光伏發(fā)電項(xiàng)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(xiàng)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(jì)主要內(nèi)容41.4.品達(dá)能源項(xiàng)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(duì)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(jì)算114.3.1 無功平衡114.3.2 電壓波動(dòng)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(hù)126.1.本工程投運(yùn)前相關(guān)保護(hù)配置現(xiàn)狀126.2.系統(tǒng)側(cè)保護(hù)136.3.光伏電站的安全與保護(hù)137.調(diào)度自動(dòng)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(jì)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(diǎn)是高可靠性、使用壽命長(zhǎng)、不污染環(huán)境、能獨(dú)立發(fā)電又能并網(wǎng)運(yùn)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(guó)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)中按接入電網(wǎng)電壓等級(jí)將光伏電站分為三類：小型光伏電站（接入電壓等級(jí)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(jí)為 1035千伏電網(wǎng)的光伏電站）、大型光伏電站（接入電壓等級(jí)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(jí)變壓器供電區(qū)域最大負(fù)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(jì)內(nèi)容參考標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)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(shí)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(hù)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(jì)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(jì)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(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 DL/T 5003-2005 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范DLG165-2003 電力系統(tǒng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容深度規(guī)定 Q/GDW-617-2011 國(guó)家電網(wǎng)公司光伏電站接入電網(wǎng)技

6、術(shù)規(guī)定國(guó)能新能2011337 號(hào)國(guó)家能源局關(guān)于加強(qiáng)金太陽示范項(xiàng)目并網(wǎng)管理的通知國(guó)家電網(wǎng)發(fā)展20121560 號(hào)國(guó)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(yùn)行方式浙江省電力公司光伏電站并網(wǎng)試驗(yàn)規(guī)范（試行）1.3. 太陽能接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(diǎn)、接入電壓等級(jí)）選擇、光伏接入系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)潮流、無功平衡、保護(hù)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(hù)功能的規(guī)定、光伏電站通信和計(jì)量設(shè)備的要求等。1.4. 品達(dá)能源項(xiàng)目介紹本項(xiàng)目為浙江省海鹽縣品達(dá)新能源科技有限公司光伏發(fā)電項(xiàng)目，項(xiàng)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(xiàng)目使用了品達(dá)的光伏組件和昱能光伏微型逆變器YC500-CN。單個(gè)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(gè)直流輸入端），每10個(gè)微型逆變器并聯(lián)組成一個(gè)陣列， 每3個(gè)陣列并聯(lián)成一個(gè)交流相（A、B、C）的輸入，系統(tǒng)分為若干個(gè)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(shí)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(dá)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(zhǎng)度3.722 km，配變臺(tái)數(shù)為14臺(tái)，電纜線規(guī)YJV-240，導(dǎo)線LJ-185。下圖為品達(dá)能源公司的配電圖。2.2. 用戶現(xiàn)狀品達(dá)能源位于海鹽縣五原街道桑德蘭33號(hào)，北臨東西大道，項(xiàng)目規(guī)劃總用地面積為5500m2。項(xiàng)目位置如下圖：品達(dá)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(jì)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(dá)能源是大型的生產(chǎn)型企業(yè)，對(duì)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(guó)際先進(jìn)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(zhǎng)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：?jiǎn)螜C(jī)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(gè)交流組件為獨(dú)立單元。一個(gè)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(gè)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(gè)組件獨(dú)立MPPT：每個(gè)光伏組件的輸出優(yōu)化在最大功率點(diǎn)，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(diǎn)。無直流傳輸線功率損耗：

11、整個(gè)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(hào)： 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(jì)使用年限 25年防護(hù)等級(jí)IP65通訊方式電力線載波 機(jī)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(duì)電網(wǎng)的影響 由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的一些特點(diǎn)，光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)時(shí)對(duì)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(dòng)和閃變等方面滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本工程中光伏發(fā)電系統(tǒng)的裝機(jī)容

13、量在系統(tǒng)中所占比例較小，同時(shí)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(jì)過程中，光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響主要考慮一下幾個(gè)方面：1、由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際輸出功率隨光照強(qiáng)度的變化而變化，輸出功率不穩(wěn)定，并網(wǎng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)電壓有影響，造成一定的電壓波動(dòng)。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(shí)應(yīng)滿足系統(tǒng)對(duì)諧波方面的要求。3、光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)時(shí)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(shí)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(dá)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(jí)原則，結(jié)合用戶提供的光伏系統(tǒng)方案，提出品達(dá)能源光伏發(fā)電項(xiàng)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(dá)能源光伏發(fā)電項(xiàng)目容量為300kWp，可分為多個(gè)發(fā)電單元通過多個(gè)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(fù)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(hù)2、電能質(zhì)量檢測(cè)裝置3、計(jì)量裝置4.3. 方案分析和電氣計(jì)算4.3.1 無功平衡（1）光伏電站無功補(bǔ)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(bǔ)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(dá)能源無功補(bǔ)償情況 本工程發(fā)電項(xiàng)目通過接入品達(dá)能源配電站接入系統(tǒng)，正常情況下進(jìn)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(jì)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(bǔ)償或要求系統(tǒng)為其提供無功支持。 （3）無功補(bǔ)償容量考慮原用戶變壓器容量為250kVA/10kV，考慮到用戶其他負(fù)荷情況，要求電容器補(bǔ)償無功容量不小于160kvar，并在工程設(shè)計(jì)中完善。整體安裝無功補(bǔ)償設(shè)備不利于無功的就地平衡，要求實(shí)際實(shí)施中需按光伏并網(wǎng)點(diǎn)的無功進(jìn)行分散就地補(bǔ)償、就地平衡。4.3.

16、2 電壓波動(dòng)分析光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)際輸出功率隨光照強(qiáng)度的變化而變化，白天光照強(qiáng)度最強(qiáng)時(shí)，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(jì)算考慮嚴(yán)重情況下，發(fā)電系統(tǒng)輸出功率突然切機(jī)對(duì)系統(tǒng)接入點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)的要求范圍內(nèi)，對(duì)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(huì)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(duì)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(guó)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(duì)光伏系統(tǒng)的諧波監(jiān)測(cè)，要求在公共連接點(diǎn)安裝電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置一套。5. 電氣主接線根據(jù)接入系統(tǒng)方案，品達(dá)能源太陽能光伏電站項(xiàng)目電氣主接線如圖5-1所示。6. 系統(tǒng)繼電保護(hù)6.1. 本工程投運(yùn)前相關(guān)保護(hù)配置現(xiàn)狀本工程太陽能發(fā)電項(xiàng)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(hào)為RCS-9611C、城北變10kV出線配有型號(hào)為7S

18、J600的饋線保護(hù)測(cè)控裝置，這些裝置均具有三段過流保護(hù)、三相一次重合閘、低周減載保護(hù)等。6.2. 系統(tǒng)側(cè)保護(hù)本工程實(shí)施后，系統(tǒng)側(cè)繼電保護(hù)不變。6.3. 光伏電站的安全與保護(hù)光伏電站或電網(wǎng)異常、故障時(shí)，為保證設(shè)備和人身安全，應(yīng)具有相應(yīng)繼電保護(hù)功能，保證電網(wǎng)和光伏設(shè)備的安全運(yùn)行。結(jié)合光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定（國(guó)家電網(wǎng)科2011663號(hào)）的要求，本工程光伏電站屬于小型光伏電站，其保護(hù)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(diǎn)側(cè)設(shè)置易于操作、可閉鎖且具有明顯斷開點(diǎn)的并網(wǎng)總斷路器。1、過流保護(hù)：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(shí)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(cè)孤島且立即斷開與電網(wǎng)連接的能力。由于品達(dá)能源光伏接入項(xiàng)目不允許孤島運(yùn)行，在10kV線路側(cè)發(fā)生三相短路時(shí)，直接跳所有光伏并網(wǎng)點(diǎn)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(dòng)作。2、恢復(fù)并網(wǎng)：電網(wǎng)發(fā)生擾動(dòng)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(gè)可調(diào)的延時(shí)時(shí)間后才能重新并網(wǎng)，延時(shí)時(shí)間一般為20s到5min，具體延遲時(shí)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(hù)：當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓超出表7-1規(guī)定的電壓范圍時(shí)，應(yīng)在相應(yīng)的時(shí)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(hù)動(dòng)作時(shí)間要求交流側(cè)電壓最大分閘時(shí)間*U< 0.5 UN0.1 s50%´UN £ U <85%´UN2.0 s85%´UN £ U £110%´UN連續(xù)運(yùn)行110%´ UN < U <135%´UN2.0 s135%´UN £ U0.05 s注1：UN為光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓；注2：最大分閘時(shí)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(shí)間。5、頻率保護(hù)：當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)頻率超出49.5Hz50.2Hz范圍時(shí)，應(yīng)在0.2s內(nèi)停止向電網(wǎng)線路送電。7. 調(diào)度自動(dòng)化品達(dá)能源太陽能光伏示范電站項(xiàng)目裝機(jī)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(dá)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