25MW屋顶分布式光伏发电项目接入系统方案

2.25MW屋顶分布式光伏发电项目接入

系统方案20年月日TOC\o"1-5"\h\z1概述 1设计依据 1\o"CurrentDocument"工程概况 1\o"CurrentDocument"主要设计原则 3\o"CurrentDocument"设计范围 32 2.25MW屋顶分布式光伏发电项目状况 3\o"CurrentDocument"项目电力系统概况 4\o"CurrentDocument"项目内容 4\o"CurrentDocument"项目规模 4\o"CurrentDocument"项目建设必要性 33接入系统一次 5\o"CurrentDocument"光伏发电接入系统原理 6\o"CurrentDocument"接入系统一般原则 7配电站概况 7\o"CurrentDocument"接入系统方案描述 7\o"CurrentDocument"的负荷消纳能力 8\o"CurrentDocument"短路电流计算 8\o"CurrentDocument"主要设备选择 9\o"CurrentDocument"接入系统一次小结 10系统对光伏电站的技术要求 10电能质量 9电压异常时的响应特性 10频率异常时的响应特性 11功率控制和电压调节 11过电压保护和接地 124接入系统二次 12\o"CurrentDocument"系统继电保护 12\o"CurrentDocument"防孤岛检测 13\o"CurrentDocument"防孤岛检测 14系统调度自动化 14调度关系及调度管理 14远动系统配置及要求 14远动信息内容 14\o"CurrentDocument"电能量计量系统配置方案 14系统通信 15信息需求 15通信方案 15\o"CurrentDocument"5结论 172.25MW分布式光伏发电项目接入系统方案概述设计依据1）国家电网公司《分布式光伏发电项目接入系统内容及技术要求》2）国家电网公司关于印发分布式电源并网相关意见和规范（修订版）的通知（国家电网办〔2013〕1781号）3）国家电网发展〔2013〕625号国家电网公司关于印发分布式光伏发电接入系统典型设计的通知4）国家电网公司关于促进分布式光伏发电并网管理工作的意见5）Q/GDW617-2011《光伏电站接入电网技术规定》6）GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》7）国家电网公司关于印发分布式光伏发电并网方面相关意见和规定的通知（国家电网办〔2012〕1560号）8）2.25MW分布式光伏发电项目备案通知书（项目统一代码为：2018-360999-44-03-001997）工程概况2.25MW屋顶分布式光伏发电项目位于乂公司厂区内，该项目拟利用X公司厂房及办公楼屋顶面积23000平方米安装多晶硅太阳能组件，项目安装容量为2.25MW，计划于20XX年X月竣工验收和并网发电。项目地理位置图详见图1.2-1。本光伏发电项目接入系统设计，按照发电量“自发自用，余量上网”的原则确定，设置7个独立并网单元，分2个并网点分别接入厂内配电室1250kVA、1000kVA配电变压器低压母线。1HTSYOnT11—lr音aEIEraPElllMl架：线—1HTSYOnT11—lr音aEIEraPElllMl架：线—T7H3D-O-nT—XH-Vmm更手一m,■：广3sM,母线nTV2.25MW分布式光伏发电项目接入系统方案图1.2-1项目地理位置图主要设计原则本光伏发电项目接入系统方案参照国家电网公司《分布式光伏发电接入系统典型设计》中方案XGF380-Z-Z1设计。方案一次系统接线示意图如图1.3-1所示。公共在接直 去其笔撞点A 11 1— LOkV普井电回I司崎保I修信刑,场用叶善图1.3-1方案XGF380-Z-Z1一次系统接线示意图设计范围受宜春供电公司委托，经研所开展对2.25MW屋顶分布式光伏发电项目接入系统方案的制定，方案内容主要包括接入系统一次方案、接入系统二次方案。22.25MW屋顶分布式光伏发电状况2.25MW分布式光伏发电项目接入系统方案2.1项目电力系统概况2.25MW屋顶分布式光伏发电项目位于X公司厂区内，X公司拥有两座配电室，有1250kVA和1000kVA专用变压器各一台，配变高压侧经10kV计量柜后与公共电网连接。由钓鱼台变10kV工业D线三期II回支线供电，工业D线主干线的导线型号为）红丫卜240，三期II回支线导线型号为JKLYL-120O项目内容2.25MW光伏电站项目位于X经济技术开发区X公司厂区内。本期工程安装光伏组件总容量为2.25MW。项目计划于20年月竣工验收和并网发电。项目规模项目计划利用X公司厂房、办公楼屋顶总面积约23000m2安装多晶硅太阳能组件，配套安装汇流箱、直流柜、并网逆变器、并网柜等设施，项目建设容量为2.25MW,组成7个独立的并网单元，分2个并网点采用低压电缆接入昌浩实业厂内1250kVA和1000kVA配变的低压母线。光伏电站内部接线示意图见附件。项目建设必要性.改善不合理的能源结构能源的短缺直接反映到与人们生活密切相关的电力供应上，越来越多的人已对“电荒”有深刻的体会。我国计划在2015年前要全部解决用电问题，解决的方法只能是：延伸电网和扩充发电容量。江西境内由于受自然条件约束，长期以来以火力发电为主。随着电网规模的扩大和用电量的增2.25MW分布式光伏发电项目接入系统方案长，传统燃煤火力发电带来的运煤、温室气体排放、经济效益下降等制约性因素越来越明显。在未来扩充发电容量解决“电荒”的过程中，利用可再生能源发电将成为重点发展对象之一，可再生能源发电有效地解决了传统火电带来的诸多制约因素。太阳能发电就是目前已经广泛研究并投入应用的可再生能源发电方式之一。从资源的潜力和长远来看，光伏发电是最具有潜力的可再生能源的发电技术，太阳能光伏发电以其清洁、源源不断、安全等显著优势，成为关注重点，在太阳能产业的发展中占有重要地位；从资源的合理开发利用来说，本工程利用X公司的屋顶建设太阳能光伏电站，可有效节省土地资源，充分体现新能源光伏电站节能环保的特色。.缓解环境保护压力的需要在全球能源形势紧张、全球气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。环境状况已经警示我国所能拥有的排放空间已经十分有限了，再不加大清洁能源和可再生能源的份额，我国的经济和社会发展就将被迫减速。光伏发电被认为是目前排放量（二氧化碳）最少的一种发电技术之一，同时光伏发电系统应用是发展光伏产业的目的所在，它的应用情况代表着一个国家或地区对光伏产业的重视程度，标志着当地政府对能源及环境的认识水平。因此从环境保护角度出发，发展太阳能光伏发电也是合理的。3接入系统一次根据国家电网公司《国家电网公司关于印发分布式电源并网相关意见和规范的通知》（2013年1781号），本光伏发电项目可以采用380V电压等级接入电网。根据用户提供的资料，本工程的光伏发电项目的总安装容量

2.25MW分布式光伏发电项目接入系统方案为2.25MW,设置7个并网单元，每个并网单元发电容量不超过400kW,然后采用2个并网点并网，每个并网点接入容量分别为1250kW和1000kW。采用7回线路分别接入厂内1250kVA和1000kVA专用配变的低压母线。3.1光伏发电接入系统原理光伏发电系统由太阳能组件、光伏汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜、计量装置和并网保护系统组成。太阳辐射能通过太阳能组件转换为直流电能，经光伏汇流箱一级汇流接入直流配电柜进行二级汇流后接入并网逆变器，输出电压为380V，经交流配电柜、计量装置和并网保护系统并入电网，经并网逆变器检测电网信号，输出与电网同频率、同相位的交流正弦波电能。图3.1-1光伏发电并网原理框图交流配电柜和升压变压器工二三图3.1-1光伏发电并网原理框图交流配电柜和升压变压器工二三'二图3.1-2 并网逆变器原理图2.25MW分布式光伏发电项目接入系统方案接入系统一般原则根据《国家电网公司关于印发分布式电源并网相关意见和规范的通知（国家电网办〔2013〕1781号）》规定，本光伏发电项目为自发自用为主，多余电量上网，接入电压等级为10kV及以下，且单个并网点总装机容量不超过6MW,属于分布式光伏发电项目。根据用户提供的资料，本光伏发电项目与电力用户在同一场所，采用7回线路接入厂内10/0.38kV配电站低压母线，确定接入系统原则为：自发自用，多余电量上网。X公司配电站概况X公司目前由110kV钓鱼台变10kV工业D线三期II回支线供电。厂区内拥有配电室两座，每个配电室有1250kVA和1000kVA配电变压器各一台1台及0.4kV低压配电柜各一套。接入系统方案描述本工程在多个厂房屋顶安装太阳能光伏发电系统。太阳能光伏发电系统通过光伏组件将太阳能转化为直流电力，再通过并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流。根据用户提供资料，本项目装机容量2.25MW。分别位于厂区厂房、办公楼屋顶。公司有两座10/0.38kV配电站，有1250kVA和1000kVA配电变压器各1台，可以为光伏项目提供接入。方案设置7个独立并网单元，每个并网单元容量不超过400kW,采用7回线低压线路路分别接10/0.38kV配电站低压母线，其中4个并网单元4回送出线路容量不超过1250KW接入1250kVA专变低压母线侧，另外3个并网单元3回送出线路容量不超过1000KW接入1000kVA专变低压母线侧。本工程每回380V送出线路采用3根2.25MW分布式光伏发电项目接入系统方案截面为300mm2的交联聚乙烯绝缘铜芯电缆接入配电站专用变压器低压母线。T7771 业d线三期I咽支维4 0 :■■'-4'；二''二”“七：：」 昌泮咒年维TOC\o"1-5"\h\z二壬 丫魂.二,2二；. 3守；\।二：，二廿一七* 鬲压计量占二匚三芳艇£2工£ .变压黑您。因4工号 ^WU^lOOOkVA.,, -丁壬三三二三 三：三二二订工二口印 」.七‘二』m军 (■广导「邸二通图3.4-12.25MW光伏电站接入系统图的负荷消纳能力根据用户提供的资料，目前乂公司的正常运行时主变基本满载，光伏发电完全可以在厂区内消纳，午休停工时段和节假日期间负荷很低，可能光伏电站发出的功率不能完全消纳，因此有余量上网的必要性。短路电流计算本项目为分布式变流器型发电系统，公共连接点为用户配电变压器低2.25MW分布式光伏发电项目接入系统方案压母线侧，短路电流按1.5倍额定电流计算，各连接点短路电流计算如下:1号并网点低压短路电流：IPCC=1.5X1250kW-FV3X0.38kV=2.848kA；2号并网点低压短路电流：IPCC=1.5X1000kWFV3X0.38kV=2.279kA。从以上可以看出，公共连接点处短路后，光伏电站对系统短路电流影响很小，可以忽略不计。主要设备选择(1)电气主接线本光伏电站380V系统采用单母接线方式。(2)送出线路导线截面光伏电站送出线路导线截面按线路持续极限输送容量选择。光伏发电效率按最高80%考虑，1000kW光伏发电系统送出的最大电流约为1230A，分三个并网单元送出，每回送出线路最大电流约410A；1250kW光伏发电系统送出的最大电流约为1538A,分四个并网单元送出，每回送出线路最大电流约384,A,查表可得截面300平方的直埋铜芯电缆载流量为469人。因此，本工程每回380V送出线路均采用3根截面为300mm2的交联聚乙烯绝缘铜芯电缆并列运行可满足光伏电站系统接入。(3)断路器型式根据国家电网公司《分布式光伏发电接入配电网相关技术规定(暂行)》，分布式光伏接入380V并网点应安装易操作、具有明显开断指示、具备开断故障电流能力的开断设备(断路器和隔离开关)。根据系统正常运行情况选择断路器的额定电流，根据短路电流情况选择断路器的开断电流。选择380丫断路器时需考虑一定裕度，可选用框架式82.25MW分布式光伏发电项目接入系统方案断路器，额定电流1000A，开断电流50kA,4P型。断路器应具备电源端与负荷端反接能力。(4)并网单元并网柜侧母线选择不低于4*(50*5)mm铜排，与并网母线连接，并网母线配置规格应不低于配电变压器低压母线规格。(5)各逆变器出线以及各汇流导线截面应按照送出容量选取。接入系统一次小结表3.8接入系统一次主要设备清单序号项目型号工程量1380V并网电缆截面为4X300+50mm2以上的铜芯电缆按需2配电站侧380V框架式断路器额定电流1000A，开断电流50kA；4P型9台3配套隔离开关9台系统对光伏电站的技术要求电能质量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，包括谐波、电压偏差、电压波动、电压不平衡和直流分量等方面。为了能够像负荷提供可靠地电力，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。要求本工程配置的计量电能表具备电能质量在线监测功能，可监测三相不平衡电流。(1)谐波92.25MW分布式光伏发电项目接入系统方案光伏电站接入电网后，公共连接点的谐波电压应满足GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》的规定。光伏电站接入电网后，公共连接点处的总谐波电流分量（方均根）应满足GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》的规定，其中光伏电站向电网注入的谐波电流允许值按此光伏电站安装容量与其公共连接点的供电设备容量之比进行分配。（2）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GB/T12325-2008《电能质量供电电压偏差》的规定，380V三相供电电压偏差为标称电压的±7%。（3）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<rW10（每小时变动的次数在10次以内）考虑，因此光伏电站接入引起的公共连接点电压变动最大不得超过3%。（4）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%。（5）直流分量光伏电站向公共连接点注入的直流电流分量不应超过其交流额定值的0.5%。电压异常时的响应特性根据《分布式光伏发电项目接入系统内容及技术要求》，接入用户侧的10

2.25MW分布式光伏发电项目接入系统方案光伏发电项目，不要求具备低电压穿越能力。光伏电站在电网电压异常时的响应要求见下表。此要求适用于三相系统中的任何一相。表3.9.2光伏电站在电网电压异常时的响应要求并网点电压最大分闸时间U<0.5UN0.1秒0.5UN<U<0.85UN2.0秒0.85UN<U<1.1UN连续运行1.1UN<U<1.35UN2.0秒1.35UN<U0.05秒注：1、UN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。频率异常时的响应特性光伏电站接入电网后，应具备一定的耐受系统频率异常的能力。光伏电站在电网频率异常时的响应要求见下表。表3.9.3光伏电站在电网频率异常时的响应要求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。50.2-50.5Hz每次频率高于50.2Hz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50.5Hz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。功率控制和电压调节112.25MW分布式光伏发电项目接入系统方案根据《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。根据业主提供资料，配电站中都已经装有无功补偿电容。因此本工程不需加装无功补偿设备。3.9.5过电压保护和接地光伏电站本体内应设置接地网，接地网除应采用人工接地极外，还应充分利用支架基础的金属构件。光伏本体接地应连续、可靠，接地电阻应小于4欧姆。4接入系统二次光伏电站或电网异常、故障时，为保证设备和人身安全，应具有相应继电保护和安全自动功能，保证电网和光伏设备的安全运行，确保维修人员和公众人身安全。光伏电站的保护应符合可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。光伏电站必须在逆变器输出汇总点设置易于操作、可闭锁、且具有明显断开点的并网总断路器，以确保电力设施检修维护人员的人身安全。系统继电保护根据系统一次接入方案，本工程光伏发电就地以380V并入用户内部电网，所发电量用于用户厂区内负荷，余量上网。（1）380V线路保护分布式光伏发电以380V电压等级接入电网时，并网点和公共连接点的122.25MW分布式光伏发电项目接入系统方案断路器应具备短路瞬时、长延时保护功能和分励脱扣、欠压跳闸和检有压合闸等功能，失压跳闸定值整定为20%额定电压，检有压合闸宜整定为85%额定电压。不需要另外配置线路保护装置。断路器还应具备反映故障及运行状态辅助接点。因此，本期在10kV配电站380V侧和光伏电站380V侧均不配置线路保护，只需配置满足保护跳闸功能的断路器即可。（2）380V母线保护380V不配置母线保护。4.2防孤岛检测并网光伏系统须配备必要的检测、并网、报警、自动控制及测量等一系列功能，特别是必须具备防止“孤岛效应”的功能，以确保光伏系统和电网的安全。为防止孤岛现象的形成，保护电网线路、维护人员和用户的生命、设备安全，根据《光伏电站接入电网技术规定》：光伏电站必须具备快速监测孤岛且立即断开与电网连接的能力，其防孤岛保护应与电网侧线路保护相配合。光伏电站的防孤岛保护必须同时具备主动式和被动式两种，应设置至少各一种主动和被动防孤岛保护。主动防孤岛保护方式主要有频率偏离、有功功率变动、无功功率变动、电流脉冲注入引起阻抗变动等；被动防孤岛保护方式主要有电压相位跳动、3次电压谐波变动、频率变化率等。光伏电站与电网断开时，不应断开监测电网状态的主控和监测电路。根据《分布式光伏发电接入系统典型设计》，380V电压等级不配置防孤岛检测及安全自动装置，采用具备防孤岛能力的逆变器。因用户逆变器具备快速监测孤岛且监测到孤岛后立即断开与电网连接的能力，在上级10热线路故障时，由10热线路保护跳开故障点，逆变器132.25MW分布式光伏发电项目接入系统方案监测到上级电网断电，即断开与电网连接，不会影响10热线路瞬时故障重合闸功能。防孤岛检测本项目光伏发电系统余量上网，应关闭逆功率保护功能。系统调度自动化调度关系及调度管理根据国家电网公司《分布式光伏发电项目接入系统内容及技术要求》规定“380丫接入的分布式光伏发电项目，暂只需上传发电量信息。”本工程光伏电站模式为自发自用，余量上网，光伏发电站由国网江西省电力有限公司X袁州区供电分公司调度。远动系统配置及要求本项目暂只需要上传发电量信息，并送至主管机构。远动信息内容（1）分布式光伏发电的发电量信息。（2）并网点的断路器应具有提供开关位置接点信号的能力。电能量计量系统配置方案关口计量点原则上设置在产权分界点，由于在产权分界点已装有10kV高压计量1套，故将原高压计量表作为关口电能计量表。另