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【摘 要】 2014年光伏发电建设规模将达到12GW,其中分布式光伏项目将达到8GW,占据光伏发电建设规模的67%。而在分布式光伏发电项目中低压侧并网方案又占据较大比例,如何优化方案,合理配置电气设备,已成为方案设计的重点。本文针对低压380V接入用户配电室方案进行了介绍,提出了并网方案的适用范围及相应设备组成。
【关键词】 光伏电站低压侧并网;低压侧接入配电系统;分布式光伏发电项目
1.前言
中国是世界上太阳能最丰富的国家之一,辐射总量在3.3103~8.4106千焦/㎡之间。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。光伏发电资源开发,对优化我国能源结构、应对保护生态环境、促进经济社会可持续发展,具有十分重要的作用。我国中东部广大地区,受到环境条件限制,分布式光伏发电将成为未来发展的重点,深入研究分布式光伏发电具有重要意义。本文针对低压380V接入用户配电室方案进行了介绍,提出了并网方案的适用范围及相应设备组成。
2.项目概况
拟建设光伏电站位于青岛市即墨工业园区,建设规模250kW。即墨市位于山东半岛西南部,位于东经120°07′—121°23′,北纬36°18′—36°37′范围之内,东临黄海,与日本、韩国隔海相望,区位优越,交通优势得天独厚。根据《太阳能资源评估方法》(QX/T89-2008)中太阳能资源丰富程度的分级评估方法,该区域的太阳能资源丰富程度属Ⅱ类区,即“资源很丰富”(5040~6300MJ/m2·a),全年太阳辐射平均直射比约为0.57,能保证项目有较高的发电量,有较好的开发前景。年内变化趋势为单峰型,季节变化非常明显,以5月份最大,6、7月次之,12月份最小。全年太阳总辐射量分布以夏季最多,各占年总量的32%;冬季最少,仅占年总量的16%左右,春秋季居中。
本工程场址太阳能资源丰富,日照时间长,年内变化稳定,最佳利用时间集中,十分适合光伏电站的建设,具有较好的经济性。
(1)站址内可利用的建筑物及光伏组件的安装
光伏电站厂区内有混凝土建筑生产厂房三栋,屋面较为平整,基本无突出屋面通風口,总面积约为4500平米。光伏组件均采用沿屋面坡度(2~3度倾角)自然平铺的方式安装。组件采用C型钢支架及其混凝土配重块进行固定。
(2)站址内原有配电装置
10kV配电装置︰厂区内设置有10kV配电室一座。配电室内10kV配电装置采用单母线接线方式,设置有进线柜、PT柜、计量柜、出线柜各1面。配电室内空间规划有二期预留高压盘柜位置。
0.38kV配电装置︰变压器及低压配电室贴临10kV配电室建设,设置带外壳干式变压器柜1台,容量为SCB10-1250kVA。低压侧设置进线柜1面及4面馈线柜及1面无功补偿柜。变压器及低压进线柜采用铜排连接,均位于柜体上部母线仓内。其中进线柜断路器为框架型断路器,额定工作电流为2500A,额定分断能力50kA。低压断路器采用上进下出接线方式,出线侧设置计量用三相电流互感器及无功补偿用互感器。
(3)站址内用电设备负荷情况
根据厂区内用电负荷的统计,平时(周一至周五)8︰00至16︰00厂区内用电负荷约为700至1000kW,周末(周六至周日)根据订单情况进行生产或减产。
(4)站址内原有配电装置情况统计表
3.电气并网方案设计
根据站址内原有配电装置情况统计表,光伏电站采用10kV侧并网或低压侧并网均可满足要求,将两种并网方式进行比选可知10kV侧并网相对于低压侧并网需要增加额外的升压变压器及高压盘柜等设备,增加了相应设备的投资,且数量的增多不利于光伏电站后期运营的维保。拟建光伏电站容量为250kW,其接入总容量不超过上一级变压器供电区域最大负荷的25%,可满足低压侧并网条件。光伏电站拟采用一回线路接入380V用户侧配电室低压配电装置。平时所发电量全部在低压侧消耗,就地平衡消纳;周末因减产产生部分余量时,经原有变配电装置反送入电网,获取电站最大收益。
(1)光伏电站与用户侧原有配电装置连接示意图
本方案采用1回线路将分布式光伏电站接入380V用户配电室,接入容量在小于300kW之间。
(2)光伏电站主接线
根据本工程光伏组件配置,拟采用的电气主接线如下:
(3)光伏电站主要设备选型
1)光伏组件及方阵的组成
光伏组件采用多晶250Wp光伏组件,其开路电压38.4V,短路电流8.79A。标准条件下峰值功率电压30.4V,峰值功率电流8.24A。光伏组件每20块光伏组件组成一个光伏阵列,全站共由50个标准光伏阵列组成。
2)直流汇流箱
为了减少光伏组件与逆变器之间的连接线,方便维护,提高可靠性,在光伏组件与逆变器之间增加直流汇流箱。
直流汇流箱的技术参数和功能特点如下:
●屋面上每个50kW光伏阵列采用1台12进1出汇流箱(输入10串光伏组串)。
●汇流箱正负极进线处均设置光伏专用防雷器。防雷器额定电压为1000Vdc,标称放电电流20kA,最大放电电流40kA,具备防雷器失效报警功能。
●汇流箱进线具有短路保护功能。光伏组串进线回路设置专用直流熔断器,熔断电流In≥1.42Isc,且最接近工作回路电流的规格。本项目采用直流熔断器额定电流选择为12A;额定电压不小于组串最低温度时的开路电压Voc,本项目标准额定电压1000Vdc。
●汇流箱出口侧采用光伏专用直流断路器进行保护,其额定电流nImax≤In<1.42nIsc,n为汇流路数。额定电流取计算值以下的最大的额定电流规格。本项目直流断路器额定电流为125A(12路),额定电压1000Vdc。直流断路器采用正负极分别串联的专用四极断路器提高直流耐压值,可承受的直流电压值不小于DC1000V。 ●汇流箱内配有通讯装置,可以实时监测并上传每路组串的直流电流、输出总电流、母线电压及总输出功率,直流断路器状态及故障、直流防雷器状态及电池组串异常等。通讯装置具有RS485通讯口,可以将信号送至箱式逆变器房数据采集柜。通讯装置电源取自光伏组串,自供电。
●室外汇流箱防护等级不低于IP65。
3)交直流配电柜
直流配电柜是屋面汇流箱电缆进入箱式逆变器房的连接装置,柜内设直流断路器,可实现过流和速断保护功能;柜内设置避雷器可防止雷电及操作过电压的产生。柜内电流及电压表,可实现柜面或远方监视各回路工作状况。本项目共配置1台直流配电柜,采用固定式结构,直流侧采用5路输入、1路输出。
交流开关柜采用MNS或GCK抽出式开关柜,安全可靠,且与原配电系统可有明显分界点,方便接线及维护。
4)逆变器及隔离变
并网逆变器是光伏电站中的核心设备,它的可靠性、高效性和安全性会影响到整个光伏电站。光伏并网逆变器的选型要满足《光伏电站接入电网技术规定》,应注意以下几个方面的指标比选:
●光伏并网系统必须对电网和光伏组件的输出情况进行实时监测,对周围环境做出准确判断,完成相应动作,如对电网的投、切控制,系统的启动、运行、休眠、停止、故障等状态检测,以确保系统安全、可靠的工作。
●由于光伏组件的输出曲线是非线性的,受环境影响很大,为确保系统能最大输出电能,需采用最大功率跟踪控制技术,通过自寻优方法使系统跟踪并稳定运行在太阳能光伏并网系统的最大輸出功率点,从而提高发电效率。
●逆变器输出效率:逆变器在满载时,效率必须在95%以上。在50W/m2的日照强度下,即可向电网供电,在逆变器输入功率为额定功率10%时,也要保证90%以上的转换效率。
●逆变器输出波形:为使光伏阵列所产生的直流电经逆变后向电网输送,就必须使逆变器的输出电压波形、幅值及相位与公共电网一致,实现无扰动平滑供电。
●逆变器输入直流电压的范围:要求直流输入电压有较宽的适应范围,由于光伏组件的端电压随负载和日照强度的变化范围比较大,这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内正常工作,并保证交流输出电压稳定。
●光伏发电系统作为分散供电电源,当电网由于电气故障、误操作或自然因素等外部原因引起供电中断时,为防止损坏用电设备以及确保电网维修人员的安全,系统必须具有孤岛保护的能力。
●另外应具有显示功能、通讯接口、监控功能、宽直流输入电压范围、以及完善的保护功能等。
目前国内并网光伏电站常用的并网逆变器容量有100kW、150kW、250kW和500kW四个等级。因组串式逆变器投资较大,不利于降低工程总造价,故本工程采用并网型逆变器。对于屋面光伏发电系统,由于光伏组件电流、电压等性能参数不可能做到完全一致,施工时组件安装也稍有差异,因此光伏组件串并联时相互之间的影响可能会导致整体光伏发电系统的发电量下降。逆变器单机容量不宜过小,单机容量过小,接线复杂、汇线增多,同时也会造成系统效率的降低。
本项目结合屋面电站的建设特点,根据各建筑安装容量、可接入配电侧的负荷情况,拟选用目前技术成熟、单机为250kW的逆变器(含隔离变),具体参数见下表。
5)电气设备的组成、布置及电缆敷设
●光伏电站主要电气设备布置于250kW箱式逆变器房中,其包括:1台直流柜;1台250kW逆变器(带隔离变);1台交流并网柜、1台通讯柜。箱式逆变器房中的逆变器、隔离变压器及交流柜之间为减少线损,设备间用大截面电缆连接;直流配电柜与逆变器柜等盘柜并排布置,柜前留有操作走廊。汇流箱布置在电池板方阵中,户外屋面卧式安装。
●箱式逆变器房布置于厂区原有配电室附近,低压出线侧贴邻原厂区低压配电室建设。考虑到本项目箱式逆变器房到并网点进线柜距离较近,且原配电室没有安装空间,故本工程不再设置并网交流柜。
●光伏组串间采用PV1-F1X4光伏专用电缆进行串联,其载流量不小于汇流箱进线熔断器额定电流。汇流箱出线电缆采用不小于ZR-YJV-1kV-2x50规格的电缆,其载流量不小于断路器的额定值。此外还根据直流电缆输送距离进行直流压降的校验,再进线截面的调整,确保直流侧总压降不大于3%。
●电池板与汇流箱、汇流箱与直流配电柜之间的电缆采用电缆桥架敷设(局部采用电缆沟),电缆引至箱式逆变器房后,采用直埋的方式将交流电缆敷设至原有配电室。
6)监控系统
本工程设置1套监控系统,负责光伏发电系统的电力监控、调度、故障报警等功能,集中监控的对象包括光伏阵列组件、逆变器及其附助设备等。
箱式逆变器房内设置1台通讯屏,通过RS485总线获取配电室内逆变器、交流配电柜的运行参数、故障状态和发电参数。每台汇流箱内设置监控模块,通过RS485通讯口至通讯柜,通讯柜将各箱式逆变器房内设备的数据通过数据采集器及光纤上传至集中控制室,对整个光伏发电系统进行实时监控、故障报警、电力监测。
本工程配置环境监测仪用来监测现场的环境情况,装置由风速传感器、风向传感器、日照辐射表、测温探头、控制盒及支架组成,可测量环境温度、风速、风向和辐射强度等参量,通过RS485通讯接口接至箱式逆变器房内数据采集器并上传至控制室,实时记录环境数据。环境监测仪采用支架安装于厂区不受遮挡的建筑物屋面。
为保证光伏电站监控系统电源的可靠性,设置不停电电源装置向监控系统等供电;UPS额定容量为3kVA,输出电压220V,单相50Hz,布置在集中监控室内。
以上综合自动化监控设备盘柜布置在厂区集中控制室内,此集中控制室可结合厂区情况,建设于厂区内办公楼等房间内。
(4)光伏电站对保护、调度自动化、计量等的要求
●保护装置的配置:依据2012年国家电网分布式光伏发电接入系统典型设计,并网点断路器应具备两段式电流保护(瞬时及长延时保护)、分励脱扣、失压跳闸及检有压合闸功能,逆变器应具备防孤岛能力。其后国网2013年333号文、1781号文对保护功能提出需具备失压跳闸、检有压自动合闸的功能,失压跳闸整定20/100Un 10s,检有压合闸整定85/100Un;另外提出接入用户侧的分布式不再要求具备低电压穿越能力。具体配置根据接入系统报告批复中的要求设置。
●调度自动化:依据2012年国家电网分布式光伏发电接入系统典型设计,暂只需上传并网点电能量计量信息,但并网点断路器应具备信息上传能力。接入用户侧的分布式光伏发电,可采用无线公网通信传输至调度中心。其后在国网2013年1781号文对接入220、380V电压等级的分布式电源,暂只需上传电流、电压和发电量信息。条件具备时,预留上传并网点开关状态能力。具体配置根据接入系统报告批复中的要求设置。
●计量:并网点配置关口计量表,并可监测三相不平衡电流。
4.综述
本文针对分布式光伏发电项目低压侧并网典型方案进行了介绍,总结了工程中已有的经验,对于解决现阶段常用电气设备配置方案具有重要意义。随着分布式光伏发电项目的大力推进和日趋繁荣,分布式光伏电站也会逐步实现与电网互适性,遵循”安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一、运行高效”的设计原则,针对各地区的实际情况,不同规模、不同形式,不同外部条件均可适应的方向发展。
参考文献:
[1]分布式光伏发电项目接入系统典型设计,国家电网公司,2012年11月
[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的通知,国家电网公司,2013年02月
[3]国家电网公司关于印发分布式电源并网意见和规范(修订版)的通知,国家电网公司,2013年11月
作者简介:门海龙(1978—),男,专科学历,主要从事火力发电厂及新能源工程生产管理等工作。
【关键词】 光伏电站低压侧并网;低压侧接入配电系统;分布式光伏发电项目
1.前言
中国是世界上太阳能最丰富的国家之一,辐射总量在3.3103~8.4106千焦/㎡之间。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。光伏发电资源开发,对优化我国能源结构、应对保护生态环境、促进经济社会可持续发展,具有十分重要的作用。我国中东部广大地区,受到环境条件限制,分布式光伏发电将成为未来发展的重点,深入研究分布式光伏发电具有重要意义。本文针对低压380V接入用户配电室方案进行了介绍,提出了并网方案的适用范围及相应设备组成。
2.项目概况
拟建设光伏电站位于青岛市即墨工业园区,建设规模250kW。即墨市位于山东半岛西南部,位于东经120°07′—121°23′,北纬36°18′—36°37′范围之内,东临黄海,与日本、韩国隔海相望,区位优越,交通优势得天独厚。根据《太阳能资源评估方法》(QX/T89-2008)中太阳能资源丰富程度的分级评估方法,该区域的太阳能资源丰富程度属Ⅱ类区,即“资源很丰富”(5040~6300MJ/m2·a),全年太阳辐射平均直射比约为0.57,能保证项目有较高的发电量,有较好的开发前景。年内变化趋势为单峰型,季节变化非常明显,以5月份最大,6、7月次之,12月份最小。全年太阳总辐射量分布以夏季最多,各占年总量的32%;冬季最少,仅占年总量的16%左右,春秋季居中。
本工程场址太阳能资源丰富,日照时间长,年内变化稳定,最佳利用时间集中,十分适合光伏电站的建设,具有较好的经济性。
(1)站址内可利用的建筑物及光伏组件的安装
光伏电站厂区内有混凝土建筑生产厂房三栋,屋面较为平整,基本无突出屋面通風口,总面积约为4500平米。光伏组件均采用沿屋面坡度(2~3度倾角)自然平铺的方式安装。组件采用C型钢支架及其混凝土配重块进行固定。
(2)站址内原有配电装置
10kV配电装置︰厂区内设置有10kV配电室一座。配电室内10kV配电装置采用单母线接线方式,设置有进线柜、PT柜、计量柜、出线柜各1面。配电室内空间规划有二期预留高压盘柜位置。
0.38kV配电装置︰变压器及低压配电室贴临10kV配电室建设,设置带外壳干式变压器柜1台,容量为SCB10-1250kVA。低压侧设置进线柜1面及4面馈线柜及1面无功补偿柜。变压器及低压进线柜采用铜排连接,均位于柜体上部母线仓内。其中进线柜断路器为框架型断路器,额定工作电流为2500A,额定分断能力50kA。低压断路器采用上进下出接线方式,出线侧设置计量用三相电流互感器及无功补偿用互感器。
(3)站址内用电设备负荷情况
根据厂区内用电负荷的统计,平时(周一至周五)8︰00至16︰00厂区内用电负荷约为700至1000kW,周末(周六至周日)根据订单情况进行生产或减产。
(4)站址内原有配电装置情况统计表
3.电气并网方案设计
根据站址内原有配电装置情况统计表,光伏电站采用10kV侧并网或低压侧并网均可满足要求,将两种并网方式进行比选可知10kV侧并网相对于低压侧并网需要增加额外的升压变压器及高压盘柜等设备,增加了相应设备的投资,且数量的增多不利于光伏电站后期运营的维保。拟建光伏电站容量为250kW,其接入总容量不超过上一级变压器供电区域最大负荷的25%,可满足低压侧并网条件。光伏电站拟采用一回线路接入380V用户侧配电室低压配电装置。平时所发电量全部在低压侧消耗,就地平衡消纳;周末因减产产生部分余量时,经原有变配电装置反送入电网,获取电站最大收益。
(1)光伏电站与用户侧原有配电装置连接示意图
本方案采用1回线路将分布式光伏电站接入380V用户配电室,接入容量在小于300kW之间。
(2)光伏电站主接线
根据本工程光伏组件配置,拟采用的电气主接线如下:
(3)光伏电站主要设备选型
1)光伏组件及方阵的组成
光伏组件采用多晶250Wp光伏组件,其开路电压38.4V,短路电流8.79A。标准条件下峰值功率电压30.4V,峰值功率电流8.24A。光伏组件每20块光伏组件组成一个光伏阵列,全站共由50个标准光伏阵列组成。
2)直流汇流箱
为了减少光伏组件与逆变器之间的连接线,方便维护,提高可靠性,在光伏组件与逆变器之间增加直流汇流箱。
直流汇流箱的技术参数和功能特点如下:
●屋面上每个50kW光伏阵列采用1台12进1出汇流箱(输入10串光伏组串)。
●汇流箱正负极进线处均设置光伏专用防雷器。防雷器额定电压为1000Vdc,标称放电电流20kA,最大放电电流40kA,具备防雷器失效报警功能。
●汇流箱进线具有短路保护功能。光伏组串进线回路设置专用直流熔断器,熔断电流In≥1.42Isc,且最接近工作回路电流的规格。本项目采用直流熔断器额定电流选择为12A;额定电压不小于组串最低温度时的开路电压Voc,本项目标准额定电压1000Vdc。
●汇流箱出口侧采用光伏专用直流断路器进行保护,其额定电流nImax≤In<1.42nIsc,n为汇流路数。额定电流取计算值以下的最大的额定电流规格。本项目直流断路器额定电流为125A(12路),额定电压1000Vdc。直流断路器采用正负极分别串联的专用四极断路器提高直流耐压值,可承受的直流电压值不小于DC1000V。 ●汇流箱内配有通讯装置,可以实时监测并上传每路组串的直流电流、输出总电流、母线电压及总输出功率,直流断路器状态及故障、直流防雷器状态及电池组串异常等。通讯装置具有RS485通讯口,可以将信号送至箱式逆变器房数据采集柜。通讯装置电源取自光伏组串,自供电。
●室外汇流箱防护等级不低于IP65。
3)交直流配电柜
直流配电柜是屋面汇流箱电缆进入箱式逆变器房的连接装置,柜内设直流断路器,可实现过流和速断保护功能;柜内设置避雷器可防止雷电及操作过电压的产生。柜内电流及电压表,可实现柜面或远方监视各回路工作状况。本项目共配置1台直流配电柜,采用固定式结构,直流侧采用5路输入、1路输出。
交流开关柜采用MNS或GCK抽出式开关柜,安全可靠,且与原配电系统可有明显分界点,方便接线及维护。
4)逆变器及隔离变
并网逆变器是光伏电站中的核心设备,它的可靠性、高效性和安全性会影响到整个光伏电站。光伏并网逆变器的选型要满足《光伏电站接入电网技术规定》,应注意以下几个方面的指标比选:
●光伏并网系统必须对电网和光伏组件的输出情况进行实时监测,对周围环境做出准确判断,完成相应动作,如对电网的投、切控制,系统的启动、运行、休眠、停止、故障等状态检测,以确保系统安全、可靠的工作。
●由于光伏组件的输出曲线是非线性的,受环境影响很大,为确保系统能最大输出电能,需采用最大功率跟踪控制技术,通过自寻优方法使系统跟踪并稳定运行在太阳能光伏并网系统的最大輸出功率点,从而提高发电效率。
●逆变器输出效率:逆变器在满载时,效率必须在95%以上。在50W/m2的日照强度下,即可向电网供电,在逆变器输入功率为额定功率10%时,也要保证90%以上的转换效率。
●逆变器输出波形:为使光伏阵列所产生的直流电经逆变后向电网输送,就必须使逆变器的输出电压波形、幅值及相位与公共电网一致,实现无扰动平滑供电。
●逆变器输入直流电压的范围:要求直流输入电压有较宽的适应范围,由于光伏组件的端电压随负载和日照强度的变化范围比较大,这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内正常工作,并保证交流输出电压稳定。
●光伏发电系统作为分散供电电源,当电网由于电气故障、误操作或自然因素等外部原因引起供电中断时,为防止损坏用电设备以及确保电网维修人员的安全,系统必须具有孤岛保护的能力。
●另外应具有显示功能、通讯接口、监控功能、宽直流输入电压范围、以及完善的保护功能等。
目前国内并网光伏电站常用的并网逆变器容量有100kW、150kW、250kW和500kW四个等级。因组串式逆变器投资较大,不利于降低工程总造价,故本工程采用并网型逆变器。对于屋面光伏发电系统,由于光伏组件电流、电压等性能参数不可能做到完全一致,施工时组件安装也稍有差异,因此光伏组件串并联时相互之间的影响可能会导致整体光伏发电系统的发电量下降。逆变器单机容量不宜过小,单机容量过小,接线复杂、汇线增多,同时也会造成系统效率的降低。
本项目结合屋面电站的建设特点,根据各建筑安装容量、可接入配电侧的负荷情况,拟选用目前技术成熟、单机为250kW的逆变器(含隔离变),具体参数见下表。
5)电气设备的组成、布置及电缆敷设
●光伏电站主要电气设备布置于250kW箱式逆变器房中,其包括:1台直流柜;1台250kW逆变器(带隔离变);1台交流并网柜、1台通讯柜。箱式逆变器房中的逆变器、隔离变压器及交流柜之间为减少线损,设备间用大截面电缆连接;直流配电柜与逆变器柜等盘柜并排布置,柜前留有操作走廊。汇流箱布置在电池板方阵中,户外屋面卧式安装。
●箱式逆变器房布置于厂区原有配电室附近,低压出线侧贴邻原厂区低压配电室建设。考虑到本项目箱式逆变器房到并网点进线柜距离较近,且原配电室没有安装空间,故本工程不再设置并网交流柜。
●光伏组串间采用PV1-F1X4光伏专用电缆进行串联,其载流量不小于汇流箱进线熔断器额定电流。汇流箱出线电缆采用不小于ZR-YJV-1kV-2x50规格的电缆,其载流量不小于断路器的额定值。此外还根据直流电缆输送距离进行直流压降的校验,再进线截面的调整,确保直流侧总压降不大于3%。
●电池板与汇流箱、汇流箱与直流配电柜之间的电缆采用电缆桥架敷设(局部采用电缆沟),电缆引至箱式逆变器房后,采用直埋的方式将交流电缆敷设至原有配电室。
6)监控系统
本工程设置1套监控系统,负责光伏发电系统的电力监控、调度、故障报警等功能,集中监控的对象包括光伏阵列组件、逆变器及其附助设备等。
箱式逆变器房内设置1台通讯屏,通过RS485总线获取配电室内逆变器、交流配电柜的运行参数、故障状态和发电参数。每台汇流箱内设置监控模块,通过RS485通讯口至通讯柜,通讯柜将各箱式逆变器房内设备的数据通过数据采集器及光纤上传至集中控制室,对整个光伏发电系统进行实时监控、故障报警、电力监测。
本工程配置环境监测仪用来监测现场的环境情况,装置由风速传感器、风向传感器、日照辐射表、测温探头、控制盒及支架组成,可测量环境温度、风速、风向和辐射强度等参量,通过RS485通讯接口接至箱式逆变器房内数据采集器并上传至控制室,实时记录环境数据。环境监测仪采用支架安装于厂区不受遮挡的建筑物屋面。
为保证光伏电站监控系统电源的可靠性,设置不停电电源装置向监控系统等供电;UPS额定容量为3kVA,输出电压220V,单相50Hz,布置在集中监控室内。
以上综合自动化监控设备盘柜布置在厂区集中控制室内,此集中控制室可结合厂区情况,建设于厂区内办公楼等房间内。
(4)光伏电站对保护、调度自动化、计量等的要求
●保护装置的配置:依据2012年国家电网分布式光伏发电接入系统典型设计,并网点断路器应具备两段式电流保护(瞬时及长延时保护)、分励脱扣、失压跳闸及检有压合闸功能,逆变器应具备防孤岛能力。其后国网2013年333号文、1781号文对保护功能提出需具备失压跳闸、检有压自动合闸的功能,失压跳闸整定20/100Un 10s,检有压合闸整定85/100Un;另外提出接入用户侧的分布式不再要求具备低电压穿越能力。具体配置根据接入系统报告批复中的要求设置。
●调度自动化:依据2012年国家电网分布式光伏发电接入系统典型设计,暂只需上传并网点电能量计量信息,但并网点断路器应具备信息上传能力。接入用户侧的分布式光伏发电,可采用无线公网通信传输至调度中心。其后在国网2013年1781号文对接入220、380V电压等级的分布式电源,暂只需上传电流、电压和发电量信息。条件具备时,预留上传并网点开关状态能力。具体配置根据接入系统报告批复中的要求设置。
●计量:并网点配置关口计量表,并可监测三相不平衡电流。
4.综述
本文针对分布式光伏发电项目低压侧并网典型方案进行了介绍,总结了工程中已有的经验,对于解决现阶段常用电气设备配置方案具有重要意义。随着分布式光伏发电项目的大力推进和日趋繁荣,分布式光伏电站也会逐步实现与电网互适性,遵循”安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一、运行高效”的设计原则,针对各地区的实际情况,不同规模、不同形式,不同外部条件均可适应的方向发展。
参考文献:
[1]分布式光伏发电项目接入系统典型设计,国家电网公司,2012年11月
[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的通知,国家电网公司,2013年02月
[3]国家电网公司关于印发分布式电源并网意见和规范(修订版)的通知,国家电网公司,2013年11月
作者简介:门海龙(1978—),男,专科学历,主要从事火力发电厂及新能源工程生产管理等工作。