(nèi)配置諧波治理裝置，費用在本體工程中計列，本報告不再考慮其設備及費用。5）時間同步系統(tǒng)本工程考慮在站內(nèi)配置1套GPS全站時間同步對時裝置。該裝置不僅可為站內(nèi)保護、測控等裝置對時，還能為遠動裝置提供精確的授時信號，以保證遠動信息向相關調(diào)度端傳輸時在時序上的可靠性。6）電源為保證本工程的遠動系統(tǒng)有可靠的電源，考慮配置1臺不停電電源裝置，不停電電源裝置為在線式，當交流電源失電后，備援時間不小于1小時。7、投資估算表1 接入系統(tǒng)工程項目及投資估算匯總表 單位：萬元系統(tǒng)一次序號項目或設備名稱數(shù)量總價備注廠內(nèi)廠外廠內(nèi)廠外110kV間隔75610kV交流匯流開關站210kV送出電纜0.2km5本光伏電站開關站開關站T接點投資合計61系統(tǒng)繼電保護和安全自動裝置序號項目或設備名稱數(shù)量總價備注廠內(nèi)廠外廠內(nèi)廠外110kV線路保護測控一體化裝置4套410kV交流匯流開關站210kV線路保護測控一體化裝置1套1T接點柱上真空3頻率電壓緊急控制裝置1套15投資合計20系統(tǒng)通信序號項目或設備名稱數(shù)量總價備注廠內(nèi)廠外廠內(nèi)廠外1北斗通信系統(tǒng)終端1套710kV交流匯流開關站2省調(diào)接入配合3投資合計 73系統(tǒng)調(diào)度自動化序號項目或