光伏發(fā)電項目接入方案模板

1、浙江昱能光伏科技集成有限公司 ALTENERGY POWER SYSTEM INCxxxxx用戶側(cè)光伏發(fā)電項目接入方案 xxxxxx有限公司二零一三年二月18目錄1.概述31.1.太陽能發(fā)電介紹31.2.太陽能接入原則介紹31.3.太陽能接入系統(tǒng)設(shè)計主要內(nèi)容41.4.品達能源項目介紹42.電網(wǎng)和用戶用電現(xiàn)狀52.1.地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀52.2.用戶現(xiàn)狀63.光伏發(fā)電部分63.1.光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成63.2.微型逆變器介紹73.3.光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響94.系統(tǒng)并網(wǎng)接入方案94.1.系統(tǒng)并網(wǎng)接入方式的選擇94.2.系統(tǒng)并網(wǎng)接入方案94.2.1 380V用戶內(nèi)部電網(wǎng)104.2.1 10kV側(cè)高壓配電

2、裝置104.3.方案分析和電氣計算114.3.1 無功平衡114.3.2 電壓波動分析114.3.3 諧波及直流分量分析115.電氣主接線126.系統(tǒng)繼電保護126.1.本工程投運前相關(guān)保護配置現(xiàn)狀126.2.系統(tǒng)側(cè)保護136.3.光伏電站的安全與保護137.調(diào)度自動化148.系統(tǒng)調(diào)度和通信148.1.調(diào)度關(guān)系148.2.通信方式149.電量計量1410.結(jié)論151. 概述1.1. 太陽能發(fā)電介紹光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用光伏電池光生伏打效應(yīng)，將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點是高可靠性、使用壽命長、不污染環(huán)境、能獨立發(fā)電又能并網(wǎng)運行。作為一種環(huán)境友好的新型發(fā)電方式，光

3、伏發(fā)電受到各國政府的重視和企業(yè)組織的青睞，具有廣闊的發(fā)展前景。1.2. 太陽能接入原則介紹 目前，光伏接入系統(tǒng)設(shè)計的主要以Q/GDW 617-2011光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定中相關(guān)要求執(zhí)行，該標準中按接入電網(wǎng)電壓等級將光伏電站分為三類：小型光伏電站（接入電壓等級為 0.4 千伏低壓電網(wǎng)的光伏電站）、中型光伏電站（接入電壓等級為 1035千伏電網(wǎng)的光伏電站）、大型光伏電站（接入電壓等級為 110 千伏及以上電網(wǎng)的光伏電站）。光伏電站接入公用電網(wǎng)方式分三種：專線接入公用電網(wǎng)、T 接入于公網(wǎng)以及通過用戶內(nèi)部電網(wǎng)接入公網(wǎng)，其中小型光伏電站總?cè)萘坎灰顺^上一級變壓器供電區(qū)域最大負荷的25%，T接入于公用

4、電網(wǎng)的中型光伏電站總?cè)萘靠刂圃谒尤牍秒娋W(wǎng)線路最大輸送容量的30%內(nèi)。其他設(shè)計內(nèi)容參考標準如下：GB/T 12325-2008 電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差 GB/T 12326-2008 電能質(zhì)量 電壓波動與閃變 GB/T 14549-1993 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波 GB/T 15543-2008 電能質(zhì)量 三相電壓不平衡 GB/T 18479-2001 地面用光伏（PV）發(fā)電系統(tǒng) 概述和導(dǎo)則 GB/T 18481-2001 電能質(zhì)量 暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓 SJ/T 11127-1997 光伏（PV）發(fā)電系統(tǒng)過電壓保護導(dǎo)則 GB/T 20046-2006 光伏（PV）系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性GB

5、/T 19939-2005 光伏電站并網(wǎng)技術(shù)要求 GB/Z 19964-2005 光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定 GB 50057-1994 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 GB 50343-2004 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范 DL/T614-2007 多功能電能表DL/T 448-2000 電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程 DL/T 645-2007 多功能電能表通信協(xié)議 DL/T 5202-2004 電能量計量系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程 DL/T 5003-2005 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)范DLG165-2003 電力系統(tǒng)通信系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定 Q/GDW-617-2011 國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技

6、術(shù)規(guī)定國能新能2011337 號國家能源局關(guān)于加強金太陽示范項目并網(wǎng)管理的通知國家電網(wǎng)發(fā)展20121560 號國家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)分布是光伏發(fā)電并網(wǎng)有關(guān)意見和規(guī)定的通知浙江電網(wǎng)2012年度運行方式浙江省電力公司光伏電站并網(wǎng)試驗規(guī)范（試行）1.3. 太陽能接入系統(tǒng)設(shè)計主要內(nèi)容太陽能光伏電站接入系統(tǒng)主要內(nèi)容包括：接入系統(tǒng)方式（接入點、接入電壓等級）選擇、光伏接入系統(tǒng)對系統(tǒng)潮流、無功平衡、保護配置、電能質(zhì)量的影響、光伏電站功率和電壓調(diào)節(jié)方式、光伏電站保護功能的規(guī)定、光伏電站通信和計量設(shè)備的要求等。1.4. 品達能源項目介紹本項目為浙江省海鹽縣品達新能源科技有限公司光伏發(fā)電項目，項目容量為300kWp

7、，安裝面積約為1440 m2，所發(fā)電力并網(wǎng)電網(wǎng)，供廠區(qū)設(shè)備使用。 本項目使用了品達的光伏組件和昱能光伏微型逆變器YC500-CN。單個微型逆變器由4塊組件提供直流輸入（2片組件并聯(lián)作為微型逆變器的一端直流輸入，微型逆變器共2個直流輸入端），每10個微型逆變器并聯(lián)組成一個陣列， 每3個陣列并聯(lián)成一個交流相（A、B、C）的輸入，系統(tǒng)分為若干個子系統(tǒng)分別接入 交流匯流箱， 交流匯流箱匯流接入并網(wǎng)柜。并網(wǎng)柜與用戶側(cè)電網(wǎng)連接，實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)。 2. 電網(wǎng)和用戶用電現(xiàn)狀2.1. 地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀目前，品達能源公用電網(wǎng)接入來自110kV城北變所10kV城原228線鹽北路開閉所液壓缸支線。10kV城原22

8、8線是110kV城北變II段母線出線，與110kV君堂變電所出線110kV，君城733線聯(lián)絡(luò)，主供鹽北路周邊用戶及鹽北路以北、百尺北路以東靠近百尺北路的用戶，現(xiàn)在該區(qū)域已經(jīng)納入城區(qū)中心范圍。10kV原228線2012年總?cè)萘?80kVA，電纜長度3.722 km，配變臺數(shù)為14臺，電纜線規(guī)YJV-240，導(dǎo)線LJ-185。下圖為品達能源公司的配電圖。2.2. 用戶現(xiàn)狀品達能源位于海鹽縣五原街道桑德蘭33號，北臨東西大道，項目規(guī)劃總用地面積為5500m2。項目位置如下圖：品達現(xiàn)有10kV變壓配電室，其中，變壓器容量為250kVA。3. 光伏發(fā)電部分3.1. 光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

9、由光伏組件、微型逆變器、配電系統(tǒng)、計量裝置組成。太陽能光伏系統(tǒng)通過光伏組件轉(zhuǎn)化為直流電，再通過微型逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，該交流電是與電網(wǎng)同頻率、同相位的正弦波電流。系統(tǒng)原理圖如下圖所示：3.2. 微型逆變器介紹 品達能源是大型的生產(chǎn)型企業(yè)，對用電的安全，質(zhì)量、可靠性等都有很高的要求，而逆變器作為其中重要的電氣設(shè)備，其質(zhì)量和穩(wěn)定性直接影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性，所以，建議采用擁有國際先進光伏逆變技術(shù)的生產(chǎn)廠家的成熟產(chǎn)品。1）安全性：傳統(tǒng)集中式光伏系統(tǒng)在太陽能組件陣列和逆變器之間有數(shù)十米長的600V/1000V的高壓直流線，可視為建筑光伏高壓線安全隱患。交流組件構(gòu)成的分布式系統(tǒng)僅

10、有220V的交流線，消除了建筑光伏高壓線安全隱患。圖a2）高可靠性：單機可靠性：功率小，固體器件，灌膠工藝，使微型逆變器的使用壽命為串型逆變器的2-3倍?，F(xiàn)有太陽能系統(tǒng)的失效，80%是由于串型逆變器失效引起。系統(tǒng)可靠性：每個交流組件為獨立單元。一個組件或微型逆變器的失效損傷只影響?yīng)毩⒌慕涣鹘M件。而串型逆變器失效將造成整個系統(tǒng)停止發(fā)電。 圖b3）節(jié)省無直流零部件，無直流電纜，直流匯流箱，直流開關(guān)，旁路二極管。即插即用，無需專業(yè)電工。4）高統(tǒng)效率（多發(fā)電）每個組件獨立MPPT：每個光伏組件的輸出優(yōu)化在最大功率點，而不是像串型逆變器那樣僅將整串組件（平均）輸出優(yōu)化在最大功率點。無直流傳輸線功率損耗：

11、整個組件陣列由220V交流線聯(lián)結(jié)，無直流傳輸線。5）無短板效應(yīng)無短板效應(yīng)，無太陽能組件匹配要求。交流組件構(gòu)成的分立式光伏系，各交流組件接有微逆變器各自并聯(lián)入網(wǎng)。各交流組件發(fā)電量，不受陣列中最低發(fā)電量組件的限制。 圖c該光伏系統(tǒng)選擇使用昱能公司生產(chǎn)的高性能YC500系列微型逆變器，該逆變器為單相分布式逆變器，其基本參數(shù)如下： 并網(wǎng)光伏逆變器基本參數(shù)型號： YC500-CN直流側(cè)參數(shù)交流側(cè)參數(shù)建議組件STC功率范圍180280最大輸出功率500W輸入電壓范圍2245V最大輸出電流2.27最大輸入電壓55V額定輸出電壓220V最大輸入功率265×2 W額定輸出頻率50Hz最大輸入電流12&

12、#215;2 A功率因數(shù)>0.99（額定功率） 總電流波形畸變率THD< 3% （額定功率）系統(tǒng)最大效率95.5%其他特征歐洲效率95.0%設(shè)計使用年限 25年防護等級IP65通訊方式電力線載波 機械參數(shù)允許環(huán)境溫度-40+65外形尺寸（寬x高x深） 220x160x29mm冷卻方式自然冷卻凈重2.5kg 3.3. 光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響 由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的一些特點，光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)時對系統(tǒng)電網(wǎng)有一定影響。并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)在諧波、電壓偏差、電壓不平衡度、直流分量、電壓波動和閃變等方面滿足國家相關(guān)標準。本工程中光伏發(fā)電系統(tǒng)的裝機容

13、量在系統(tǒng)中所占比例較小，同時參考其并網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)備技術(shù)參數(shù)，在在并網(wǎng)方案設(shè)計過程中，光伏發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響主要考慮一下幾個方面：1、由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際輸出功率隨光照強度的變化而變化，輸出功率不穩(wěn)定，并網(wǎng)時對系統(tǒng)電壓有影響，造成一定的電壓波動。2、光伏系統(tǒng)發(fā)電輸出的直流電需要經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，將產(chǎn)生大量諧波，并網(wǎng)時應(yīng)滿足系統(tǒng)對諧波方面的要求。3、光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)時向電網(wǎng)饋送的直流分量應(yīng)滿足相關(guān)技術(shù)原則的規(guī)定。4、光伏發(fā)電系統(tǒng)基本上為純有功輸出，并網(wǎng)時需考慮無功平衡與電壓調(diào)節(jié)問題4. 系統(tǒng)并網(wǎng)接入方案4.1. 系統(tǒng)并網(wǎng)接入方式的選擇品達能源光伏電站為自發(fā)自用余電上網(wǎng)型電站，所以采用通過用

14、戶內(nèi)部電網(wǎng)接入10kV公網(wǎng)方式。4.2. 系統(tǒng)并網(wǎng)接入方案根據(jù)所確定的系統(tǒng)并網(wǎng)接入的電壓等級原則，結(jié)合用戶提供的光伏系統(tǒng)方案，提出品達能源光伏發(fā)電項目并網(wǎng)接入方案如下：4.2.1 380V用戶內(nèi)部電網(wǎng) 本期品達能源光伏發(fā)電項目容量為300kWp，可分為多個發(fā)電單元通過多個380V線路接入并網(wǎng)裝置匯流后送至用戶10kV配電站的380V母線，為用戶內(nèi)部負荷提供電源，如下圖所示。4.2.1 10kV側(cè)高壓配電裝置需要增加的高壓配電裝置有：1、增加過流等保護2、電能質(zhì)量檢測裝置3、計量裝置4.3. 方案分析和電氣計算4.3.1 無功平衡（1）光伏電站無功補償方式光伏電站的無功功率和電壓調(diào)節(jié)方式包括調(diào)節(jié)

15、逆變器無功功率、調(diào)節(jié)無功補償設(shè)備投入量、調(diào)節(jié)光伏電站升壓變壓器的變比。（2）品達能源無功補償情況 本工程發(fā)電項目通過接入品達能源配電站接入系統(tǒng)，正常情況下進線送潮流減少，有利于降低其無功功率損耗，但由于太陽能發(fā)電功率因數(shù)高，一般為純有功，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，逆變器無功調(diào)節(jié)能力較差，因此，本方案考慮電容器補償或要求系統(tǒng)為其提供無功支持。 （3）無功補償容量考慮原用戶變壓器容量為250kVA/10kV，考慮到用戶其他負荷情況，要求電容器補償無功容量不小于160kvar，并在工程設(shè)計中完善。整體安裝無功補償設(shè)備不利于無功的就地平衡，要求實際實施中需按光伏并網(wǎng)點的無功進行分散就地補償、就地平衡。4.3.

16、2 電壓波動分析光伏發(fā)電系統(tǒng)實際輸出功率隨光照強度的變化而變化，白天光照強度最強時，發(fā)電裝置輸出功率最大，夜晚幾乎無光照，輸出功率基本為零。排除設(shè)備故障因素，發(fā)電裝置輸出功率隨日照、天氣、季節(jié)、溫度等自然因素而變化，輸出功率極不穩(wěn)定。計算考慮嚴重情況下，發(fā)電系統(tǒng)輸出功率突然切機對系統(tǒng)接入點電壓造成的影響。根據(jù)Q/GDW617-2011規(guī)定，10kv及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的-7%+10%之間。本方案光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電壓在標準的要求范圍內(nèi)，對電網(wǎng)的影響較小。4.3.3 諧波及直流分量分析 在光伏系統(tǒng)中，直流電經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電的過程中，會產(chǎn)生諧波和直流分量。逆變器諧波電流應(yīng)小于逆變

17、器額定輸出的5%，且直流分量小于額定電壓的0.5%。逆變器的總諧波電流對接入電網(wǎng)諧波的要求滿足GB/T 14549-1993 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波。直流分量滿足Q/GDW-617-2011 國家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定的規(guī)定。為保證系統(tǒng)對光伏系統(tǒng)的諧波監(jiān)測，要求在公共連接點安裝電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置一套。5. 電氣主接線根據(jù)接入系統(tǒng)方案，品達能源太陽能光伏電站項目電氣主接線如圖5-1所示。6. 系統(tǒng)繼電保護6.1. 本工程投運前相關(guān)保護配置現(xiàn)狀本工程太陽能發(fā)電項目通過回10kV線路分別接入城北變、君堂，其中君堂變10kV出線配有型號為RCS-9611C、城北變10kV出線配有型號為7S

18、J600的饋線保護測控裝置，這些裝置均具有三段過流保護、三相一次重合閘、低周減載保護等。6.2. 系統(tǒng)側(cè)保護本工程實施后，系統(tǒng)側(cè)繼電保護不變。6.3. 光伏電站的安全與保護光伏電站或電網(wǎng)異常、故障時，為保證設(shè)備和人身安全，應(yīng)具有相應(yīng)繼電保護功能，保證電網(wǎng)和光伏設(shè)備的安全運行。結(jié)合光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定（國家電網(wǎng)科2011663號）的要求，本工程光伏電站屬于小型光伏電站，其保護應(yīng)具有以下功能。本工程光伏電站在逆變器輸出至并網(wǎng)點側(cè)設(shè)置易于操作、可閉鎖且具有明顯斷開點的并網(wǎng)總斷路器。1、過流保護：本工程光伏電站具備一定的過流能力，在120%倍額定電流以下，光伏電站連續(xù)可靠工作時間不應(yīng)小于1分鐘。防

19、孤島：本工程光伏電站必須具備快速監(jiān)測孤島且立即斷開與電網(wǎng)連接的能力。由于品達能源光伏接入項目不允許孤島運行，在10kV線路側(cè)發(fā)生三相短路時，直接跳所有光伏并網(wǎng)點并網(wǎng)斷路器，切除所有光伏逆變器，保證三相一次重合閘可以正確動作。2、恢復(fù)并網(wǎng)：電網(wǎng)發(fā)生擾動后，在電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)正常范圍之前本工程光伏電站不允許并網(wǎng)，且在電網(wǎng)電壓和頻率恢復(fù)正常后，本工程光伏電站應(yīng)經(jīng)過一個可調(diào)的延時時間后才能重新并網(wǎng)，延時時間一般為20s到5min，具體延遲時間按照光伏電站容量大小和接入方式、并結(jié)合分批并網(wǎng)原則和相關(guān)調(diào)度部門確定。3、低/高電壓保護：當光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點電壓超出表7-1規(guī)定的電壓范圍時，應(yīng)在相應(yīng)的時間內(nèi)

20、停止向電網(wǎng)線路送電。此要求適用于多相系統(tǒng)中的任何一相。保護動作時間要求交流側(cè)電壓最大分閘時間*U< 0.5 UN0.1 s50%´UN £ U <85%´UN2.0 s85%´UN £ U £110%´UN連續(xù)運行110%´ UN < U <135%´UN2.0 s135%´UN £ U0.05 s注1：UN為光伏電站并網(wǎng)點的電網(wǎng)額定電壓；注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)送電的時間。5、頻率保護：當光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點頻率超出49.5Hz50.2Hz范圍時，應(yīng)在0.2s內(nèi)停止向電網(wǎng)線路送電。7. 調(diào)度自動化品達能源太陽能光伏示范電站項目裝機容量為300kW，根據(jù)業(yè)主要求，光伏電站采用自發(fā)自用余電上網(wǎng)方式，光伏組件所接入品達能源10kV配電站，配電站通過10kV城原228線鹽北路開閉所接入110kV城北變接入系統(tǒng)。方案：用戶配電站配置一