高海拔地区光伏升压站取水系统方案优化分析

高海拔地区光伏升压站取水系统方案优化分析
发布时间：2022-09-07T07:16:53.066Z 来源：《工程建设标准化》2022年37卷9期作者：高晓东
[导读] 青海省海西州的国能大柴旦光伏项目330kV升压站生活、消防用深水井设计在升压站的南侧的水泵房内高晓东
山东电力建设第三工程有限公司山东青岛 266100
摘要：青海省海西州的国能大柴旦光伏项目330kV升压站生活、消防用深水井设计在升压站的南侧的水泵房内，海拔2910m左右，地处正金山的南侧，经过地址勘测部门的勘察属于少水或无水区域，经过于监理和业主的沟通后建议到离升压站3400米外的（#72）箱变基础位置低海拔区域钻深水井，10~20m3/H才能满足出水量的消防要求。

经过方案对比330kV升压站移位后的远距离低压供电改变为高压架空线
10kV电源优化施工，提高了深水井电源供电质量，节约了施工成本。

关键词：水泵房设计优化施工优化高海拔光伏升压站
1 引言
国能青海大柴旦光伏发电项目配套升压站，位于正金山南侧，海拔高度2910m，原设计在升压站的南侧设置生活、消防用水水源。

但经地质勘测，此区域属于少水或无水区域。

而由于项目征地原因，只能在箱变基础的征地范围内进行深水井的勘探、施工。

经过现场调查及勘探，在离升压站约1500米的低海拔区域勘探出水源。

由于深水井远离升压站，海拔高，取水系统的设计、施工成为项目设计重点和难点。

1.1 概述
国能（大柴旦）光伏发电有限公司大柴旦1000MWp源网荷储清洁供暖光伏项目一期工程位于大柴旦镇马海工区项目的土地范围内，距德令哈市约292km，距大柴旦镇约90km,距马海村约9km，215国道925公里处，光伏区大门距离国道约300m，升压站距离国道约3400m。

1.2 建设规模
国能（大柴旦）光伏发电有限公司大柴旦1000MWp源网荷储清洁供暖光伏项目一期共安装600Wp单晶硅双面双玻光伏组件833807块，本项目首年上网发电量为81750.00万kWh，25年平均上网发电量为75043.78万kWh。

首年利用小时数为1602.30小时，25年平均利用小时数1500.88小时。

1.3 工程设施布置
国能（大柴旦）光伏发电有限公司大柴旦1000MWp源网荷储清洁供暖光伏项目一期场地为矩形，占地面积7.6km2,平均海拔2910.0m，场区地势平缓，地形开阔。

工程主要由生产区及辅助设施组成，生产区工程主要为太阳能电池组件支架，电池组件采用最佳倾角36°固定安装在支架上。

太阳能电池组件选用单晶硅双面双玻光伏组件，安装方式为固定式，本期拟安装833807块单位容量为500.28MWp的太阳能电池组件，太阳能电池组件单元有56块光伏组件组成，2行28列竖排。

2 电站概况
本项目属于源网荷储清洁供暖光伏项目，一期工程位于大柴旦镇马海工区项目的土地范围内，距德令哈市约292km，地貌类型属于山前洪积倾斜平原，区内地貌类型较为单一，地势平缓，地形完整性好，平均海拔2910m，气候干燥少雨，光伏场地在勘探深度范围内未发现地下水。

根据水文和水务局的水资源分析报告可知升压站区域打深水井出水量不能满足生活及消防用水要求，而由于项目征地原因，只能在箱变基础的征地范围内进行深水井的勘探、施工。

3.优化流程
（1）在升压站水泵房位置采用仪器测量深水井的出水量，不满足时改变水井位置。

（2）重新委托有经验的勘察测量单位勘察确认新的水井位置，确保满足升压站水的需求量。

（3）合理布置水井三级加压罐电源点的位置。

（4）采用10kV的聚乙烯绝缘钢芯铝绞线架空线代替400V低压聚乙烯绝缘铜芯电缆供电，保证供电质量、减小施工投资。

（5）杆上水井电源的围栏防护、压力罐和压力泵的钢房内存放防护及水井压力罐电源的自动控制等，保证了光伏区及升压站的水资源的供应。

4.深水井设计
4.1水工设计
自330kV升压站水泵房至新选址的深水井位置距离3400m，经过勘察计算后需要三级加压后方能把从水井抽出来的水输送到升压站水泵房内，水井处的潜水泵为18.5kW，其他三级压力罐和多极增压泵（控制器）8kW，输水管道采用DN100的PE管通过三级加压泵送到330kV 升压站水泵房的水罐内，水管敷设在冻土层以下约距地面1.7m，压力罐的进出口出采用阀门控制，每级的压力罐、增压多级泵及控制箱在钢房内存放。

4.2电源设计
变更水源取水位置后，考虑了以下两种电源设计方案：
方案一：由升压站施工电源箱变兼备用站用电源箱变供电分别供电，新选址的深水井及压力罐负荷及供电距离如下表所示：位置水泵1水泵2控制器距施工电源箱变距离
深水井18.5kW4kW 3.40km
一级压力罐4kW4kW4kW 1.67km
二级压力罐4kW4kW4kW 1.02km
三级压力罐4kW4kW4kW0.37km 本方案负荷离电源较远，电缆压降大，电动机启动压降大，为满足正常运行压降和电动机启动电压降，须加大电缆截面积，选用最大电缆截面为3×300mm2的铜芯电缆，仅此部分电缆造价约 200 余万元。

方案二：利用施工电源10kV架空线路，就近接引10kV电源，并在深水井及各压力罐附近设置柱上降压变压器供电方式。

新增13根12m 高的电线杆用以架设10kV取水电源线，分别在深水井处、一级和二压力罐中间位置各设置一台10/0.4kV 30kV A柱上变压器，给深水井和一、二级压力罐供电；三级压力罐由于距施工电源箱变较近，采用从施工电源箱变距供电的方式。

接线方案如下图所示：
比较方案一和方案二可知，方案一和方案二均可可靠供电，但方案一供电距离远，电缆压降大；方案一供电距离远，选用电缆截面大，电缆造价高，投资较方案二大较多，方案二供电可靠性和经济性均优于方案一。

5 结束语
高海拔地区光伏升压站水井电源电源移位后远距离供电，优化设计、施工后，能满足供电质量要求，也能节省施工投资，在高原戈壁滩上遇到同样的施工问题时可以借鉴以上的设计、施工经验。

6 参考文献
［1］山东电力建设工程有限公司工程咨询院水井电源图纸。

［2］4.0．1《电力建设施工质量验收及评价规程》（第 9部分电气安装部分）（DL/T 5210）；。