1、浙江昱能光伏科技集成有限公司 ALTENERGY POWER SYSTEM INCxxxxx用戶側光伏發電項目接入方案 xxxxxx有限公司二零一三年二月18目錄1.概述31.1.太陽能發電介紹31.2.太陽能接入原則介紹31.3.太陽能接入系統設計主要內容41.4.品達能源項目介紹42.電網和用戶用電現狀52.1.地區電網現狀52.2.用戶現狀63.光伏發電部分63.1.光伏發電系統的組成63.2.微型逆變器介紹73.3.光伏發電并網對電網的影響94.系統并網接入方案94.1.系統并網接入方式的選擇94.2.系統并網接入方案94.2.1 380V用戶內部電網104.2.1 10kV側高壓配電

2、裝置104.3.方案分析和電氣計算114.3.1 無功平衡114.3.2 電壓波動分析114.3.3 諧波及直流分量分析115.電氣主接線126.系統繼電保護126.1.本工程投運前相關保護配置現狀126.2.系統側保護136.3.光伏電站的安全與保護137.調度自動化148.系統調度和通信148.1.調度關系148.2.通信方式149.電量計量1410.結論151. 概述1.1. 太陽能發電介紹光伏發電系統是利用光伏電池光生伏打效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統，光伏發電系統的特點是高可靠性、使用壽命長、不污染環境、能獨立發電又能并網運行。作為一種環境友好的新型發電方式，光

3、伏發電受到各國政府的重視和企業組織的青睞，具有廣闊的發展前景。1.2. 太陽能接入原則介紹 目前，光伏接入系統設計的主要以Q/GDW 617-2011光伏電站接入電網技術規定中相關要求執行，該標準中按接入電網電壓等級將光伏電站分為三類：小型光伏電站（接入電壓等級為 0.4 千伏低壓電網的光伏電站）、中型光伏電站（接入電壓等級為 1035千伏電網的光伏電站）、大型光伏電站（接入電壓等級為 110 千伏及以上電網的光伏電站）。光伏電站接入公用電網方式分三種：專線接入公用電網、T 接入于公網以及通過用戶內部電網接入公網，其中小型光伏電站總容量不宜超過上一級變壓器供電區域最大負荷的25%，T接入于公用

4、電網的中型光伏電站總容量控制在所接入公用電網線路最大輸送容量的30%內。其他設計內容參考標準如下：GB/T 12325-2008 電能質量 供電電壓允許偏差 GB/T 12326-2008 電能質量 電壓波動與閃變 GB/T 14549-1993 電能質量 公用電網諧波 GB/T 15543-2008 電能質量 三相電壓不平衡 GB/T 18479-2001 地面用光伏（PV）發電系統 概述和導則 GB/T 18481-2001 電能質量 暫時過電壓和瞬態過電壓 SJ/T 11127-1997 光伏（PV）發電系統過電壓保護導則 GB/T 20046-2006 光伏（PV）系統電網接口特性GB

5、/T 19939-2005 光伏電站并網技術要求 GB/Z 19964-2005 光伏發電站接入電力系統技術規定 GB 50057-1994 建筑物防雷設計規范 GB 50343-2004 建筑物電子信息系統防雷技術規范 DL/T614-2007 多功能電能表DL/T 448-2000 電能計量裝置技術管理規程 DL/T 645-2007 多功能電能表通信協議 DL/T 5202-2004 電能量計量系統設計技術規程 DL/T 5003-2005 電力系統調度自動化設計技術規范DLG165-2003 電力系統通信系統設計內容深度規定 Q/GDW-617-2011 國家電網公司光伏電站接入電網技

6、術規定國能新能2011337 號國家能源局關于加強金太陽示范項目并網管理的通知國家電網發展20121560 號國家電網公司關于印發分布是光伏發電并網有關意見和規定的通知浙江電網2012年度運行方式浙江省電力公司光伏電站并網試驗規范（試行）1.3. 太陽能接入系統設計主要內容太陽能光伏電站接入系統主要內容包括：接入系統方式（接入點、接入電壓等級）選擇、光伏接入系統對系統潮流、無功平衡、保護配置、電能質量的影響、光伏電站功率和電壓調節方式、光伏電站保護功能的規定、光伏電站通信和計量設備的要求等。1.4. 品達能源項目介紹本項目為浙江省海鹽縣品達新能源科技有限公司光伏發電項目，項目容量為300kWp

7、，安裝面積約為1440 m2，所發電力并網電網，供廠區設備使用。 本項目使用了品達的光伏組件和昱能光伏微型逆變器YC500-CN。單個微型逆變器由4塊組件提供直流輸入（2片組件并聯作為微型逆變器的一端直流輸入，微型逆變器共2個直流輸入端），每10個微型逆變器并聯組成一個陣列， 每3個陣列并聯成一個交流相（A、B、C）的輸入，系統分為若干個子系統分別接入 交流匯流箱， 交流匯流箱匯流接入并網柜。并網柜與用戶側電網連接，實現光伏發電系統的并網。 2. 電網和用戶用電現狀2.1. 地區電網現狀目前，品達能源公用電網接入來自110kV城北變所10kV城原228線鹽北路開閉所液壓缸支線。10kV城原22

8、8線是110kV城北變II段母線出線，與110kV君堂變電所出線110kV，君城733線聯絡，主供鹽北路周邊用戶及鹽北路以北、百尺北路以東靠近百尺北路的用戶，現在該區域已經納入城區中心范圍。10kV原228線2012年總容量380kVA，電纜長度3.722 km，配變臺數為14臺，電纜線規YJV-240，導線LJ-185。下圖為品達能源公司的配電圖。2.2. 用戶現狀品達能源位于海鹽縣五原街道桑德蘭33號，北臨東西大道，項目規劃總用地面積為5500m2。項目位置如下圖：品達現有10kV變壓配電室，其中，變壓器容量為250kVA。3. 光伏發電部分3.1. 光伏發電系統的組成 太陽能光伏發電系統

9、由光伏組件、微型逆變器、配電系統、計量裝置組成。太陽能光伏系統通過光伏組件轉化為直流電，再通過微型逆變器將直流電轉換成交流電，該交流電是與電網同頻率、同相位的正弦波電流。系統原理圖如下圖所示：3.2. 微型逆變器介紹 品達能源是大型的生產型企業，對用電的安全，質量、可靠性等都有很高的要求，而逆變器作為其中重要的電氣設備，其質量和穩定性直接影響光伏發電系統的發電質量和系統穩定性，所以，建議采用擁有國際先進光伏逆變技術的生產廠家的成熟產品。1）安全性：傳統集中式光伏系統在太陽能組件陣列和逆變器之間有數十米長的600V/1000V的高壓直流線，可視為建筑光伏高壓線安全隱患。交流組件構成的分布式系統僅

10、有220V的交流線，消除了建筑光伏高壓線安全隱患。圖a2）高可靠性：單機可靠性：功率小，固體器件，灌膠工藝，使微型逆變器的使用壽命為串型逆變器的2-3倍。現有太陽能系統的失效，80%是由于串型逆變器失效引起。系統可靠性：每個交流組件為獨立單元。一個組件或微型逆變器的失效損傷只影響獨立的交流組件。而串型逆變器失效將造成整個系統停止發電。 圖b3）節省無直流零部件，無直流電纜，直流匯流箱，直流開關，旁路二極管。即插即用，無需專業電工。4）高統效率（多發電）每個組件獨立MPPT：每個光伏組件的輸出優化在最大功率點，而不是像串型逆變器那樣僅將整串組件（平均）輸出優化在最大功率點。無直流傳輸線功率損耗：

11、整個組件陣列由220V交流線聯結，無直流傳輸線。5）無短板效應無短板效應，無太陽能組件匹配要求。交流組件構成的分立式光伏系，各交流組件接有微逆變器各自并聯入網。各交流組件發電量，不受陣列中最低發電量組件的限制。 圖c該光伏系統選擇使用昱能公司生產的高性能YC500系列微型逆變器，該逆變器為單相分布式逆變器，其基本參數如下： 并網光伏逆變器基本參數型號： YC500-CN直流側參數交流側參數建議組件STC功率范圍180280最大輸出功率500W輸入電壓范圍2245V最大輸出電流2.27最大輸入電壓55V額定輸出電壓220V最大輸入功率265×2 W額定輸出頻率50Hz最大輸入電流12&

12、#215;2 A功率因數>0.99（額定功率） 總電流波形畸變率THD< 3% （額定功率）系統最大效率95.5%其他特征歐洲效率95.0%設計使用年限 25年防護等級IP65通訊方式電力線載波 機械參數允許環境溫度-40+65外形尺寸（寬x高x深） 220x160x29mm冷卻方式自然冷卻凈重2.5kg 3.3. 光伏發電并網對電網的影響 由于太陽能光伏發電系統的一些特點，光伏發電系統接入電網時對系統電網有一定影響。并網型光伏發電系統在諧波、電壓偏差、電壓不平衡度、直流分量、電壓波動和閃變等方面滿足國家相關標準。本工程中光伏發電系統的裝機容

13、量在系統中所占比例較小，同時參考其并網系統的設備技術參數，在在并網方案設計過程中，光伏發電系統對電網的影響主要考慮一下幾個方面：1、由于光伏發電系統的實際輸出功率隨光照強度的變化而變化，輸出功率不穩定，并網時對系統電壓有影響，造成一定的電壓波動。2、光伏系統發電輸出的直流電需要經過逆變器轉換成交流電，將產生大量諧波，并網時應滿足系統對諧波方面的要求。3、光伏發電系統并網時向電網饋送的直流分量應滿足相關技術原則的規定。4、光伏發電系統基本上為純有功輸出，并網時需考慮無功平衡與電壓調節問題4. 系統并網接入方案4.1. 系統并網接入方式的選擇品達能源光伏電站為自發自用余電上網型電站，所以采用通過用

14、戶內部電網接入10kV公網方式。4.2. 系統并網接入方案根據所確定的系統并網接入的電壓等級原則，結合用戶提供的光伏系統方案，提出品達能源光伏發電項目并網接入方案如下：4.2.1 380V用戶內部電網 本期品達能源光伏發電項目容量為300kWp，可分為多個發電單元通過多個380V線路接入并網裝置匯流后送至用戶10kV配電站的380V母線，為用戶內部負荷提供電源，如下圖所示。4.2.1 10kV側高壓配電裝置需要增加的高壓配電裝置有：1、增加過流等保護2、電能質量檢測裝置3、計量裝置4.3. 方案分析和電氣計算4.3.1 無功平衡（1）光伏電站無功補償方式光伏電站的無功功率和電壓調節方式包括調節

15、逆變器無功功率、調節無功補償設備投入量、調節光伏電站升壓變壓器的變比。（2）品達能源無功補償情況 本工程發電項目通過接入品達能源配電站接入系統，正常情況下進線送潮流減少，有利于降低其無功功率損耗，但由于太陽能發電功率因數高，一般為純有功，根據系統設計方案，逆變器無功調節能力較差，因此，本方案考慮電容器補償或要求系統為其提供無功支持。 （3）無功補償容量考慮原用戶變壓器容量為250kVA/10kV，考慮到用戶其他負荷情況，要求電容器補償無功容量不小于160kvar，并在工程設計中完善。整體安裝無功補償設備不利于無功的就地平衡，要求實際實施中需按光伏并網點的無功進行分散就地補償、就地平衡。4.3.

16、2 電壓波動分析光伏發電系統實際輸出功率隨光照強度的變化而變化，白天光照強度最強時，發電裝置輸出功率最大，夜晚幾乎無光照，輸出功率基本為零。排除設備故障因素，發電裝置輸出功率隨日照、天氣、季節、溫度等自然因素而變化，輸出功率極不穩定。計算考慮嚴重情況下，發電系統輸出功率突然切機對系統接入點電壓造成的影響。根據Q/GDW617-2011規定，10kv及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的-7%+10%之間。本方案光伏發電系統接入電壓在標準的要求范圍內，對電網的影響較小。4.3.3 諧波及直流分量分析 在光伏系統中，直流電經逆變器轉換成交流電的過程中，會產生諧波和直流分量。逆變器諧波電流應小于逆變

17、器額定輸出的5%，且直流分量小于額定電壓的0.5%。逆變器的總諧波電流對接入電網諧波的要求滿足GB/T 14549-1993 電能質量 公用電網諧波。直流分量滿足Q/GDW-617-2011 國家電網公司光伏電站接入電網技術規定的規定。為保證系統對光伏系統的諧波監測，要求在公共連接點安裝電能質量在線監測裝置一套。5. 電氣主接線根據接入系統方案，品達能源太陽能光伏電站項目電氣主接線如圖5-1所示。6. 系統繼電保護6.1. 本工程投運前相關保護配置現狀本工程太陽能發電項目通過回10kV線路分別接入城北變、君堂，其中君堂變10kV出線配有型號為RCS-9611C、城北變10kV出線配有型號為7S

18、J600的饋線保護測控裝置，這些裝置均具有三段過流保護、三相一次重合閘、低周減載保護等。6.2. 系統側保護本工程實施后，系統側繼電保護不變。6.3. 光伏電站的安全與保護光伏電站或電網異常、故障時，為保證設備和人身安全，應具有相應繼電保護功能，保證電網和光伏設備的安全運行。結合光伏電站接入電網技術規定（國家電網科2011663號）的要求，本工程光伏電站屬于小型光伏電站，其保護應具有以下功能。本工程光伏電站在逆變器輸出至并網點側設置易于操作、可閉鎖且具有明顯斷開點的并網總斷路器。1、過流保護：本工程光伏電站具備一定的過流能力，在120%倍額定電流以下，光伏電站連續可靠工作時間不應小于1分鐘。防

19、孤島：本工程光伏電站必須具備快速監測孤島且立即斷開與電網連接的能力。由于品達能源光伏接入項目不允許孤島運行，在10kV線路側發生三相短路時，直接跳所有光伏并網點并網斷路器，切除所有光伏逆變器，保證三相一次重合閘可以正確動作。2、恢復并網：電網發生擾動后，在電網電壓和頻率恢復正常范圍之前本工程光伏電站不允許并網，且在電網電壓和頻率恢復正常后，本工程光伏電站應經過一個可調的延時時間后才能重新并網，延時時間一般為20s到5min，具體延遲時間按照光伏電站容量大小和接入方式、并結合分批并網原則和相關調度部門確定。3、低/高電壓保護：當光伏發電系統并網點電壓超出表7-1規定的電壓范圍時，應在相應的時間內

20、停止向電網線路送電。此要求適用于多相系統中的任何一相。保護動作時間要求交流側電壓最大分閘時間*U< 0.5 UN0.1 s50%´UN £ U <85%´UN2.0 s85%´UN £ U £110%´UN連續運行110%´ UN < U <135%´UN2.0 s135%´UN £ U0.05 s注1：UN為光伏電站并網點的電網額定電壓；注2：最大分閘時間是指異常狀態發生到逆變器停止向電網送電的時間。5、頻率保護：當光伏發電系統并網點頻率超出49.5Hz50.2Hz范圍時，應在0.2s內停止向電網線路送電。7. 調度自動化品達能源太陽能光伏示范電站項目裝機容量為300kW，根據業主要求，光伏電站采用自發自用余電上網方式，光伏組件所接入品達能源10kV配電站，配電站通過10kV城原228線鹽北路開閉所接入110kV城北變接入系統。方案：用戶配電站配置一