5MWp分布式光伏电站接入系统方案(400V并网)

2 目 录一、项目概况 ……………………………………………………………………… 3二、配电网基础 . 3三、一次接入系统方案 . 3四、二次接入系统方案 . 7五、设备清单 . 83 一、项目概况本光伏发电项目电站位于莘县莘州高新技术产业园内，该光伏工程拟利用山东鲁宇新能源科技有限公司内的 3 个厂房（总装车间、焊接车间、冲压车间）屋顶的有效空间约 54073m2，安装 235W 多晶硅光伏组件 5540 件、 240W多晶硅光伏组件 12154 件、 245W多晶硅光伏组件 44 件、 250W多晶硅光伏组件 3082 件，本项目本期容量 5000KW，终期容量 5000KW，计划开工时间 2014 年 4 月，投产时间 2014 年 6 月，一次性建设完成，运营模式为自发自用剩余电量上网，采用分散接入，通过用户内部电网接入公用电网方式，接入电压等级 380V。二、配电网基础山东鲁宇新能源科技有限公司厂区内已有 35/10KV 变电所一座，10/0.4KV 变电所 5 座，分散布置，厂区低压变电所变压器 8 台，总容量为 9900KVA。用户厂区内 35KV 变电所进线引自国家电网公司 110kV 鸿图变电站，采用 YJLV-35kV-1 × 300 高压电缆。三、一次接入系统方案1、电气主接线本方案采用就地分散接入，就地平衡消纳的原则，采用国家电网公司分布式光伏发电接入系统典型设计方案 XGF380/10-Z-Z1 。本方案以 380V 电压等级多点接入用户内部电网，采用 7 回线路分别接入 380V 用户配电室：冲压车间 2#配变（容量 1250KVA）低压侧接入 1 台 630KW逆变器，冲压车间 3#配变（容量 1250KVA）低压侧接入 1 台 630KW逆变器，焊接车间 4#配变（容量 1250KVA）低压侧接入 2 台 630KW逆变器，焊接车间 5#配变（容量 1250KVA）低压侧接入 1 台 630KW逆变器，总装车间 8#配变（容量 1250KVA）低压侧接入 2 台 630KW逆变器，送出方案及电气主接线方案见附件。2、电气计算4 （ 1）潮流计算分析根据用户提供的用电负荷资料，在白天最小负荷目前为 5kW,最大光伏发电能力为 4000KW（ 5000KW乘于 0.8 的系统效率），预计最大将有 3995kW 负荷送入 35kV 公网。 查阅供电公司 2013 年鸿图变电站变负荷情况，典型负荷日白天最小负荷也在 5MW以上，因此光伏电站所发电力按用户最大发电能力来估算，除去用户自发自用部分后，上网余电可以在鸿图变电站 35kV 侧就地消纳。用户光伏电站晚上不具备发电能力，用户正常用电均来自于电网，因此晚间的负荷潮流与光伏电站接投入前比没有变化。（ 2）短路电流计算计算设计水平年系统最大运行方式下，鸿图变电站所在 35kV 母线的短路容量为 356MVA（小方式下的短路容量为 290MVA） , 经计算，光伏电站并网前公共连接点处的短路电流为 31.5kA 。根 据 《 国 家 电 网 公 司 光 伏 电 站 接 入 电 网 技 术 规 定 》 （ 国 网 电 科[2011]663 号）：“光伏电站应具备一定的过流能力，在 120%倍额定电流以下，光伏电站连续可靠工作时间应不小于 1 分钟”。依据厂家提供的资料，电网侧发生短路时，光伏电站向电网输出的短路电流应不大于额定电流的 150%，本光伏发电系统允许向 35KV 侧提供的短路电流最大值 0.128KA 。光伏电站并网后公共连接点处的短路电流为 31.628kA （并网前公共连接点的短路电流 X+0.128KA ） ; 各并网点的短路电流比并网前增加1.6kA 。（ 3）无功平衡分析根据《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》，为满足无功补偿按分层分区和就地平衡的原则，太阳能光伏电站需配置适当的无功补偿装置，以满足电网对无功的要求，提高电压质量，降低线5 损。光伏发电站无功补偿的配置，应保证高压侧母线功率因数不低于0.95 的要求，并能根据电网要求具有灵活投切的功能。根据光伏发电站特性，光伏电站的功率因数不低于 0.97 ，根据业主提供资料，在厂区内的 8 个配电站中都已经装有无功补偿电容，因此本工程无需加装无功补偿设备。3、主要设备选择原则（ 1）并网线路导线截面本光伏电站各并网点容量全部以 715KW 计，则各并网点的额定电流为 1064A ，建议各并网点的送出电缆截面为 3 拼 240 mm2。（ 2）断路器选择根据已经计算的短路电流可知，光伏电站并网后，公共连接点的短路电流为 31.628kA , 并网点的短路电流为 33.228kA, 鸿图变电站35kV 开关以及厂区原有 35kV 开关均按照 31.5kA 的短路水平选择，因此不受影响。新增的光伏电站各 380kV 并网点的开关建议按照原来各车间变低压断路器 50kA 的短路水平进行选择，根据计算结果，在保持一定裕度的情况下能满足系统短路时对断路器设备的要求4、 系统对光伏电站的技术要求由于光伏发电系统出力具有波动性和间歇性，另外光伏发电系统通过逆变器将太阳能电池方阵输出的直流转换成交流供负荷使用，含有大量的电力电子设备，接入配电网会对当地电网的电能质量产生一定的影响，除了谐波，还包括电压偏差，电压波动、电压不平衡和直流分量等方面，为了能够向负荷提供可靠的电力，由光伏发电系统引起的各项电能质量指标应该符合相关标准的规定。（ 1）电压偏差光 伏 电 站 接 入 电 网 后 ， 公 共 连 接 点 的 电 压 偏 差 应 满 足6 GB/T12325-2008 《电能质量 供电电压偏差》的规定， 10kV 三相供电电压偏差为标称电压的± 7%， 380V 三相供电电压偏差为标称电压的±7%。（ 2）电压波动光 伏 电 站 接 入 电 网 后 ， 公 共 连 接 点 的 电 压 波 动 应 满 足GB/T12326-2008 《电能质量 电压波动和闪变》的规定。对于光伏电站出力变化引起的电压变动，其频度可以按照 1＜ r ＜ 10（每小时变动的次数在 10 次以内）考虑，因此光伏电站以 380V 接入引起的公共连接点电压变动最大不得超过 3%。（ 3）电压不平衡度光伏电站接入电网后，公共连接点的三相电压不平衡度应不超过GB/T15543-2008 《电能质量 三相电压不平衡》规定的限制，公共连接点的负序电压不平衡度应该不超过 2%，短时不得超过 4%；其中由光伏电站引起的负序电压不平衡度应不超过 1.3% ，短时不超过 2.6%。（ 4）直流分量光伏电站向公共连接点注入的直流分量不应超过其交流额定值的0.5%。（ 5）电压异常时的响应特性应该按照相关低电压穿越能力的规定，保持并网能力和从电网中迅速切除的能力，并满足下表要求。表：电压异常时响应特性表并网点电压 最大分闸时间U＜ 0.5Us 0.1 秒0.5 Us ≤ U＜ 0.85 Us 2.0 秒0.85 Us ≤ U＜ 1.1 Us 连续运行1.1 Us ≤ U＜ 1.35 Us 2.0 秒1.35 Us ≤ U 0.05 秒注： 1、 Us 为光伏电站并网点的电网标称电压；2、最大分闸时间是指异常状态发生到逆变器停止向电网送电的时间。7 （ 6）频率异常时的响应特性本方案应具备一定的耐受系统频率异常的能力，应能够在下表规定的范围内运行：表：频率异常时的相应特性频率范围 运行要求低于 48Hz 根据光伏电站逆变器允许运行的最低频率或电网要求而定48Hz-49.5Hz 每次低于 49.5Hz 时要求至少能运行 10 分钟49.5Hz-50.2Hz 连续运行50.2Hz-50.5Hz 每次频率高于 50.2 Hz 时，光伏电站应具备能够连续运行 2分钟的能力， 同时具备 0.2 秒内停止向电网线路送电的能力，实际运行时间由电力调度部门决定，此时不允许处于停运状态的光伏电站并网。高于 50.5 Hz 在 0.2 秒内停止向电网线路送电，且不允许处于停运状态的 光伏电站并网（ 6）防雷接地屋顶光伏组件支架应与屋顶原有避雷带可靠焊接连通，光伏电站逆变器基础应与原有车间配内的接地网可靠焊接连通，接地应连续、可靠，接地电阻应不大于 4 欧姆。四、二次接入系统方案1 系统继电保护及安全自动装置（ 1） 380V/220V 线路保护本期在光伏电站侧和就近接入用户配变 10/0.38kV 的低压侧均应配置框架式断路器，这些断路器应具备短路瞬时、长延时保护功能和分励脱扣、欠压脱扣功能，同时，该断路器还需。当 0.38kV 光伏电站线路发生各种类型故障时，由光伏电站线路两侧的断路器跳闸，切除故障线路，实现对光伏电站线路的保护。因此，不再另外配置独立的保护装置。（ 2） 防孤岛检测及安全自动装置本方案中应采用具备防孤岛能力的三相逆变器。选用逆变器还应具有低电压闭锁、检有压自动并网功能（推荐采用低于 20%UN、 0.2 秒闭锁发电，检有压 85%UN自动并网控制参数 ) 。用户所采用的逆变器应8 通过国家认可资质机构的检测或认证。2 系统调度自动化(1) 调度关系及调度管理本方案光伏电站以 0.4kV 电压等级并网，根据现行规定，暂不考虑建立调度关系。(2) 远动系统本方案暂只需上传发电量信息，不需配置独立的远动系统。用户侧配电室应满足 GPRS信号的传输要求。3 电能量计量因本光伏项目的发电量消纳方式为自发自用余电上网，因此需装设并网电能表和关口计量表。(1) 安装位置：并网电能表设在各低压并网点的并网柜内，关口表使用原 35KV 计量柜内的电度表。(2) 技术要求并网电能表按单向表设计，关口计量表按双向计量表设计，精度不低于 1.0 级，电流互感器精度需达到 0.2S 级。关口表及并网电能表需提供与调度通信的 485 接口， 通过 GPRS采集设备上送至调度电量采集系统。五、设备清单1、本接入方案一次设备清单如下表所示：表：一次设备清单表地点 设备名称 规格 数量 备注光伏电站并网电缆 3(YJV-1K-3x240 mm 2) 按需380V 并网柜 GGD（带专用计量窗） 7 面 内含框架断路器， 短路水平： 50kA 2、本接入方案二次设备清单如下表所示：表：二次设备清单表地点 设备名称 规格 数量 备注380V并 互感器 精度 0.2S 级 7 供电公司免费提供9 网柜 并网电能表 精度 1.0 级 7 供电公司免费提供GPRS采集设备 7 供电公司免费提供35KV计量柜 关口电能表 精度 1.0 级 1 供电公司免费提供主接线图