浅谈集中式光伏电站设计问题简析.pdf
浅谈集中式光伏电站设计问题简析 摘要：本文以某集中式光伏电站为例，针对项目建设中反应出来的设计问题，本我们进行了详细的原因分析，提出解决方案及避免类似问题再出现的改进措施。可供后期其他光伏项目设计参考。1.项目概况 光伏电站属风沙草滩地貌。项目设计主要包含升压站、光伏区、及送出线路设计。1.项目设计概况 项目本期建设容量 50MW。包括送出工程、升压站、光伏区。具体设计概况如下：1.送出工程设计 该项目以 1 回 110kV 线路接入国网 110kV 变电站。1.升压站设计 根据接入批复意见，项目新建 110kV 升压站 1 座，设计规模 50MVA，电压等级 110/35kV。电气设计方案如下：（1）远期采用单母线接线，110kV 线路出线 2 回，主变进线 1 回。本次建成线变组接线，远期预留位置。（2）主变压器选用 1 台 50MVA 三相双绕组油浸自冷有载调压变压器，额定电压变比：11581.25%/37kV，联结组别：YN,d11。主变 110kV 侧中性点设置LRD-60 型套管 CT，中性点配置中性点成套保护装置。（3）110kV 配电装置采用 AIS 设备，断路器选用瓷柱式 SF6 断路器，配弹簧操动机构，额定电流 3150A；110kV 电流互感器选用油浸式电流互感器，变比2400/1；110kV 隔离开关选用双柱水平旋转式隔离开关，主电动、地刀手动；110kV 电压互感器选用三相电容式电压互感器；110kV 避雷器选用无间隙氧化锌避雷器。（4）35kV 户内配电装置选用金属铠装移开式开关柜，配真空断路器（SVG出线柜配 SF6 断路器），主变进线柜额定电流：1250A，其余高压柜额定电流630A。（5）35kV 采用单母线接线。按 4 回集电线路进线，1 回 SVG，1 回站用变。从 35kV 升压箱变至升压站的汇集线路采用电缆直埋敷设，每 5 台箱变并联成 1回汇集线路。（6）结合接入系统批复意见，SVG 无功补偿装置采用直挂水冷式，容量-15Mvar+15Mvar。（7）35kV 系统采用接地变小电阻接地方案，接地变兼做站用变。设备使用DKSC-600/38.5-250/0.4，小电阻接地成套装置电阻值 111 欧姆，允许电流 200A（10S）。升压站土建设计方案如下：（1）110kV 配电装置布置在站区东侧，采用户外软母线中型布置。35kV 配电室、二次设备室和主控室采用预制舱形式，布置在站区西侧，主变压器布置在110kV 配电装置和 35kV 配电室之间；SVG 无功补偿装置、接地变兼站用变布置在110kV 配电装置的北侧。管理区位于整个变电站北侧。（2）管理区的主要建筑单体：综合楼、警卫室及水泵房、消防泵房。综合楼采用单层钢筋混凝土框架式结构，建筑面积 450；地下水泵房及消防水池：地上一层，地下一层，地下部分采用钢筋混凝土挡土墙结构，地上部分采用框架式结构，建筑面积 113.90；警卫室及生活水泵房采用单层钢筋混凝土框架式结构，设置有值班室、休息室、建筑面积 58.15。1.光伏场区设计 该项目属风沙草滩地貌，场区遍布小型沙丘，采用平单轴+双面组件设计方案。该项目本期建设规模为 50MWp，采用“分块发电，集中并网”的总体设计方案，项目共划分为 20 个 2.5MW 光伏发电单元，采用 DC1500V 系统，每个光伏发电单元配置 1 台 2500kVA 箱逆变一体机、18 台 16 汇 1 直流防雷汇流箱，每个光伏组串由 26 块单晶双面 385/390Wp 光伏组件串联组成，每 15/16 个组串接入 1台直流汇流箱，每 16 台直流汇流箱接入 1 台 2500kW 逆变器；每 4 台箱逆变一体机串联成 1 条集电线路，全场区共分为 5 条集电线路。根据电站布置，光伏阵列形成 1 个总接地网，主接地网采用 12 ALRC 接地合金棒，垂直接地极采用 ARCU三角翼接地合金棒，支架间及设备接地采用BVR-116mm电缆，光伏场区接地电阻不大于 4。光伏场区设备选型及基础设计如下：光伏组件：单晶 PERC 双面双玻 385Wp/390Wp 组件；光伏支架：单联动 239 平单轴支架；逆变器：DC1500V 2.5MW 箱逆变升压一体化装置；汇流箱：DC1500V 16 汇 1 型直流汇流箱；电缆：高、低压均使用铝合金电缆；支架基础：PHC300AB-70 预应力管桩。设备基础：箱逆变一体设备基础形式预应力管桩+钢筋混凝土平台。1.设计存在问题 1、110kV 电流互感器变比问题 问题描述：主变高压侧 110kV 电流互感器变比设计为 2400/1,调度要求计量 400/1，保护 800/1，与二次图纸设计一致，但现场互感器计量、测量绕组无中间抽头，无法实现 400/1、800/1 同时运行。原因分析：根据电流互感器和电压互感器选择及计算规程（DL/T 866-2015）3.2.4 变比可选电流互感器可通过改变一次绕组串并联或二次绕组抽头实现不同变比。该项目电流互感器是通过改变一次绕组串并联实现 400/1、800/1，该方法由于二次绕组无抽头，故只能实现一种变比，无法实现多种变比同时运行。本项目电流互感器在招标、技术协议对接过程中对2400/1变比的实现方式未做具体要求，同时电气一次设计人员在提资图确认错误，图纸中电流互感器二次绕组只有S1、S2，而二次设计人员仍按照经验对保护变比取800/1，计量、测量变比取 400/1 进行设计。解决方法：由于项目 110kV 短路电流较小，保护变比取 400/1 也可满足要求，协调电网保护处人员将保护变比调整为 400/1,重新计算保护定值。改进措施：电流互感器招标技术规范书、技术协议中明确要求计量、测量绕组变比通过抽头方式，技术参数表中增加抽头电流比、抽头准确级、抽头额定输出等参数。在技术对接、提资图确认过程中对不同电流比实现方式重点核对。电气工程师需加强对规范标准的研究学习，总结与设备厂商技术对接过程中遇到的问题，并在部门中分享。2、升压站设计标高问题 问题描述：本项目采用全场平方案，升压站场平后设计标高为1510m，而升压站周围光伏场区场平后标高为1515m，按照升压站设计标高，升压站将位于深坑中。原因分析：总图设计人员在设计升压站标高时，仅按照升压站选址原始地貌进行场平设计，未整体考虑光伏场区场平后标高；图纸校审过于形式化，对图纸审核不到位。解决方法：现场发现问题后，与业主沟通将升压站设计标高调整为 1516m。改进措施：开展设计质量专项会议，提高设计人员责任心、图纸校审质量。项目设计中增加设计质量罚则，根据设计质量事故等级，明确相应处罚金额，后续项目中确保设计质量问题，从侧面处罚提升设计人员责任心和图纸校审质量。加强设计图纸审核力度和深度，各专业共同审核，避免专业交叉点审核不到位。参考文献：1.李钟实,人民邮电出版社，太阳能光伏发电系统设计施工与应用 2.能源部西北电力设计院，电力工程电气设计手册 作者简介：朱伟峰（1984-），男，陕西西安人，从新能源电站设计开发工作。2
