农光互补光伏分布式发电项目电气部分设计方案

1.1并网方案合肥电网110千伏及以上变电站共计113座，其中500千伏线路13回，总长929.73千米；220千伏变电站26座，变电容量8880万千伏安；110千伏变电站89座，变电容量方经济社会发展的“快车道”,积极践行“努力超越、追求新局面。2013年，公司完成供电量201.53亿千瓦时，同比增长11.16%;完成售电量192.79亿千瓦时，同比增长11.51%;电网最大负荷458.9万千瓦。夏阁镇共有8个重要输变电工程项目建设投运。完成电网建设投入4.5亿元，220千伏绣溪变等一批重点项目建成。2013年4月18日，夏阁镇首座220千伏等级智能化变巢湖市晶科光伏发电有限公司夏阁镇20MW农光互补分布式光伏发电项目规划建设容量为20MW,综合考虑该光伏项光伏电池板配套建设1MVA箱式升压变一台20MW光伏太阳能板所发电力逆变后通过20台分裂绕组变升压至35kV,然后相邻10台升压变为1组，汇集为1条集电线路，共2回集电线路接至厂内35kV母线。光伏电站以1回35kV线路接至220kV庙集变，新建线路约18km,每1MW光伏电池板配套建设1MVA箱式升压变一台，20台箱式升压变汇成2路接至35kV开关站母线，新建1座35kV升压站，站内设置35kV升压变和35kV母线，站以1回35kV线路接至220kV庙集变，新建线路约18km。1图1.2-1光伏电站开关站主接线示意图(1)计算水平年为2015年；(2)故障形式为三相接地短路故障；根据夏阁镇供电局提供的资料计算可知，由系统侧提夏阁镇220kV站35kV母线为3.9kA。光伏电站35kV由光伏电站提供的短路电流按1.5倍的额定电流进行估算，则：并网点的短路电流(光伏电站35kV母线):fr=1ro+1.51。其中In为光伏电站额定电流，约为329A。光伏电站35kV母线最大短路电流为3.53kA。考虑到夏阁镇电网规划、系统扩容及其它可能性，本工程35kV电气设备暂按31.5kA设计。1.2.1.3光伏发电区域电气设备选择1)光伏组件本项目太阳电池组件经进行综合技术经济比较后，全部采用国产的多晶硅光伏电池组件，峰值功率255wp,采用固定支架形式。2)逆变器本项目逆变器经进行综合技术经济比较后，本项目逆变器拟采用优质高效500kW型光伏并网逆变器，额定交流输出功率500kW。逆变器室用电：本工程每个逆变器室的电源由箱式升压变压器自用电取得，主要为满足逆变器室内的通风、暖通、照明、通信及设备正常运行供电。3)升压变压器升压变压器采用三相户外箱式升压变压器(带高压负荷开关熔断器组合)1600A框架断路器、低压浪涌保护器、电流互感器4)光伏汇流箱本项目选用16进1出光伏防雷汇流箱。具体技术参数和功●汇流箱配有光伏专用防雷器，正极负极均具备●具备防雷器失效报警功能；●采用正负极分别串联的四极断路器提高直流耐小于DC1000V;●汇流箱对温度、每一支路电流等实时监控；●对内部元器件及部件，进行防腐处理；●适宜独立或并网光伏系统使用；直流配电柜是将光伏汇流箱的送入直流电缆与逆1)直击雷防护(1)太阳电池方阵区域直击雷防护：在光伏阵列区域不设置避雷针，利用在电池支架金属框，设置环形扁钢(避雷带),作为直击雷防护设施。(2)其他区域直击雷防护：2)感应雷防护在太阳能组件的不同控制部分，分别设置二次防雷模3)接地光伏发电区域的接地网采用水平地网与垂直接地极相与水平地网相连(连接点不小于2点)。保护接地、工作接地采用共网接地方式；接地电阻值按不大于4Ω考1)电缆敷设：a.电池组串至汇流盒、汇流箱的连接电缆，垂直c.逆变器室内设有电缆通道，通往各主要电气设2)电缆防火及阻燃措施：a.在电缆主要通道上，设置防火阻燃分隔措施，b.墙洞、盘柜箱底部开孔处、电缆管两端、电缆3)电磁式电压互感器4)氧化锌避雷器6)无功补偿装置选型：由于光伏发电输出功率不稳定，使得无功不是一个定值，需要根据光伏组件出力自动调整大小。在升压站低压母线上配置常规的电容器组已无法满足工况需要，故35kV无功补偿须选用动态无功补偿装置。动态无功补偿装置的跟踪时间满足毫秒级跟踪才能满足光伏电站运行要求。目前满足光伏电站运行要求的动态无功补偿装置有两种：相控式(TCR型)动态无功补偿装置和SVG动态无功发生器。a相控式动态无功补偿装置(TCR)相控式动态无功补偿装置(TCR)原理是：在普通的电容器组上并联一套相控电抗器(相控电抗器一般由可控硅、平衡电抗器、控制设备及相应的辅助设备组成)。相控式原理的可控电抗器的调节原理见下图所示。通过对可控硅导通时间进行控制，控制角(相位角)为α,电流基波分量随控制角α的增大而减小，控制角α可在0°~90°范围内缺点：晶闸管要长期运行在高电压和大电流工况源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变该产品是动态无功补偿的装置的换代产品，其占根据系统资料，本工程35kV动态无功补偿部分，35kV开关站配置不低于3Mvar的容性和不低于1Mvar的感性动态无功补偿装置。本期建设1套±4MvarSVG型动态无功西南角；联合建筑内设有35kV配电室、继电器室、中央控对直击雷的保护通过在开关站屋顶设置避雷带来实现，保护范围的计算采用现行过电压保护规程的计算方站用电工作电源从35kV母线上引接，备用电源从施工完工后保留的施工电源引接，选用一台容量为250kVA维持全站动力负荷正常供电。站用电系统为0.4kV单母线接墙的耐火极限为4h。本工程光伏发电系统由20个1MWp的发成。每个发电单元包括光伏阵列、汇流箱、直流防雷柜、2控装置通过光纤环网接入35kV开关站内光伏监控系统，实本光伏发电工程及其配套的35kV开关站均按无人值班、少人值守的原则设计。光伏发电区和35kV开关站各配光伏发电监控系统对各光伏发电单元设备进行监保护功能，保护参数的整定范围延伸至低压侧逆变器出口工程中配置1套环境监测系统。该系统由风速传感器、量风速、风向、环境温度和太阳光辐射强度等参量，通过RS485总线或光缆传输方式将数据上传至光伏功率预测系表1.3-1环境监测数据一览表测量范围1水平太阳能辐照度传感器台12台13风速传感器台14风向传感器台15室外温度传感器台1土0.5℃6室内温度传感器台1实现资源共享。开关站中35kV测控保护装置及电度表分散安装在相应的35kV开关柜内，其它监控、保护、计量装置布置于继电器室及中央控制室内。各测控保护装置通过包括数据(电流、电压、有功、无功、温度、直流、各种开关量信息等)的采集并上送以及接收并执行来自就地监控或考虑配置如下设备：两台远动主机(集中组屏),两台监控主机(其中一台兼作五防主机)。B.限值监视和报警处理实时监视开关站各类设备的运行参数，当它们发生异D.控制操作在中央控制室室通过监控主机键盘对断路器进行控制状态下，还可以通过控制/保护屏或开关柜上的控制开关或全站配置1套时钟同步系统，设置2台时钟源装置，分IRIG-B对时。情况下，35kV开关站向电网调度机构提供的信号至少应包b.所有断路器位置信号本期光伏发电工程位于夏阁镇市境内，地处夏阁夏阁镇地调和安徽省中调两级调度管理。光伏电站及35kV开关站远动信息通过各自的远动装置直接送往夏阁镇地调光伏电站及升压站远动信息向调度端传送。具体a.远动功能1)遥测、遥信功能：即模拟量、脉冲量、状态3)一发二收功能：遥测越死区传送，遥信变位优先传送，遥控具有脉冲量应具有存储、记录功能。断电后，脉冲量信息可保留3天。参数的设定和修改功能(调度端和当地均可操1)站控层系统可用率不小于99.9%;2)站控层平均故障间隔时间3)间隔层平均故障间隔时间(MTBF)不小于4)主机正常负荷率宜低于30%,事故负荷率宜低于50%;网络正常负荷率宜低于20%,事故负荷率宜低于40%;5)模数转换分辨率不小于12位，最大误差应满足6)模拟量越死区传送时间不大于2s(至站控层显7)开关量变位传送时间不大于1s(至站控层显示8)遥控操作正确率不小于99.99%,遥调正确率不小于99.9%;9)开关量信号输入至画面显示的响应时间不大于10)事件顺序记录分辨率(SOE)不大于2ms;11)动态画面响应时间不大于2s;12)整个系统对时精度误差应不大于1ms。开关站内均配置2台远动装置，具备双机切换功能。远动信套。远动装置组1面屏放置于35kV开关站联合建筑继电器光伏站内配置电能量采集终端1台，关口表及各多功能口点配置关口计量表，精度0.2s,主副双表配置，双RS485本站配置1台电能量采集终端设备及关口表组于关光伏电站内装设电能质量监测装置1台，采用A类电能本站配置1台电能质量监测装置组于关口屏放置于电站通过有功功率控制系统接受并自动执行电力系统调度电站有功功率及有功功率变化(包含10min和1min有功功率变化)按照电力调度部门的要求运行。网络交换机2台。根据接入系统方案光伏电站以一回35kV架空线路接入夏阁镇220kV站35kV侧。本工程在35kV接入线路配置含1道。在光伏电站35kV开关站联合建筑继电器室内配置35kV线路保护测控屏1面，包含纵联光纤电流差动保护、线路测控装置、操作箱、打印机。在35kV庙集变原继电器室配置35kV线路保护测控屏1面，包含纵联光纤电流差动保护、线a.35kV汇流线路保护根据小电流接地35kV系统线路保护35kV母线装设1套站用变压器柜，配置电流速断保本期35kV母线装设一组动态无功补偿装置(SVG型),动态无功补偿装置保护满足GB/T14285-2006《继电1)频率电压紧急控制装置在光伏电站配置1套频率电压紧急控制装置，组屏安装异常时光伏电站的响应能力相匹配，解列点设置在35kV出1.3.5二次设备组柜及布置1)光伏电站组屏方案机、主机/操作员工作站(集成五防系统)、工程师工作站2)二次设备接地、防雷、抗干扰设计方案的一个点上，接地电阻小于0.5欧姆。保护室内的二次设备通信采用屏蔽以太网或屏蔽双绞(1)每台主变两侧应各装设1组电流互感器，电流互感器至少应有3个保护级、1个测量级、1个计量级二次(2)每个35kV系统间隔装设1组电流互感器，电流互感器至少有2个保护级、1个测量级、1个计量级二次0.2/0.5(3P)/3P,2)电能量计量系统依据《电力装置的电测量仪表装置设计规范》(GB/T50063-2008)及《电能计量装置技术管理规程》(DL/T448-2000),各级电压母线电压互感器二次侧电能计量专用次电压降不大于0.2%Ue;级双向多功能关口计量表(1+1配置),光伏电站侧配置0.2S级双向多功能关口计量表(1+1配置),同时表计具备失压35kV开关站线路、站用变380V侧、和动态无功补偿回路作为考核计量点，电流互感器设置0.2S级专用计量线圈。主变高压侧配0.2S级多功能双向有无功电度表；35kV开关站线路、站用变380V侧和动态无功补偿回路配0.5S级多功光伏电站交直流电源采用一体化设计、一体化配1)交流系统开关站配置一台35kV,500kVA站用变压器；为开关站站用负荷供电。系统采用380/220V中性点接地系统，单母流及给馈线断路器的状态，并通过485通信接口与计算机监2)直流系统监察装置各1套。(a)控制、保护等经常负荷按照2h事故放电时(b)UPS电源负荷及事故照明负荷按照2h事故放电时间经计算本站配置1套100Ah蓄电池即可满足供电要求。蓄电池单体电压2V,共104只。3)不停电电源系统本期工程在开关站配置2套交流不停电电源(UPS)系统，容量为5kVA,输出AC220V,50HZ,主机和馈线等设备4)通信电源在35kV开关站联合建筑装设火灾报警系统，系统由控点；智能感烟报警探测器