山東某3MW分布式光伏發(fā)電項目接入系統(tǒng)方案

1、（山東）某項目三兆瓦分布式光伏發(fā)電項目接入系統(tǒng)方案XXXXXXX工程設(shè)計有限公司2017.2.20目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 1、編制依據(jù)和規(guī)劃基本思路3 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 1.1編制依據(jù)31.2設(shè)計范圍3 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 1.3電站規(guī)模與概況3 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 1.4報告提要4 HYPERLINK l b

2、ookmark40 o Current Document 2、電力系統(tǒng)概況及光伏電站概述4 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 2.1電站廠區(qū)中低壓配電網(wǎng)現(xiàn)狀4 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 2.2電站電量測算與電力電量消納4 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 3、光伏并網(wǎng)項目一次接入系統(tǒng)方案4 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 3.1供電范圍4 HYPERLINK l bookmark57 o

3、 Current Document 3.2上網(wǎng)電壓等級53.3接入系統(tǒng)方案5 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 3.3.1接入系統(tǒng)方案擬定與接入點和并網(wǎng)點選擇5 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 3.3.2對電網(wǎng)的影響分析與對策建議6 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document 3.3.3設(shè)備校驗與選擇6 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 4、相關(guān)技術(shù)要求7 HYPERLINK l bookmark78 o

4、 Current Document 4.1電能質(zhì)量7 HYPERLINK l bookmark85 o Current Document 4.2電壓異常時的響應(yīng)特性8 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 4.3頻率異常時的響應(yīng)特性9 HYPERLINK l bookmark91 o Current Document 5、系統(tǒng)保護(hù)及安全自動裝置9 HYPERLINK l bookmark95 o Current Document 5.1 保護(hù)9 HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 5.2頻率電壓異常緊

5、急控制裝置10 HYPERLINK l bookmark101 o Current Document 5.3防孤島保護(hù)10 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 5.4其他10 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 6、電能計量系統(tǒng)10 HYPERLINK l bookmark107 o Current Document 7、補(bǔ)充說明111、編制依據(jù)和規(guī)劃基本思路1.1編制依據(jù)（1）光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求（GB/T19939-2005）；（2）光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定（GB/Z19964-2005）

6、；（3）光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定（Q/GDW617-2011）；（4） Q/GDW 618-2011光伏電站接入電網(wǎng)測試規(guī)程（5）分布式發(fā)電電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定（Q/GDW 480-2010）；（6） 分布式電源接入配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范（國家電網(wǎng)營銷【2013】436號）國家電網(wǎng)公司2014年3月；（7）分布式電源接入配電網(wǎng)設(shè)計規(guī)范（國家電網(wǎng)營銷【2014】365號）國家電網(wǎng)公司2014年3月；（8） 分布式電源接入系統(tǒng)典型設(shè)計國家電網(wǎng)發(fā)展【2-13】625號2013年4月；（9）分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)定（暫行）（國家電網(wǎng)辦【2013】1781號）國家電網(wǎng)公司2013年11月；（10

7、） GB 14549-1993電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波（11）GB 14543-1995電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度（12） GB 14285-2006繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程（13）國家電網(wǎng)營銷【2005】714號文關(guān)于規(guī)范關(guān)口電能計量點管理的指導(dǎo)意見。1.2本方案主要對（山東）某某公司三兆瓦分布式光伏發(fā)電項目接入系統(tǒng)方案進(jìn)行論證。1.3電站規(guī)模與概況（山東）某某公司三兆瓦分布式光伏發(fā)電項目位于XX市XX開發(fā)區(qū)某某公司內(nèi)，根據(jù)用 戶提供的相關(guān)資料，本項目共安裝275Wp多晶太陽能光伏組件10560塊，分別安裝在5個 廠房屋頂，組件采用10度傾角方式安裝，總?cè)萘?.904MW。系統(tǒng)設(shè)計采

8、用22塊組件串接 方式，共480串，每8串接入1臺50kW組串逆變器，共60臺逆變器。并網(wǎng)方式采用多點 就近380V低壓并網(wǎng)模式，直接接入廠區(qū)內(nèi)的低壓柜母排，就近消納。本光伏項目預(yù)計25 年內(nèi)平均每年發(fā)電量約為323.27萬kWh。光伏電站按自發(fā)自用、余電上網(wǎng)設(shè)計。1.4報告提要圍繞1.2中研究內(nèi)容，我院組織專業(yè)設(shè)計人員調(diào)查情況、收集資料，并提出了（山東） 某某公司三兆瓦分布式光伏發(fā)電項目接入系統(tǒng)的推薦方案，項目最終以電網(wǎng)公司批復(fù)的電力 設(shè)計院采納設(shè)計方案為準(zhǔn)。2、電力系統(tǒng)概況及光伏電站概述2.1電站廠區(qū)中低壓配電網(wǎng)現(xiàn)狀廠區(qū)電源引自廠區(qū)外西側(cè)10kV線路，該線路為沿途各個工廠供電。10kV線路

9、為架空電 纜，上一級為xx變電所，距離廠區(qū)約2KM。 10kV線路沿道路由南面引來。全廠現(xiàn)有1 臺1600kVA、3臺800kVA、3臺630kVA降壓變壓器。2.2電站電量測算與電力電量消納工廠每年自用電約600萬度。本光伏發(fā)電項目經(jīng)計算25年年均發(fā)電量約323.27萬度， 自發(fā)自用就地消納沒有問題。負(fù)荷消納量=323/600，自發(fā)自用占比近似為100%。3、光伏并網(wǎng)項目一次接入系統(tǒng)方案3.1供電范圍光伏電站發(fā)電量消納方式為以自發(fā)自用為主、余電上網(wǎng)（接入上一級xx變電站）為輔。3.2上網(wǎng)電壓等級本期光伏電站理論峰值發(fā)電為2.904MW,共分8個并網(wǎng)點低壓就近接入廠區(qū)400V低壓 柜母排，具體

10、接入方案參見下述部分。3.3接入系統(tǒng)方案3.3.1接入系統(tǒng)方案擬定與接入點和并網(wǎng)點選擇根據(jù)用戶相關(guān)資料，本項目太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模為2.904MW，光伏電站發(fā)電量 消納方式為自發(fā)自用、余電上網(wǎng)。組件鋪設(shè)在5個廠房屋頂，由于廠區(qū)變壓器配置容量和電 力實際消納均滿足要求（光伏項目總裝機(jī)量2.904MW，小于廠區(qū)配電變壓器總?cè)萘?720kVA； 光伏項目預(yù)計年均發(fā)電量323.27萬度，小于廠區(qū)歷史每年實際耗電約600萬度），從就近 消納的設(shè)計理念著手，建議將每個區(qū)再次分割為小于400kW裝機(jī)量的單元區(qū)域，作為低壓 并網(wǎng)單元。本項目設(shè)計采用8個并網(wǎng)點接入用戶低壓側(cè)母排，參考國家電網(wǎng)公司分布式光

11、伏發(fā)電接入系統(tǒng)典型設(shè)計中XGF380-Z-Z2方案，接入系統(tǒng)方案見下圖。眾夫江橙點皿怪共電網(wǎng).用戶罰桃母隴允伐電.叫圖3-1系統(tǒng)接入方案原理圖因目前用戶配電室無圖紙，不能確定10kV及場內(nèi)配電柜的主接線圖，稍后同供電公司 共同查閱供電公司用戶存檔圖紙及勘測現(xiàn)場后確定。設(shè)計新增加8臺低壓配電柜，并網(wǎng)柜通過線纜同原變壓器低壓側(cè)的低壓柜母排連接，新 增的低壓柜內(nèi)配智能斷路器、電站自用計量電表8塊以及CT、數(shù)據(jù)采集裝置（監(jiān)控廠家提 供）；電網(wǎng)公司原有計量柜內(nèi)計量電表需更換為雙向表計，量程不變。安裝于各自變電所內(nèi)， 每臺柜采用母排側(cè)出連接到原400V低壓柜，從而接入系統(tǒng)。新增的8臺低壓柜位置原則上安裝于

12、原配電室內(nèi)。并網(wǎng)設(shè)計根據(jù)“分散發(fā)電、就地逆變、就近并網(wǎng)”的原則，結(jié)合各廠房的配電情況確定。 本工程接入電網(wǎng)方案符合國家分布式電源接入系統(tǒng)典型設(shè)計方案：XGF380-Z-2。3.3.2對電網(wǎng)的影響 分析與對策建議（1）本項目采用380V低壓并網(wǎng)，常規(guī)情況下為廠區(qū)負(fù)荷完全消納；特殊情況下，少 量發(fā)電上傳，在上一級xx變電站10kV母線實現(xiàn)平衡。（2）電站接入后對系統(tǒng)短路水平的計算分析：由于本項目單點安裝容量不大，均在380kW以內(nèi)，同時組件裝機(jī)量和變壓器容量之比 近似為1： 2，因此，項目接入后變壓器的10kV側(cè)短路水平在規(guī)范允許范圍內(nèi)。3.3.3設(shè)備校驗與選擇（1）送出線路校驗與選擇本光伏發(fā)電并

13、網(wǎng)項目采用8個380V低壓并網(wǎng)點，并網(wǎng)點的母排持續(xù)載流量按照不小于 上述容量和工作電流選擇，并留有余量。（2）斷路器校驗與選擇本項目8個并網(wǎng)點最大送出選用額定電流規(guī)格為800A塑殼低壓斷路器。斷路器應(yīng)具備 電源端與負(fù)荷端反接能力。4、相關(guān)技術(shù)要求4.1電能質(zhì)量由于光伏發(fā)電系統(tǒng)出力具有波動性和間歇性，另外光伏發(fā)電系統(tǒng)通過逆變器將太陽能 電池方陣輸出的直流轉(zhuǎn)換交流供負(fù)荷使用，含有一些的電力電子設(shè)備，接入配電網(wǎng)會對當(dāng)?shù)?電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生一定影響，包括諧波、電壓偏差、電壓波動、電壓不平衡度和直流分量 等方面。為了能夠向負(fù)荷提供可靠的電力，由光伏發(fā)電系統(tǒng)公共連接點的電壓偏差、電壓波 動和閃變、諧波、三

14、相電壓不平衡、間歇波等電能質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)滿足GB/T12325、GB/T12326、 GB/T14549、GB/T15543、GB/T24337等電能質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。（1）諧波光伏電站接入電網(wǎng)后，公共連接點的諧波電壓應(yīng)滿足GB/T14549-1993電能質(zhì)量 公共 電網(wǎng)諧波的規(guī)定，如表4.1-1所示。表4.1-1公用電網(wǎng)諧波電壓限值電網(wǎng)標(biāo)稱電壓（kV）電壓總畸變率（）各次諧波電壓含有率（）奇次偶次0.38542光伏電站接入電網(wǎng)后，公共連接點處的總諧波電流分量（方均根）應(yīng)滿足 GB/T14549-1993電能質(zhì)量公共電網(wǎng)諧波的規(guī)定，應(yīng)不超過表4.1-2中規(guī)定的允許值，其 中光伏電站向電網(wǎng)注入的諧波

15、電流允許值按此光伏電站安裝容量與其公共連接點的供電設(shè) 備容量之比進(jìn)行分配。表4.1-2注入公共連接點的諧波電流允許值標(biāo)準(zhǔn)電壓（kV）基準(zhǔn)短路容量（MVA）諧波次數(shù)及諧波電流允許值（A）23456789101112130.3810786239622644192116281324諧波次數(shù)1415161718192021222324250.381011129.7188.6167.88.97.1146.512（2）電壓偏差光伏電站接入電網(wǎng)后，公共連接點的電壓偏差應(yīng)滿足GB/T12325-2008電能質(zhì)量 供電電壓偏差的規(guī)定，三相供電電壓偏差為標(biāo)稱電壓的正負(fù)7%。（3）電壓波動光伏電站接入電網(wǎng)后，公共連

16、接點的電壓波動應(yīng)滿足GB/T12326-2008電能質(zhì)量 電壓 波動和閃變的規(guī)定。對于光伏電站出力變化引起的電壓變動，其頻率可以按照1r =10（每小時變動的次數(shù)在10次以內(nèi)）考慮，因此光伏電站接入引起的公共連接點電壓變 動最大不得超過3%。（4）電壓不平衡度光伏電站接入電網(wǎng)后，公共連接點的三相電壓不平衡度應(yīng)不超過GB/T15543-2008電 能質(zhì)量三相電壓不平衡規(guī)定的限值，公共連接點負(fù)序電壓不平衡度應(yīng)不超過2%，短時不 得超過4%；其中由光伏電站引起的負(fù)序電壓不平衡度應(yīng)不超過1.3%,短時不超過2.6%。（5）直流分量光伏電站向公共連接點注入的直流電流分量不應(yīng)超過其交流額定值的0.5%。4

17、.2電壓異常時的響應(yīng)特性對于小型光伏電站，應(yīng)按照表4.2-1要求的時間停止向電網(wǎng)線路送電。此要求適用于三 相系統(tǒng)中的任何一相。表4.2-1光伏電站在電網(wǎng)電壓異常時的響應(yīng)要求并網(wǎng)點電壓最大分閘時間U0.5UN0.1秒0.5UN=U0.85UN2.0秒0.85UN=U1.1UN連續(xù)運行1.1UNU=1.35UN2.0秒1.35UN=U0.05 秒注：1 UN為光伏電站并網(wǎng)點的電網(wǎng)標(biāo)稱電壓；2最大分閘時間是指異常狀態(tài)發(fā)生到逆變器停止向電網(wǎng)送電時間。4.3頻率異常時的響應(yīng)特性光伏電站因具備一定的耐壓系統(tǒng)頻率異常的能力，應(yīng)能夠在表4-3-1所示電網(wǎng)頻率偏離 下運行。光伏電站在電網(wǎng)頻率異常時的響應(yīng)要求見表

18、4.3-1。表4.3-1光伏電站在電網(wǎng)頻率異常時的響應(yīng)要求頻率范圍運行要求低于48Hz根據(jù)光伏電站逆變器允許運行的最低頻率或電網(wǎng)要求而定48Hz49.5Hz每次低于49.5Hz時要求至少運行10分鐘49.5Hz50.2Hz連續(xù)運行50.2Hz50.5Hz每次頻率高于50.2Hz時，光伏電站應(yīng)具備能夠連續(xù)運行2分鐘的 能力，同時具備0.2秒內(nèi)停止向電網(wǎng)線路送電的能力，實際運行 時間由電力調(diào)度部門決定；此時不允許處于停運狀態(tài)的光伏電站 并網(wǎng)。高于50.5Hz在0.2秒內(nèi)停止向電網(wǎng)線路送電，且不允許處于停運狀態(tài)的光伏 電站并網(wǎng)。5、系統(tǒng)保護(hù)及安全自動裝置5.1保護(hù)5.1.1對端系統(tǒng)側(cè)保護(hù)：原保護(hù)不變

19、，定值調(diào)整。5.1.2光伏電站側(cè)保護(hù)低壓并網(wǎng)點采用塑殼智能斷路器，斷路器具備短路瞬時、長延時保護(hù)功能和分勵脫扣 功能，具備失壓跳閘功能。光伏電站需具備一定的過電流能力，在120%倍額定電流以下，光伏電站連續(xù)可靠工作時間 應(yīng)不小于1分鐘;在120%150%額定電流內(nèi)，光伏電站連續(xù)可靠工作時間應(yīng)不小于10秒。 當(dāng)檢測到電網(wǎng)側(cè)發(fā)生短路時，光伏電站向電網(wǎng)輸出的短路電流應(yīng)不大于額定電流的150%， 并在0.2S內(nèi)停止向電網(wǎng)供電，同時發(fā)出警示信號。采用三相逆變器，防止三相不平衡。5.2頻率電壓異常緊急控制裝置本項目光伏并網(wǎng)點斷路器要求具備失壓跳閘功能，不設(shè)重合閘，可通過逆變器內(nèi)低壓 保護(hù)與頻率保護(hù)實現(xiàn)解列，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)超出正常頻率（50HZ）0.5Hz時應(yīng)在0.2s內(nèi)停止向系 統(tǒng)供電。不配置獨立的安全自動裝置。系統(tǒng)發(fā)生擾動后，在電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)正常范圍之前光伏電站不允許并網(wǎng)；在系統(tǒng)電壓頻 率恢復(fù)正常后，光伏電站需要經(jīng)過一個可調(diào)的延時時間后且滿足電壓、頻率、相角等并網(wǎng)條 件時才能重新并網(wǎng)，延時一般為20秒到5分鐘。5.3防孤島保護(hù)光伏電站必須具備