分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計

1、華準6MW分布式光伏發(fā)電項目4MWp龍蓬子站10kV升壓站初步設(shè)計說明書項目負責人:審核:校對:設(shè)計:目錄1總的部分41.1 設(shè)計依據(jù)41.2 設(shè)計遵循標準及規(guī)范41.3 工程建設(shè)必要性及規(guī)模51.4 項目概述51.5 系統(tǒng)接線52系統(tǒng)部分62.1 電力系統(tǒng)62.2 系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置62.3 調(diào)度自動化72.4 系統(tǒng)通信83電氣一次部分83.1 電氣主接線83.2 短路電流及主要設(shè)備、導體選擇93.3 絕緣配合及過電壓保護103.4 雷電過電壓保護103.5 接地113.6 電氣設(shè)備布置及配電裝置113.7 站用電及照明113.8 電纜設(shè)置124電氣二次部分124.1 計算機監(jiān)控12

2、4.2 系統(tǒng)概述124.3 系統(tǒng)監(jiān)控范圍134.4 系統(tǒng)構(gòu)成134.5 系統(tǒng)功能144.6 繼電保護144.7 二次設(shè)備的布置155.直流系統(tǒng)151總的部分1.1 設(shè)計依據(jù)1)南京南瑞太陽能科技有限公司與東南大學建筑設(shè)計研究院有限公司電力工程設(shè)計研究分院簽訂的工程設(shè)計服務(wù)合同2)華準6M帆布式光伏發(fā)電項目4MWpfc蓬子站接入系統(tǒng)報告1.2 設(shè)計遵循標準及規(guī)范火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程(DL5000-2000)火力發(fā)電廠初步設(shè)計文件內(nèi)容深度規(guī)定(DL/T5427-2009)火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)定(DL/T5153-2002)火力發(fā)電廠和變電所二次接線設(shè)計技術(shù)規(guī)程(DL/T5136-2012)

3、電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程(DL/T5044-2004)火力發(fā)電廠和變電所照明設(shè)計技術(shù)規(guī)定(DL/T5390-2007)電力工程電纜設(shè)計規(guī)范(GB50217-2007電纜防火措施設(shè)計和施工驗收標準(DLGJ154-2000高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)定(DL/T5352-2006)導體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定(DL/T5222-2005)建筑物防雷設(shè)計規(guī)范(GB50057-2010交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合(DL/T620-1997)交流電氣裝置的接地設(shè)計規(guī)范(GBT50065-2011)火力發(fā)電廠廠內(nèi)通信設(shè)計技術(shù)規(guī)定(DL/T5041-2012)繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程(GB1428

4、5-2006電測量及電能計量裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程(DL/T5137-2001)火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范(GB50229-200635KV110K/電所設(shè)計規(guī)范(GB50059-2011電能質(zhì)量電壓波動和閃變(GB12326-2008電能質(zhì)量電力系統(tǒng)供電電壓允許偏差(GB12325-2008太陽能光伏與建筑一體化應(yīng)用技術(shù)規(guī)程(DGJ32/J87-2009)民用建筑太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范(JGJ203-2010)光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范(GB50297-2012工程建設(shè)標準強制性條文-電力工程部分。1.3 工程建設(shè)必要性及規(guī)模華準6M慚布式光伏發(fā)電項目4MWpfe蓬子站位于華準廠區(qū)內(nèi)，總裝機容量為

5、3.1174MWp光伏發(fā)電是直接利用太陽能發(fā)電的一項高新技術(shù)，它具有許多優(yōu)點，如：安全可靠、無噪聲、無污染，能量隨處可得，不受地域限制，無需消耗燃料，無機械轉(zhuǎn)動部件，故障率低，維護簡便，可以無人值守，建站周期短，規(guī)模大小隨意，無需額外架設(shè)輸電線路，可以方便地與建筑物相結(jié)合等。這些優(yōu)點都是常規(guī)發(fā)電和其他發(fā)電方式所不可比擬的。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電是一個前途光明且又極具社會效益的項目。本工程光伏發(fā)電項目的興建不僅能減少對電網(wǎng)電力的消耗，減輕當?shù)仉娋W(wǎng)的壓力，使用綠色能源，起到節(jié)約傳統(tǒng)能源的作用，有助于提升企業(yè)形象，也可以提高市的城市形象。綜上所述，項目的建設(shè)符合產(chǎn)業(yè)政策的發(fā)展方向，帶來較好的社會效應(yīng)，所

6、以項目的建設(shè)是可行和必要的。1.4 項目概述華準6MWb布式光伏發(fā)電項目4MWpg蓬子站位于市華準廠區(qū)內(nèi)，總裝機容量為3.1174MWp整個電站由下列系統(tǒng)構(gòu)成：光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、匯流系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)、升壓系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、電氣保護系統(tǒng)、接入系統(tǒng)、中央監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等。本工程通過1回10kV電纜接入龍蓬裝備現(xiàn)有10kV配電室。1.5 系統(tǒng)接線本期工程采用多支路上網(wǎng)的“積木式”技術(shù)方案，分塊發(fā)電、集中并網(wǎng)方案，將系統(tǒng)分成3個光伏并網(wǎng)發(fā)電單元，分別經(jīng)過升壓變壓器-10KV配電裝置，最終實現(xiàn)將整個光伏電站以10KV電壓等級接入地區(qū)電網(wǎng)。升壓站10kV接線方式為單母線接線，1回10kV進線，分別接入光伏

7、發(fā)電單元，1回10kV聯(lián)絡(luò)線接入地區(qū)電力系統(tǒng)。2系統(tǒng)部分2.1 電力系統(tǒng)本次設(shè)計按照接入系統(tǒng)可行性研究報告及審查意見給定的條件，本工程通過1回10kV電纜通接入龍蓬裝備現(xiàn)有10kV配電室，光伏站內(nèi)10kV母線為單母線接線，10kV母線1回出線。光伏陣列區(qū)域共設(shè)有3臺容量為1000kVA的變壓器，電壓比為10kV/0.315kV/0.315kV。2.2 系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置按穩(wěn)定計算及有關(guān)技術(shù)規(guī)程要求，貫徹執(zhí)行國電公司、規(guī)劃總院、省電力公司有關(guān)繼電保護及安全自動裝置的配置和反事故措施精神。1、保護裝置配置10kV聯(lián)絡(luò)線：三段式電流保護2、自動裝置配置為防止光伏電站發(fā)生非計劃性孤島現(xiàn)象，避免

8、孤島效應(yīng)危及線路、維護人員和用戶的生命安全，干擾電網(wǎng)的正常合閘，以及使得孤島中的頻率和電壓失去控制。光伏逆變器本身自帶防孤島保護功能，能夠滿足電站安全運行的要求。本期工程擬在光伏電站側(cè)配置電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置和低周低壓解列裝置，以滿足安全運行的要求。2.3 調(diào)度自動化2.3.1 調(diào)度關(guān)系及調(diào)度管理華準6M慚布式光伏發(fā)電項目4MWpfe蓬子站，所發(fā)電量為自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。發(fā)電系統(tǒng)性質(zhì)為分布式光伏系統(tǒng)。光伏電站調(diào)度關(guān)系為地調(diào)調(diào)度，站內(nèi)的遠動信息采集處理由計算機監(jiān)控系統(tǒng)負責實現(xiàn)。2.3.2 配置及要求根據(jù)地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)程、國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定等有關(guān)文件進行本工程的系統(tǒng)

9、調(diào)度自動化設(shè)計。主要設(shè)計范圍為有關(guān)調(diào)度系統(tǒng)接口、華準6M帆布式光伏發(fā)電項目、龍蓬現(xiàn)有10kV配電室、通道要求及附屬設(shè)備選擇等。地調(diào)地調(diào)以1路GPR竄絡(luò)方式接收本光伏電站的遠動信息，運動信息內(nèi)容需滿足國家電網(wǎng)公司Q/GDW6172011光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定的相關(guān)規(guī)定。華準6M慚布式光伏發(fā)電項目4MWpfe蓬子站光伏電站本期工程配置計算機監(jiān)控系統(tǒng)及DTU對逆變器、直流表、匯流箱、環(huán)境采集器等設(shè)備的運行狀態(tài)、參數(shù)進行采集和傳輸。2.3.3 電能量計費根據(jù)國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定及資產(chǎn)分界原則，本方案暫按在產(chǎn)權(quán)分界點和光伏電站并網(wǎng)點側(cè)各設(shè)置計量電能表一塊，電能量計費表精度要求為0.2s

10、級，電能表采用靜止式多功能電能表，至少應(yīng)具備雙向有功和四象限無功計量功能、事件記錄功能，配有標準通信接口，具備本地通信和通過電能信息采集終端遠程信息的功能，采集信息應(yīng)接入電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)的電能信息采集系統(tǒng)。本期需在光伏電站內(nèi)配置計量開關(guān)柜1面（內(nèi)含計量表及終端服務(wù)器），安裝于光伏電站的開關(guān)柜室內(nèi)。計量用電流互感器、電壓互感器的精度分別達到0.2s、0.2級。2.3.4 電能質(zhì)量監(jiān)測裝置太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)通過光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電能，再通過并網(wǎng)型逆變器將直流電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻率、同相位的正弦波電流，并入電網(wǎng)，在將直流電能經(jīng)逆變轉(zhuǎn)換為交流電能的過程中，可能會產(chǎn)生部分諧波及直流分量。根據(jù)國家電網(wǎng)

11、公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定的要求，本期在光伏電站側(cè)裝設(shè)滿足IEC61000-4-30-2003電磁兼容第4-30部分試驗和測量技術(shù)-電能質(zhì)量標準要求的A類電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置一套，配置在光伏電站側(cè)，監(jiān)測電能質(zhì)量參數(shù)，包括電壓、頻率、諧波、功率因數(shù)等。2.4 系統(tǒng)通信根據(jù)煙臺電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)要求，考慮本站容量、電壓等級及在電網(wǎng)中的位置，本工程設(shè)計自動化設(shè)備(DTU一套，該設(shè)備為無硬盤、無風扇，具有遙測、遙信、遙控功能，配置至少一個網(wǎng)口和一個RS-232口，具備104和101規(guī)約。規(guī)約需通過電力工業(yè)設(shè)備及儀表質(zhì)量檢驗測試中心遠方終端質(zhì)檢站的測試認證。光伏電站自動化數(shù)據(jù)同時提供網(wǎng)絡(luò)和RS-232

12、串口方式，數(shù)據(jù)傳送至縣調(diào)配網(wǎng)主站系統(tǒng)。10kV并網(wǎng)運行信息統(tǒng)一采集后，通過一套SD胱傳輸設(shè)備和PTN設(shè)備經(jīng)光纖通道傳輸至地調(diào)。3電氣一次部分3.1 電氣主接線3.1.1 升壓站的建設(shè)規(guī)模3.1.2 10kV進線：1回；3.1.3 10kV出線:1回；3.1.4 設(shè)備1套。3.1.5 10kV電氣主接線本期工程共上1回10kV聯(lián)絡(luò)線間隔；1回出線間隔；1回母線設(shè)備間隔；10kV母線為單母線接線。3.1.6 各級電壓中性點接地方式10kV系統(tǒng)為中心點不接地系統(tǒng)；400V為中性點直接接地系統(tǒng)。3.2 短路電流及主要設(shè)備、導體選擇3.2.1 短路電流水平短路電流水平：25KA3.2.2 外絕緣爬電距離

13、本工程電氣設(shè)備的外絕緣泄漏比距要求不小于2.5mm/KV3.2.3 主要設(shè)備的選擇(1)變壓器1)采用無載調(diào)壓三相三繞組雙分列變壓器，容量1MVA2)升壓型變壓器；3)變壓器的冷卻方式推薦采用自然油循環(huán)風冷(ONAF；4)額定電壓為：10土2x2.5/0.315-0.315kV;5)接線組別為D,yn11,yn11;6)短路阻抗電壓為UK=6%(2)10KV金屬鎧裝移開式開關(guān)柜10kV開關(guān)采用戶內(nèi)手車式開關(guān)柜，內(nèi)裝真空斷路器或SF6斷路器，主變壓器回路斷路器要求配用進口真空泡。額定電流為1250A額定開斷電流為25kA。(3)站用電源站用電系統(tǒng)采用380V供電，接自市電。3.2.4導體選擇10

14、kV聯(lián)絡(luò)線采用電纜進線，按3.2MW冏容量選擇10kV進線導線采用電纜，按3臺變?nèi)萘窟x擇。各級導體選擇結(jié)果見下表：回路名稱回路電流(A)選用導體導體載流量(A)進線185ZRC-YJV22-18/30-3x95305出線185ZRC-YJV22-18/30-3x953053.3絕緣配合及過電壓保護(1)電氣設(shè)備絕緣配合，參照中國國家行業(yè)標準DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護絕緣配合確定的原則進行。(2)10kV氧化鋅避雷器按GB1032-2000交流無間隙金屬氧化物避雷器及DL/T804-2002交流無間隙金屬氧化物避雷器的使用導則中的規(guī)定進行選擇。(3)10kV電氣設(shè)備絕緣水平

15、設(shè)備名稱設(shè)備耐受電壓值雷電沖擊耐壓(kV,峰值)1min工頻耐壓(kV,啟效值)全波截波內(nèi)絕緣外絕緣內(nèi)絕緣外絕緣變壓器75753035斷路器斷口間757530423.4 雷電過電壓保護(1)變壓器的絕緣配合本工程選用三相電力變壓器，根據(jù)過電壓規(guī)程要求，變壓器由10kV側(cè)的避雷器保護。(2) 10kV配電裝置的雷電過電壓保護，母線設(shè)置避雷器。(3)防直擊雷：10KV升壓站為全戶內(nèi)設(shè)計，防直接雷采用屋頂敷設(shè)避雷帶的方式。3.5 接地電氣配電間及室外設(shè)備設(shè)置以水平接地體為主，以垂直接地體為輔的人工接地網(wǎng)，并滿足有關(guān)規(guī)程的要求。為防止接地裝置的腐蝕，接地體材料均采用熱鍍鋅處理，水平接地體采用40X4扁

16、鋼，垂直接地體采用L50X50X5的角鋼。電氣設(shè)備接地電阻不大于1歐姆。電子設(shè)備間的二次設(shè)備保護屏自帶銅排應(yīng)與電纜溝內(nèi)沿支架敷設(shè)接地銅排相連，接地銅排用4根截面不小于50mm2勺銅絞線與室內(nèi)接地干線相連，銅排的連接應(yīng)采用銅焊。系統(tǒng)各設(shè)備的保護接地、工作接地(也稱邏輯接地)均不得混接，保護接地應(yīng)一點接地。所有的屏柜體、打印機等設(shè)備的金屬殼體可靠接地。3.6 電氣設(shè)備布置及配電裝置本工程新建光伏升壓站，光伏升壓站設(shè)在龍蓬廠區(qū)內(nèi)，設(shè)高低壓配電間、電子設(shè)備室。10kV配電裝置采用單列布置在配電室內(nèi)；直流屏、公用測控屏、電度表柜以及系統(tǒng)遠動測量通信等設(shè)備布置在電子設(shè)備間內(nèi)。3.7 站用電及照明3.7.1

17、 照明網(wǎng)絡(luò)電壓照明系統(tǒng)分正常照明與事故照明兩大類。事故照明系統(tǒng)采用帶蓄電池的應(yīng)急燈。照明網(wǎng)絡(luò)電壓為交流380/220V3.7.2 照明供電方式本工程照明及動力系統(tǒng)采用TN-C-S系統(tǒng)。交流正常照明系統(tǒng)為光伏電站正常運行時供全廠運行，維護，檢修，管理等使用。正常照明由低壓站用開關(guān)柜供電。屋面不考慮照明，電氣配電間正常照明燈具采用節(jié)能熒光燈，應(yīng)急狀態(tài)下采用帶蓄電池的節(jié)能燈。在各疏散出口設(shè)置疏散指示燈。電氣配電間內(nèi)的高、低壓配電柜和母線正上方不得安裝燈具。3.8 電纜設(shè)置變電站內(nèi)的配電裝置和電子設(shè)備間之間采用電纜溝的連接方式。4電氣二次部分4.1 計算機監(jiān)控本變電站采用成熟先進的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。采用

18、分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，按滿足無人值守的要求設(shè)計。計算監(jiān)控系統(tǒng)完成對電站內(nèi)所有設(shè)備的實時監(jiān)視和控制，數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集處理，資源共享，不再另外設(shè)置常規(guī)的控制屏及模擬屏。測控裝置采用交流采樣技術(shù)采集電氣模擬量信號。保護動作及裝置報警等重要信號采用硬接點方式接入測控單元。遠動數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備冗余配置，計算機監(jiān)控主站與遠動數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備信息資源共享，不重復采集。計算機監(jiān)控系統(tǒng)具備防誤閉鎖功能，能完成全站防誤操作閉鎖。全站共用一套GPS寸時系統(tǒng)。計算機監(jiān)控系統(tǒng)具有與當?shù)仉娏φ{(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)的接口，軟硬件配置能支持聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及通信規(guī)約的要求。4.2 系統(tǒng)概述本期工程升壓變及10kV系統(tǒng)采用變電站綜合自動化系統(tǒng)，采

19、用分層分布式系統(tǒng)，設(shè)備布置配電間內(nèi)。4.3 系統(tǒng)監(jiān)控范圍10kV變壓器及10kV配電中心所有開關(guān)、10kV母線PT、直流系統(tǒng)及站用電系統(tǒng)。a.升壓變遙測量：兩路低壓進線的電氣參數(shù)，每路包括：三相電流、三相電壓、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度等。遙信量：10kV高壓負荷開關(guān)位置信號、低壓斷路器位置信號、低壓隔離開關(guān)熔斷器組位置信號、小空開位置信號、高壓側(cè)熔斷器熔斷信號、箱變門打開/關(guān)閉信號。b.10kV出線遙測量：Ia,Ic,P,QWhVarh遙信量：保護動作，裝置故障，斷路器分、合閘位置，手車位置,控制回路斷線，彈簧未儲能4.4 系統(tǒng)構(gòu)成變電站綜合自動化系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)分為兩層：變電站層（即站控層）和間隔層。變電站層：由監(jiān)控主機、遠動主機、通訊網(wǎng)絡(luò)。站控層的設(shè)備均通過通訊網(wǎng)卡連接，再和間隔層的設(shè)備用通訊線相連。間隔層：包括繼電保護和測控裝置等。用來實現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備進行保護、測量和控制等功能。各測控單元保留手動操作分、合閘功能。各間隔層的單元互相獨立、互不影響。間隔層設(shè)備工作獨立于系統(tǒng)，不受站控層影響。各間隔層單元按站內(nèi)一次設(shè)備配置。4.5 系統(tǒng)功能(1)電站設(shè)備的保護和控制。(2)