光伏接入系統(tǒng)方案

屋頂分布式光伏項目醫(yī)院光伏項目接入系統(tǒng)方案2024年12月概述工程概況屋頂分布式光伏項目醫(yī)院光伏項目，安裝地點位于該項目利用醫(yī)院房屋頂部建設光伏電站，新建并網柜安裝電氣設備，建設0.925MW分布式光伏發(fā)電站，實現電能就地轉化，并網發(fā)電，發(fā)電量消納方式為“自發(fā)自用，余電上網”。1.2設計依據性文件《國家能源局綜合司關于公布(市、區(qū))屋頂分布式光伏開發(fā)試點名單的通知》國能綜通新能[2021]84號，關于被列入“（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點名單”相關內容；《四川省發(fā)展和改革委員會四川省能源局關于加強和規(guī)范分布式光伏發(fā)電項目建設管理的通知》川發(fā)改能源[2017]485號；《涼山州分布式光伏發(fā)電項目備案管理服務指南（2017年修訂本）的通知》涼發(fā)改能源[2017]444號；發(fā)改委關于編制項目申請報告的有關規(guī)定；國家電網營銷〔2014〕174號國家電網公司關于印發(fā)《分布式電源并網服務管理規(guī)則（修訂版）》的通知;國家和四川省“十四五”規(guī)劃；國家和四川省可再生能源發(fā)展規(guī)劃；項目承辦方提供的基礎資料。1.3主要設計標準、規(guī)程規(guī)范1.3.1光伏發(fā)電站有關設計規(guī)程規(guī)范《光伏系統(tǒng)并網技術要求》(GB/T19939?2005)《光伏發(fā)電站設計規(guī)范》(GB50797?2012)《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)》(GB/T19964.2012)《光伏發(fā)電站無功補償技術規(guī)范》(GB/T29321.2012)《光伏發(fā)電防雷技術要求》(GB/T32512?2016)《光伏發(fā)電站防雷技術規(guī)程》(DL/T1364.2014)1.3.2其它國家及行業(yè)設計規(guī)程規(guī)范《建筑物電氣裝置》(GB/T16895.18?2010)《電力變壓器選用導則》(GB/T17468-2019)《干式電力變壓器技術參數和要求》(GB/T10228.2015)《電力變壓器能效限定值及能效等級》(GB20052.2020)《低壓配電設計規(guī)范》(GB50054?2011)《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規(guī)范》(GB/T50064.2014)《高壓/低壓預裝式變電站》(GB17467-2020)《外殼防護等級(IP代碼)》(GB4208?2017)《建筑設計防火規(guī)范》(GB50016?2014)《建筑物防雷設計規(guī)范》(GB50057?2010)《電力工程電纜設計標準》(GB50217?2018)《交流電氣裝置的接地設計規(guī)范》(GB/T50065?2011)《3.6kV?40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備》(DL/T404.2018)《高壓低壓預裝箱式變電站選用導則》(DL/T537.2018)《導體和電器選擇設計技術規(guī)定》(DL/T5222?2005)《高壓配電裝置設計技術規(guī)程》(DL/T5352?2018)《國家電網公司光伏電站接入電網技術規(guī)定》(Q/GDW617.2011)《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》2018版《分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入典型設計》（2016版）《國家電網公司分布式電源接入配電網設計規(guī)范》(Q/GDW11147—2017）1.4主要電氣設備技術標準主要電氣設備選擇部分參照《國家電網公司10千伏配電網工程通用設備(2014年版)》和《國家電網公司輸變電工程通用設備(2018年版)》。2接入系統(tǒng)方案2.1電網現狀簡介本項目位于位于醫(yī)院廠房屋頂，本次設計分布式光伏交流側容量為0.925MW。醫(yī)院主要用電設備為醫(yī)療設備、辦公電器，生活設施設備，現負荷由一條10千伏線路供電，綜合體總變壓器容量為3030kVA。2.2接入電壓等級對于單個并網點，接入的電壓等級應按照安全性、靈活性、經濟性的原則，根據分布式電源容量、導線載流量、上級變壓器及線路可接納能力、地區(qū)配電網情況綜合比選后確定。分布式電源并網電壓等級根據裝機容量進行初步選擇的參考標準如下：8kW及以下可接入220V；8kW~400kW可接入380V；400kW~6MW可接入10kV；本項目并網電壓等級綜合參考有關標準和電網實際條件，通過技術經濟比選論證后確定。醫(yī)院光伏項目交流側發(fā)電容量為0.925MW，采用發(fā)電量全部上網。醫(yī)院為專變用戶，項目附近無滿足本項目容量需求的0.4kV公共配電網絡。綜合考慮醫(yī)院光伏項目接入系統(tǒng)選擇10kV電壓等級。2.3接入點的選擇2.3.110kV對應接入原則（1）全部上網公共電網變電站10kV母線；公共電網開關站、環(huán)網箱（室）、配電室或箱變10kV母線；T接公共電網10kV線路。（2）自發(fā)自用/余電上網（含全部自用）用戶開關站、環(huán)網箱（室）、配電室或箱變10kV母線。當并網點與接入點之間距離很短時，可以在分布式電源與用戶母線之間只裝設一個開關設備，并將相關保護配置于該開關。2.3.20.4kV對應接入原則（1）全部上網公共電網配電箱/線路；公共電網配電室、箱變或柱上變壓器低壓母線。（2）自發(fā)自用/余電上網（含全部自用）用戶配電箱/線路；用戶配電室、箱變或柱上變壓器低壓母線。當分布式電源接入35kV及以上用戶內部的10kV及以下電壓等級系統(tǒng)時，可參考相應接入系統(tǒng)典型設計方案。2.3.3本項目接入點本項目位于醫(yī)院廠房屋頂，醫(yī)院主要用電設備為醫(yī)療設備、辦公電器，生活設施設備，綜合體總變壓器容量為3030kVA?，F負荷由一條10千伏線路供電（10千伏XXXX線），結合電網規(guī)劃、分布式電源規(guī)劃，按照就近分散接入，就地平衡消納的原則進行設計，本項目就近T接于10千伏XXXX線。本方案為參考國家電網公司分布式光伏發(fā)電接入系統(tǒng)典型設計方案，方案號為XGF10-T-3。本方案主要適用于全部上網（接入公共電網）的光伏電站、公共連接點為公共電網10kV線路T接點，單個并網點參考裝機容量400kW～2MW。3電氣計算3.1短路電流計算計算設計水平年系統(tǒng)最大運行方式下，電網公共連接點和光伏電站并網點在光伏電站接入前后的短路電流，為電網相關廠站及光伏電站的開關設備選擇提供依據。如短路電流超標，應提出相應控制措施。當無法確定光伏逆變器具體短路特征參數情況下，考慮一定裕度，光伏發(fā)電提供的短路電流按照1.5倍額定電流計算。本項目光伏電站接入后公共連接點短路電流增加I’=58.75A×1.5=88A,可見本次分布式光伏電站接入對系統(tǒng)短路電流的影響可以忽略不計。3.2電能質量分析1）光伏發(fā)電系統(tǒng)向當地交流負荷提供電能和向電網送出電能的質量，在諧波、電壓偏差、電壓不平衡、電壓波動等方面，滿足現行國家標準GB/T14549《電能質量公用電網諧波》、GB/T12325《電能質量供電電壓偏差》、GB/T15543《電能質量三相電壓不平衡》、GB/T12326《電能質量電壓波動和閃變》的有關規(guī)定；2）光伏發(fā)電系統(tǒng)向公共連接點注入的直流電流分量不應超過其交流額定值的0.5%。3）本工程分布光伏逆變器選用組串式逆變器，最大總諧波失真<3%，滿足國家標準GB/T14549《電能質量公用電網諧波》，在本工程光伏電站10kV并網接入點側加裝電能質量在線監(jiān)測裝置，其電能質量在線監(jiān)測裝置需滿足《電能質量監(jiān)測終端技術規(guī)范》（QGDW650—2011）的規(guī)定,并經國網聯研院測試通過、具備當地統(tǒng)計功能、數據導岀功能。當檢測到電能質量不滿足要求，應進行相應的治理。3.3無功平衡計算1）光伏發(fā)電系統(tǒng)的無功功率和電壓調節(jié)能力應滿足相關標準的要求，選擇合理的無功補償措施；2）光伏發(fā)電系統(tǒng)無功補償容量的計算，應充分考慮逆變器功率因數、匯集線路、變壓器和送出線路的無功損失等因素；3）通過10kV電壓等級并網的光伏發(fā)電系統(tǒng)功率因數應在0.98以上；4）光伏電站配置的無功補償裝置類型、容量及安裝位置應結合光伏發(fā)電系統(tǒng)實際接入情況確定，必要時安裝動態(tài)無功補償裝置。5）分布式光伏逆變器功率因數可調范圍：0.80超前-0.80滯后，本階段不單獨配置無功補償裝置，在預制艙內預留無功補償岀線柜位置，若本工程光伏電站并網運行后導致關口計量功率因數無法滿足標準要求時，可采取新增無功補償裝置等技術措施予以治理。4主要設備選擇原則4.1主接線光伏電站10kV采用線變組接線。4.2升壓變壓器性能參數升壓用變壓器容量選用應滿足光伏接入要求，電壓等級為10/0.4kV，容量選用1000kVA,型號SCB13-1000/10，10.5±2×2.5%。本工程為分布式光伏項目，從安全性考慮選用干式升壓變，從美觀、可靠性等方面，選用SCB13歐式箱變形式。4.3送出線路導線截面光伏電站送出線路導線截面選擇應遵循以下原則：1）光伏電站送出線路導線截面選擇需根據所需送出的光伏容量、并網電壓等級選取，并考慮光伏發(fā)電效率等因素；2）光伏電站送出線路導線截面一般按線路持續(xù)極限輸送容量選擇。3）本工程送線路導線載面選擇表序號電站持續(xù)極限輸送電流送出線路型號導線工作溫度允許持續(xù)電流158.75AZR-YJV22-8.7/15-3×5090163A4.4開斷設備本次分布式光伏電站并網點安裝易操作、可閉鎖、具有明顯開斷點、帶接地功能、可開斷故障電流的開斷設備。本次光伏電站10kV并網點配置真空斷路器。根據短路電流水平選擇設備開斷能力，并需留有一定裕度，短路電流水平按25kA選擇。5系統(tǒng)對光伏電站的技術要求5.1電能質量由于光伏發(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換成交流供負荷使用，含有大量的電力電子設備，接入配電網會對當地電網的電能質量產生一定的影響，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。為了能夠向負荷提供可靠的電力，由光伏發(fā)電系統(tǒng)引起的各項電能質量指標應該符合相關標準的規(guī)定。（1）諧波光伏電站接入電網后，公共連接點的諧波電壓應滿足GB/T14549《電能質量公共電網諧波》的規(guī)定。光伏電站接入電網后，公共連接點處的總諧波電流分量（方均根）應滿足GB/T14549《電能質量公共電網諧波》的規(guī)定，其中光伏電站向電網注入的諧波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備容量之比進行分配。（2）電壓偏差光伏電站接入電網后，公共連接點的電壓偏差應滿足GB/T12325《電能質量供電電壓偏差》的規(guī)定，10kV三相供電電壓偏差為標稱電壓的±7%。（3）電壓波動光伏電站接入電網后，公共連接點的電壓波動應滿足GB/T12326《電能質量電壓波動和閃變》的規(guī)定。對于光伏電站出力變化引起的電壓變動，其頻度可以按照1<r≤10（每小時變動的次數在10次以內）考慮，因此光伏電站以10kV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后，公共連接點的三相電壓不平衡度應不超過GB/T15543《電能質量三相電壓不平衡》規(guī)定的限值，公共連接點的負序電壓不平衡度應不超過2%，短時不得超過4%；其中由光伏電站引起的負序電壓不平衡度應不超過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超過其交流額定值的0.5%。5.2電壓異常時的響應特性按照下表要求的時間停止向電網線路送電。此要求適用于三相系統(tǒng)中的任何一相。5.3頻率異常時的響應特性本方案應具備一定的耐受系統(tǒng)頻率異常的能力，應能夠在下表所示電網頻率偏離下運行。6系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置6.1線路保護線路保護應以保證電網的可靠性為原則，兼顧分布式電源的運行方式，采取有效的保護方案。6.1.1380V電壓等級接入線路保護配置原則分布式電源以380V電壓等級接入電網時，并網點、接入點和公共連接點的斷路器應具備短路瞬時、長延時保護功能和分勵脫扣等功能，按實際需求配置失壓跳閘及低壓閉鎖合閘功能，同時應配置剩余電流保護裝置。6.1.210kV電壓等級接入線路保護配置原則（1）送出線路繼電保護配置1）采用專用送出線路接入系統(tǒng)分布式電源采用專用送出線路接入變電站、開關站、環(huán)網室（箱）、配電室或箱變10kV母線時，一般情況下配置（方向）過流保護，也可以配置距離保護；當上述兩種保護無法整定或配合困難時，需增配縱聯電流差動保護。2）采用T接線路接入系統(tǒng)分布式電源采用T接線路接入系統(tǒng)時，為了保證其他負荷的供電可靠性，一般情況下需在分布式電源站側配置無延時過流保護反映內部故障。（2）相關保護校驗及完善要求1）分布式電源接入用戶電網后，應對用戶電網及公共電網相關現有保護進行校驗，當不滿足要求時，應調整保護配置。2）分布式電源接入用戶電網后，應校驗用戶電網及公共電網相關的開斷設備和電流互感器是否滿足要求（最大短路電流）。3）分布式電源接入用戶電網后，應在必要時對相關線路按雙側電源完善保護配置。6.1.3線路保護配置本項目T接于10千伏XXXX線。分布式電源采用T接線路接入系統(tǒng)時，根據保護配置原則，為了保證其他負荷的供電可靠性，在分布式光伏電站側配置無延時過流保護1套，對電站內部故障進行有效切除。6.1.4線路保護技術要求a．線路保護應適用于系統(tǒng)一次特性和電氣主接線的要求。b．被保護線路在空載、輕載、滿載等各種工況下，發(fā)生金屬性和非金屬性的各種故障時，線路保護應能正確動作。系統(tǒng)無故障、外部故障、故障轉換以及系統(tǒng)操作等情況下保護不應誤動。c．在本線發(fā)生振蕩時保護不應誤動，振蕩過程中再故障時，應保證可靠切除故障。d．主保護整組動作時間不大于20ms，返回時間不大于30ms(從故障切除到保護出口接點返回)。e．手動合閘或重合于故障線路上時，保護應能可靠瞬時三相跳閘。手動合閘或重合于無故障線路時應可靠不動作。f．保護裝置應具有良好的濾波功能，具有抗干擾和抗諧波的能力。在系統(tǒng)投切變壓器、靜止補償裝置、電容器等設備時，保護不應誤動作。6.2母線保護6.2.1配置原則分布式電源系統(tǒng)設有母線時，可不設專用母線保護，發(fā)生故障時可由母線有源連接元件的后備保護切除故障。有特殊要求時，如后備保護時限不能滿足要求，也可相應配置保護裝置，快速切除母線故障。需對變電站或開關站側的母線保護進行校驗，若不能滿足要求時，則變電站或開關站側需要配置保護裝置，快速切除母線故障。6.2.2母線保護配置本項目分布式光伏電站采用線變組接線方式，未設計10千伏母線，本期不設專用母線保護，發(fā)生故障時可由線路保護切除故障。6.3防孤島檢測及安全自動裝置6.3.1配置原則在并網點設置安全自動裝置等設備，具備防孤島保護功能及頻率電壓異常緊急控制功能。若光伏電站側10kV線路保護具備失壓跳閘及低壓閉鎖合閘功能，可以實現按Un（失壓跳閘定值宜整定為20%Un）實現解列，也可不配置獨立的安全自動裝置。380V電壓等級接入時，不獨立配置安全自動裝置。光伏電站逆變器必須具備快速監(jiān)測孤島且監(jiān)測到孤島后立即斷開與電網連接的能力，其防孤島方案應與繼電保護配置、安全自動裝置配置和低電壓穿越等相配合，時間上互相匹配。6.3.2保護配置本項目分布式光伏電站已設計配置組串式逆變器，逆變器具有低電壓穿越、孤島效應保護、直流過電壓/過流保護、極性反接保護、短路保護、接地保護（具有故障檢測功能）、交流欠壓/過壓保護、過載保護、過熱保護、過頻/欠頻保護、三相不平衡保護及報警、相位保護以及對地電阻監(jiān)測和報警功能。本項目10kV線路保護配置失壓跳閘及低壓閉鎖合閘功能，按（失壓跳閘定值宜整定為20%Un）實現解列，不配置獨立的頻率電壓異常緊急控制裝置。6.4對其他專業(yè)的要求1）對電氣一次專業(yè)。系統(tǒng)繼電保護應使用專用的電流互感器和電壓互感器的二次繞組，電流互感器準確級宜采用5P、10P級，電壓互感器準確級宜采用0.5、3P級。2）光伏電站內需具備直流電源和UPS電源，供新配置的保護裝置、測控裝置、電能質量在線監(jiān)測裝置等設備使用。7系統(tǒng)調度自動化7.1調度關系及調度管理調度管理關系根據相關電力系統(tǒng)調度管理規(guī)定、調度管理范圍劃分原則確定。遠動信息的傳輸原則根據調度運行管理關系確定。本方案光伏電站所發(fā)電量全部上網由電網收購，發(fā)電系統(tǒng)性質為公用光伏系統(tǒng)。根據四川電網的現行調度管理體制，光伏電站由涼山供電公司地調調度，相關遠動信息送涼山供電公司地調。7.2配置及要求7.2.1光伏電站遠動系統(tǒng)（1）以380V電壓等級接入的分布式電源，按照相關暫行規(guī)定，可通過配置無線采集終端裝置或接入現有集抄系統(tǒng)實現電量信息采集及遠傳，一般不配置獨立的遠動系統(tǒng)。（2）以10kV電壓等級接入的分布式電源本體遠動系統(tǒng)功能宜由本體監(jiān)控系統(tǒng)集成，本體監(jiān)控系統(tǒng)具備信息遠傳功能；本體不具備條件時，應獨立配置遠方終端，采集相關信息。（3）以380V/10kV多點、多電壓等級接入時，380V部分信息由10kV電壓等級接入的分布式電源本體遠動系統(tǒng)統(tǒng)一采集并遠傳。（4）本次為屋頂分布式光伏發(fā)電項目不建立與調度通信路由。電能計量裝置具備電流、電壓、發(fā)電量等信息采集，采集數據通過GPRS無線上傳至電力公司調度部門。7.2.2有功功率控制及無功電壓控制分布式電源的有功功率控制、無功功率與電壓調節(jié)應滿足GB/T29319和NB/T32015的要求。7.2.3電能量計量1）安裝位置與要求本方案暫按在產權分界點設置關口計量電能表，安裝同型號、同規(guī)格、準確度相同的主、副電能表各一套。主、副表應有明確標志。具體以供電局配置為準。2）技術要求電能計量裝置的配置和技術要求應符合DL/T448和DL/T614的要求。電能表采用靜止式多功能電能表，至少應具備雙向有功和四象限無功計量功能、事件記錄功能，配有標準通信接口，具備本地通信和通過電能信息采集終端遠程通信的功能，電能表通信協議符合DL/T645。10kV關口計量電能表準確度等級應為有功0.5S級，無功2.0級，并