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摘要:光伏发电作为一种清洁能源正在快速发展,实现了人与自然的和谐发展。本文主要探讨10kV及以下电压等级接入电网,且单个并网点总装机容量不大于6MW的分布式电源接入系统的送出线路及一次接入系统。
关键字:光伏电站;送出线路;一次接入系统
引言
能源是国民经济发展的基础。光伏发电作为一种清洁能源正在快速发展。据统计,2014年全国全年光伏发电累计并网装机容量2805万千瓦,同比增长60%,光伏年发电量约250亿千瓦时,同比增长超过200%。
本文主要探讨10kV及以下电压等级接入电网,且单个并网点总装机容量不大于6MW的分布式电源接入系统的送出线路及一次接入系统。
1 送出线路
1.1 架空线路
根据分布式光伏电站送出线路的负荷特性及考虑设备材料的标准化,按照线路长期载流量确定导线截面,同时进行动、热稳定校验,可选择70~240mm2截面的导线。出线走廊拥挤、人口密集的地区宜采用架空绝缘线,出线走廊宽松、空旷地区可采用裸导线。同时考虑裸导线断线的因素,95mm2及以下的裸导线可采用LGJ钢芯铝绞线。
10kV架空线路直线杆绝缘子采用柱式瓷绝缘子或柱式附和绝缘子。耐张串组装方式为2片盘形悬式瓷绝缘子或1根棒形悬式瓷绝缘子。
10kV架空线路的绝缘水平低,难以承受直击雷和感应雷的过电压,一般只是采用自动重合闸断路器或减少绝缘上的建弧率来防止雷击事故。新建线路可采用外间隙氧化锌避雷器、穿刺型放电线夹等防雷措施。现在常用的是外间隙氧化锌避雷器,把它连接在电力系统选定点和大地之间,当过电压袭来时,它先行放电,把雷电流引入大地,使线路和设备免受雷电损害。
1.2 电缆线路
10kV及以下电力电缆均应采用铜芯电缆,电缆导体最小截面的选择,应同时满足规划载流量和通过系统最大短路电流时热稳定的要求。
对于10kV交联聚乙烯绝缘电力电缆最小弯曲半径要求必须不小于15倍电缆外径。直埋电缆的覆土深度不应小于0.7m,农田中覆土深度不应小于1.0m。
电缆线路若敷设于变电站内或距电气设备的接地网较近处,电缆线路两端应与变电站内和电气设备的接地网可靠连接;若电缆线路敷设长度较长、周围无接地网,电缆线路两端应分别设独立的接地装置,且接地电阻满足相关规范要求。
2 一次接入系统
光伏电站发电单元分别通过汇流、逆变后输出380V电源,经过升压变压器升压至10kV就近接入厂用10kV开关站,再上送至变电站。
光伏项目的运营方式主要有二种,一种是自发自用/余量上网;一种是全部上网。10kV光伏发电项目通常采用自发自用/余量上网方式。
分布式光伏发电接入系统方案需结合电网规划、分布式电源规划,按照就近分散接入、就地平衡消纳的原则进行设计。
2.1 电气计算
(1)潮流分析。应对方案设计水平年有代表性的正常最大、最小负荷运行方式、检修运行方式以及事故运行方式进行分析,必要时进行潮流计算。
(2)短路电流计算。计算设计水平年系统最大运行方式下,电网公共连接点和光伏电站并网点在光伏电站接入前后的短路电流,为电网相关厂站及光伏电站的开关设备选择提供依据。
(3)电能质量分析。光伏发电系统向当地负荷提供电能和向电网送出电能的质量,在谐波、电压波动、电压偏差等方面应满足有关规定。光伏发电系统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%。
(4)无功平衡计算。光伏发电系统无功补偿容量的计算,应充分考虑逆变器功率因数、汇集线路、变压器和送出电路的武功损失等因素。光伏发电系统功率因数应实现超前0.95至滞后0.95范围内连续可调。
2.2 主要设备选择原则
(1)主接线。10kV采用线路变压器组或单母线接线。
(2)升压变压器。升压变压器容量宜采用315、400、500、630、800、1000、1250kVA单台或多台组合,电压等级为10/0.4kV。
(3)送出线路导线截面的选择应考虑:一般按线路持续极限输送容量选择;架空线可选用70150185mm2等截面,电缆可选用70、185、240、300mm2等截面。
(4)断路器型式:根据短路电流水平选择具有相应开断能力的断路器,并需留有一定裕度,宜选用短路电流水平为20kA或25kA的断路器。
3 结束语
光伏发电不但充分利用了太阳能这个可再生资源,同时对于当地的环境保护、减少大气污染具有积极的作用,并有明显的节能、环境和社会效益。可以说真正实现了人与自然的和谐发展。
参考文献:
[1]黄杨,张毅威,闵勇,等.水电群孤网后的安全稳定特性及控制策略[J].电力系统自动化,2012,36(9):1-5.
[2]陈炜,艾欣,吴涛,等.光伏并网发电系统对电网的影响研究综述[J].电力自动化设备,2013,33(2):26—32.
[3]苏建徽,余世杰,赵为,等.硅太阳电池工程用数学模型[J].太阳能学报,2001,22(4):409-412.
[4]赵波,张雪松,洪博文.大量分布式光伏电源接人智能配电网后的能量渗透率研究[J].电力自动化设备,2012,32(8):95—100.
[5]栗秋华,周林,刘强,等.光伏并网发电系统最大功率跟踪新算法及其仿真[J].电力自动化设备,2008,28(7):21.25.
关键字:光伏电站;送出线路;一次接入系统
引言
能源是国民经济发展的基础。光伏发电作为一种清洁能源正在快速发展。据统计,2014年全国全年光伏发电累计并网装机容量2805万千瓦,同比增长60%,光伏年发电量约250亿千瓦时,同比增长超过200%。
本文主要探讨10kV及以下电压等级接入电网,且单个并网点总装机容量不大于6MW的分布式电源接入系统的送出线路及一次接入系统。
1 送出线路
1.1 架空线路
根据分布式光伏电站送出线路的负荷特性及考虑设备材料的标准化,按照线路长期载流量确定导线截面,同时进行动、热稳定校验,可选择70~240mm2截面的导线。出线走廊拥挤、人口密集的地区宜采用架空绝缘线,出线走廊宽松、空旷地区可采用裸导线。同时考虑裸导线断线的因素,95mm2及以下的裸导线可采用LGJ钢芯铝绞线。
10kV架空线路直线杆绝缘子采用柱式瓷绝缘子或柱式附和绝缘子。耐张串组装方式为2片盘形悬式瓷绝缘子或1根棒形悬式瓷绝缘子。
10kV架空线路的绝缘水平低,难以承受直击雷和感应雷的过电压,一般只是采用自动重合闸断路器或减少绝缘上的建弧率来防止雷击事故。新建线路可采用外间隙氧化锌避雷器、穿刺型放电线夹等防雷措施。现在常用的是外间隙氧化锌避雷器,把它连接在电力系统选定点和大地之间,当过电压袭来时,它先行放电,把雷电流引入大地,使线路和设备免受雷电损害。
1.2 电缆线路
10kV及以下电力电缆均应采用铜芯电缆,电缆导体最小截面的选择,应同时满足规划载流量和通过系统最大短路电流时热稳定的要求。
对于10kV交联聚乙烯绝缘电力电缆最小弯曲半径要求必须不小于15倍电缆外径。直埋电缆的覆土深度不应小于0.7m,农田中覆土深度不应小于1.0m。
电缆线路若敷设于变电站内或距电气设备的接地网较近处,电缆线路两端应与变电站内和电气设备的接地网可靠连接;若电缆线路敷设长度较长、周围无接地网,电缆线路两端应分别设独立的接地装置,且接地电阻满足相关规范要求。
2 一次接入系统
光伏电站发电单元分别通过汇流、逆变后输出380V电源,经过升压变压器升压至10kV就近接入厂用10kV开关站,再上送至变电站。
光伏项目的运营方式主要有二种,一种是自发自用/余量上网;一种是全部上网。10kV光伏发电项目通常采用自发自用/余量上网方式。
分布式光伏发电接入系统方案需结合电网规划、分布式电源规划,按照就近分散接入、就地平衡消纳的原则进行设计。
2.1 电气计算
(1)潮流分析。应对方案设计水平年有代表性的正常最大、最小负荷运行方式、检修运行方式以及事故运行方式进行分析,必要时进行潮流计算。
(2)短路电流计算。计算设计水平年系统最大运行方式下,电网公共连接点和光伏电站并网点在光伏电站接入前后的短路电流,为电网相关厂站及光伏电站的开关设备选择提供依据。
(3)电能质量分析。光伏发电系统向当地负荷提供电能和向电网送出电能的质量,在谐波、电压波动、电压偏差等方面应满足有关规定。光伏发电系统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%。
(4)无功平衡计算。光伏发电系统无功补偿容量的计算,应充分考虑逆变器功率因数、汇集线路、变压器和送出电路的武功损失等因素。光伏发电系统功率因数应实现超前0.95至滞后0.95范围内连续可调。
2.2 主要设备选择原则
(1)主接线。10kV采用线路变压器组或单母线接线。
(2)升压变压器。升压变压器容量宜采用315、400、500、630、800、1000、1250kVA单台或多台组合,电压等级为10/0.4kV。
(3)送出线路导线截面的选择应考虑:一般按线路持续极限输送容量选择;架空线可选用70150185mm2等截面,电缆可选用70、185、240、300mm2等截面。
(4)断路器型式:根据短路电流水平选择具有相应开断能力的断路器,并需留有一定裕度,宜选用短路电流水平为20kA或25kA的断路器。
3 结束语
光伏发电不但充分利用了太阳能这个可再生资源,同时对于当地的环境保护、减少大气污染具有积极的作用,并有明显的节能、环境和社会效益。可以说真正实现了人与自然的和谐发展。
参考文献:
[1]黄杨,张毅威,闵勇,等.水电群孤网后的安全稳定特性及控制策略[J].电力系统自动化,2012,36(9):1-5.
[2]陈炜,艾欣,吴涛,等.光伏并网发电系统对电网的影响研究综述[J].电力自动化设备,2013,33(2):26—32.
[3]苏建徽,余世杰,赵为,等.硅太阳电池工程用数学模型[J].太阳能学报,2001,22(4):409-412.
[4]赵波,张雪松,洪博文.大量分布式光伏电源接人智能配电网后的能量渗透率研究[J].电力自动化设备,2012,32(8):95—100.
[5]栗秋华,周林,刘强,等.光伏并网发电系统最大功率跟踪新算法及其仿真[J].电力自动化设备,2008,28(7):21.25.