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文檔簡介
1、荒漠光伏電站的電氣設計分析內(nèi)蒙古神舟光伏電力有限公司 司德亮蘇洪濤祁東婷張文華東北電力設計院張樹森摘要:通過對大型并網(wǎng)光伏電站典型主接線的介紹,說明了大型并網(wǎng)光伏電站的主要技術(shù)原貝4,闡述 了大型并網(wǎng)光伏電站的主接線原則、設備配置原則和主要參數(shù)選擇等技術(shù)條件,并特別說明了 幾個重點問題。推薦通過標準化的方法完成并網(wǎng)光伏電站的設計,提高并網(wǎng)光伏電站運行的可 靠性。關(guān)鍵詞:并網(wǎng);光伏電站;電氣設計一引言隨著可再生能源的發(fā)展,大型并網(wǎng)型光伏電 站的多種技術(shù)方案得到了應用。在寧夏、甘肅、云 南等地相繼建成了寧夏石嘴山、中節(jié)能太陽山、寧 發(fā)太陽山等并網(wǎng)光伏電站,而敦煌、呼和浩特等 項目則正處于施工階段。
2、這些并網(wǎng)型光伏電站的 建設、投入使用對太陽能光伏發(fā)電應用的快速發(fā) 展起到了極大的推動作用。由于現(xiàn)階段并網(wǎng)型光伏電站的設計標準配套 不全,因此相關(guān)工程的設計中參考了火力發(fā)電廠、 輸變電工程的設計理念。由于設計標準不統(tǒng)一,所 以在工程實踐中出現(xiàn)各種不同的設計方案也不難 理解。目前主要使用的設計標準包括:(1(GB,T18479.2001等同采用IEC 61277(1995地面用光伏(PV發(fā)電系統(tǒng)一概述及導則洗(2(SJ,T11127.1997等同采用IEC 61173 (1992光伏(PV發(fā)電系統(tǒng)的過壓保護導則l (3(CECS 8496太陽光伏電源系統(tǒng)安裝工 程設計規(guī)范。二并網(wǎng)型光伏發(fā)電的典型系
3、統(tǒng)接線圖及主要技 術(shù)原則1并網(wǎng)型光伏發(fā)電的典型系統(tǒng)接線圖 并網(wǎng)型光伏發(fā)電的典型系統(tǒng)接線圖如圖1所 示。光伏組件經(jīng)過串并聯(lián)后,形成光伏陣列,接入 防雷匯流箱進行一次匯流,形成光伏陣列后,再術(shù)米.隨著光伏電站覘橫擴太瑤20Mw以上. f”女l!" J2建【cj:JMmBH目1井嗣型光優(yōu)發(fā)電的典型系統(tǒng)接線州采取一級7rIE節(jié)35kv,fL流丌城氍Jl州220kV 的接入方r案。2電氣主接線蚌網(wǎng)型光狀電站的雛電線路方案一般采用每 個發(fā)電卟元仆刖接入10kV配電鞋置的方案。該方 案簡單清晰、t安仝可靠、運行矗恬、便r維護管 理。電有秉州匯集劍l二f線路上的斤式。由j: 10kV 400V眥電鞋
4、避的進出線同路散較少,一般 秉用單母線的接線方式。3站用電并網(wǎng)型光伏電站一般設置曬臺站鵬變雎器, 一臺】二作變胍器由rH電電源引接,另一臺備用變 壓器出發(fā)電廠內(nèi)的商壓配電裝霞引接。站州變雎器一脞主型淹控制尉邊負菏供電 幣為就地逆變站的負l:;f供電。m1”fllI;i周內(nèi)光伏 發(fā)電的電價比地農(nóng)電或lH電價格插,往寓際運 行中,通常將引接任施工電源的變壓器作為T作 變罐器他用,以降低運行成本。f耐時,逆變站內(nèi)的 暖通、照明等饑菏也由于電價差價的原因.任實 際運行中,由站變壓器進行遠距離低電惟供電。 有些闊外供貨的整套發(fā)電坼元(一般為 1Mw,自川的暖通,照mI等負荷電源址m發(fā)電單 元內(nèi)的4(】0
5、V配電裟牲引接。4中性點接地方式lOkV t|性點的接地方式應與接入電阿的實 際情況#l適應。個別光伏電站推薦采Jil站內(nèi)獨立 的接地方式,枉不謹霞隔離變壓器曲情況下,會 遣成相關(guān)10kV配電網(wǎng)絡屠行困難。400V中性點 采用商接接地的掛地療式。5主要電氣設備選擇斷珞器的額定參數(shù)按照不小f蠻際情況進行 選擇。卅斷電流(即能夠斷開短路電漉大小的能 力的選擇,接麒在系統(tǒng)最大運行方式I、斷路器設 愛點發(fā)生三州短路電漉值大小進行選擇。倒如:光 伏井網(wǎng)電站10kV斷路器.1甑定電腰麻f小十 10kv.,F斷電流一般選為25kA,3l 5kA。配電裝 置秉朋p內(nèi)鎧裝武變流盤槿封開關(guān)世備t 4【0V 短路的
6、開斷電流一般選為40kA、50kA,配電裝置 采用全封閉抽出式低壓成套開關(guān)設備。升壓變壓器的容量宜與接入逆變器的容量相 匹配,如接入變壓器為兩臺500kW逆變器,則變 壓器容量可選1000kVA。工程中應用有油浸式、干式和非晶合金變壓 器。油浸式變壓器的初始投資略低,但維護困難; 干式變壓器的運行維護非常方便;非晶合金變壓 器的空載損耗低,但造價高。綜合考慮,干式變壓 器應為首選的變壓器型式。此外,當一臺變壓器 僅接入兩臺逆變器時,可選擇雙分裂變壓器,理 論上可提高千分之幾的效率,但應注意核算配套 交流匯流裝置以后的實際成本。6過電壓保護及接地主廠房、主控制室和配電裝置室一般不裝設直擊 雷保護
7、裝置,雷電活動特殊強烈地區(qū)的主廠房、 主控制室和配電裝置室宜裝設直擊雷保護裝置。 因此,并網(wǎng)型光伏發(fā)電廠的主控制室和10kV配電 裝置室(通常為一個建筑物可不裝設直擊雷保護 裝置。光伏(PV發(fā)電系統(tǒng)的過壓保護導則(SJ, T111271997第4.4條規(guī)定,在確定是否需要架設 避雷裝置時,應考慮下列各項因素:人員安全;直 接雷擊于系統(tǒng)上對運行的影響;避雷擊裝置的造 價與直接雷擊的幾率和更換損壞元件的費用之間 的關(guān)系;由于避雷裝置陰影引起的系統(tǒng)性能損失。 考慮到光伏陣列現(xiàn)場無人值守、并網(wǎng)型光伏發(fā)電 廠不配置蓄電池、雷擊的幾率較低且費用可以接 受、避雷裝置將引起占地面積的增加等因素,并 網(wǎng)型光伏發(fā)
8、電廠不推薦設置避雷裝置。1,n電阻應符合R半,且應不大于娥。由于并網(wǎng) 型光伏電站占地較大,接地電阻一般可達到要求。 7電纜設施電纜設施應依據(jù)電力工程電纜設計規(guī)范 GB502172007及其條文說明進行設計和施工。 控制室和逆變站內(nèi)設置電纜溝道,光伏陣列 內(nèi)的電纜敷設一般推薦采用直埋方式,具體情況 視現(xiàn)場地質(zhì)條件、凍土、是否合并控制電纜通道 等情況而定。由于并網(wǎng)型光伏電站多數(shù)處于寒冷地區(qū), 在一15以下的低溫環(huán)境,應按低溫條件和絕緣類 型要求,選用交聯(lián)聚乙烯、聚乙烯絕緣、耐寒橡皮 絕緣電纜,其電纜擠塑外護層宜選用聚乙烯外護 層。北方低溫環(huán)境不宜選用聚氯乙稀絕緣電纜。 8消防給水變電站內(nèi)建筑物滿足
9、耐火等級不低于二級, 體積不超過3000m3,且火災危險性為戊類時,可 不設消防給水。9暖通工程實踐中發(fā)現(xiàn),逆變器的發(fā)熱量很大,造 成逆變站內(nèi)的溫度較高。應按照環(huán)境條件,進行 詳細的通風量計算。根據(jù)實際運行情況,逆變站 可不設專門采暖裝置。三特別說明的幾個問題1電壓等級的選定圖1為典型的0.4/10kV系統(tǒng)。電壓等級的主 要選擇原則為:(1由于逆變器的交流側(cè)出線電壓還包括 315V、270V等不同的電壓等級,因此采用400V 配電裝置是合適的,但實際運行電壓會根據(jù)逆變 器交流側(cè)出線電壓而確定。(2逆變站高壓側(cè)10kV配電裝置的電壓等級 一般在10kV、35kV之間做出選擇。(3由于各個工程接入
10、系統(tǒng)情況不同,存在進 一步升壓至110kV、220kV的送出方案。2洪水位參照小型火電廠,光伏電站的防洪標準為50年一遇洪水。在具體工程中,要在可行性研究階 段明確。 (轉(zhuǎn)第48頁SOLAR ENERGY 7/2011目曩丑上陽艙與建筑外fl進川盤槿f!|:韞f。f】宙扯j¨商洞堆之州的縫 隙.采用控泡蒙鈕哺材料填囊確保洞口氣礴牲。 4采暖方式3積雪深度太Rf電池組什與地螄之川的蛀小問躚嬰任 03m以I.并l L啦凡r肖地氣敦砒錄的址夫#l嚳 深度,同Ht要考慮組件I一積田滑落后形成的堆機 對m件的影響。四結(jié)束語(I蚌網(wǎng)光伏電站幅J。斬必產(chǎn)、毗,還存托一蝗 腳粒.如怎樣降&計
11、垤盎il:器的懂問門牦電薄 睦光伏1U站逆盤器們低溫職曲障礙.如何控制¨I柑利J-煙,n紕縱的滾動,不會產(chǎn),l:鰣湘現(xiàn)象。炕 研抹|IliJ早班50mm,保證了炕面溫度均勻。西蟲地區(qū)太陽能資源相對豐寓.太能地板 輻射式采噯采統(tǒng)n:供應生活用熱水的同時輔叻 進行二層硬一b:起聃竄采暖.如圖6所嚇。一竭6太日稚熱8強室內(nèi)地攙MI目三溫度測試耐小范l:氍水同功能房間的溫齟班進行丁宴 刪,采用火爐火炕采嚏的房間l,房門街閉后溫度 基奉怛定往1618c.可基本滿足農(nóng)宅冬乖采暖 的需求;一樓起塒審的溫度摹本像持仵1216, 較宅外溫度波動HJJ艟降低;由J。塒房耵n然排M 的管逋.溫度任l 21
12、4c.安裝可開啟的排H裝 置后,房|11的溫度侏持仵一T接受的范I;I|I內(nèi)。經(jīng)過小范L.程竹能措施的嫂進提高,農(nóng)宅l+挫室內(nèi)溫度坫奉可滿足農(nóng)民正常艟住的需求。圈光fK組件個性蔗譯咖導斂的串聯(lián)電流,蚱聯(lián)電壓 公差等。(2光伙計州1E站沒¨和施上撤莢嗍客標準 尚乖完善,聞家栩關(guān)滯門已啟動標準的編制r作. 航天光伏應秘極參與國家標準的研究郁制定。 (3光伏蚪附關(guān)鍵技術(shù)和設備JE處于快速發(fā)展 時期,接凡I乜硎標準世處r不斷探索完善階段.電 氣設|fL降仉乇接人系統(tǒng)造價方1日還釘優(yōu)化的空間。 (4隨竹脾Iq圯伏電站規(guī)煎的小斷擴人.1a、 設I¨t還蛋學Ig曲忠無功補償裝置,: 荒漠
13、光伏電站的電氣設計分析作者:司德亮 , 蘇洪濤 , 祁東婷 , 張文華 , 張樹森作者單位:司德亮,蘇洪濤,祁東婷,張文華(內(nèi)蒙古神舟光伏電力有限公司 , 張樹森(東北電力設計院 刊名:太陽能英文刊名:SOLAR ENERGY年,卷(期:2011(7被引用次數(shù):1次本文讀者也讀過(10條1. 唐雯靜 . 徐利忠 . 呂平洋 太陽能光伏電站設計 會議論文-20112. 李世民 . 葉東嶸 . LI Shi-min. YE Dong-rong兆瓦級荒漠光伏并網(wǎng)電站分析 期刊論文-發(fā)電設備 2011,25(23. 吳潤華 . Wu Runhua德國大型太陽能裝置在工業(yè)中的應用 期刊論文-太陽能 2011(14. 段志明 . DUAN Zhiming曹妃甸光伏發(fā)電示范工程監(jiān)理實例探析 期刊論文-科技傳播 2011(125. 欽衛(wèi)國 . Qin Weiguo蘇南地區(qū)家用獨立光伏系統(tǒng)的設計 期刊論文-太陽能 2011(66. 包婧文 . Bao Jingwen光伏·未來之路 期刊論文-太陽能 2011(87. 陳祥 . Chen Xiang光伏電站發(fā)電量的理論計算及差異分析 期刊論文-太陽
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