光伏发电站电气设计

光伏发电站电气设计

一、电气

（一）一般规定

1、并网光伏发电站系统电气设计应在保证人身和财产安全的前提下，本着提高系统效率、技术先进、功能完善、经济合理、供配电可靠和安装运行方便的原则进行。

2、并网光伏发电站系统的电气设计应满足区域电网的设计要求。

（二）电气主接线

1、应依据并网光伏发电站的容量、光伏方阵的布局、光伏组件的类别和逆变器的技术参数等条件，经技术经济比较确定逆变器与就地升压变压器的接线方案；就地升压变压器连接两台不自带隔离变压器的集中式逆变器时，可选用更具优势的双绕组变压器。

2、并网光伏发电站母线上的短路电流超过所选择的开断设备允许值时，可在母线分段回路中安装电抗器。母线分段电抗器的额定电流应按其中一段母线上所联接的最大容量的电流值选择。

3、并网光伏发电站内各单元发电模块与光伏发电母线的连接方式，由运行可靠性、灵活性、技术经济合理性和维修方便等条件综合比较确定，可采用辐射式连接方式或“T”接式连接方式。

4、并网光伏发电站母线上的电压互感器和避雷器应合用一组隔离开关，并组装在一个柜内。

5、并网光伏发电站内6kV-35kV系统中性点可采用不接地、经消弧线圈接地或小电阻接地方式。经汇集形成的并网光伏发电站，其站内汇集系统宜采用经消弧线圈接地或小电阻接地的方式。就地升压变压器的低压侧中性点是否接地应依据逆变器的要求确定。采用经消弧线圈接地或小电阻接地的方式，宜结合400V 站用电系统，设立满足接地阻抗要求和站用电容量需求的站用接地变。

6、当采用消弧线圈接地时，应装设隔离开关。消弧线圈的容量选择和安装要求应符合DL/T620的规定。

7、并网光伏发电站llOkV及以上电压等级的升压站接线方式，应根据并网光伏发电站在电力系统的重要性、地区电力网接线方式要求、负荷等级、出线回

路数、设备特点、本期和规划容量等条件确定。

（三）站用电系统

1、应采用动力与照明网络共用的中性点直接接地方式。

2、站用电工作电源引接方式宜符合下列要求：

（1）当并网光伏发电站有发电母线时，从发电母线引接供给自用负荷；

（2）当技术经济合理时，由外部电网引接电源供给发电站自用负荷；

（3）当技术经济合理时，就地逆变升压室站用电也可由各发电单元逆变器变流出线侧引接，但升压站（或开关站）站用电推荐本条上两条款的引接方式。

3、站用电系统应设置备用电源，其引接方式宜符合下列要求：

（1）当并网光伏发电站只有一段发电母线时，由外部电网引接电源；

（2）当发电母线为单母线分段接线时，由外部电网引接电源，也可由其中的另一段母线上引接电源。

4、各发电单元的工作电源分别由各自的就地升压变压器低压侧引接时，宜采用邻近的两发电单元互为备用的方式或由外部电网引接电源。

5、工作电源与备用电源间宜设置备用电源、自动投入装置。

6、站用电变压器容量选择宜符合下列要求：

（1）站用电工作变压器容量不小于计算负荷的1.1倍；

（2）站用电备用变压器的容量与工作变压器容量相同。

7、站用电装置的布置位置及方式应根据并网光伏发电站的容量、光伏方阵的布局和逆变器的技术参数等条件确定。

（四）直流系统

1、并网光伏发电站宜设蓄电池组向继电保护、信号、自动控制负荷和交流不间断电源装置、断路器合闸机构及直流事故照明等动力负荷供电，蓄电池组应以全浮充电方式运行。

2、蓄电池组的电压可采用220V或IIOV,或根据设备的电压等级选择。

3、蓄电池组及充电装置的选择可按照DL/T5044的要求执行。

（五）配电装置

1、并网光伏发电站的升压站（或开关站）配电装置的设计应符合DL/T5352及GB50060的规定。

2、10kV-35kV配电装置宜采用户内成套式高压开关柜配置型式，也可采用户外装配式配电装置。

3、升压站35kV以上配电装置应根据地理位置选择户内或户外布置。在沿海及土石方开挖工程最大的地区宜采用户内配电装置；在不受气候条件、占用土地及施工工程量等限制时，宜采用户外配电装置。

4、当技术经济合理时，110kV及以上电压等级的配电装置可采用气体绝缘金属封闭开关设备；在内陆地区可采用户外装配式布置。

（六）电气二次系统

1、并网光伏发电站宜符合无人值班或少人值守的设计要求。

2、并网光伏发电系统的电气二次系统设计应按照GB50797的要求执行。

3、并网光伏发电站电气设备的控制、测量和信号应符合DL/T5136的规定。

4、并网光伏发电站内的电气元件保护应符合GB/T14285的规定。35kV母线可装设母差保护。

（七）过电压保护

并网光伏发电站系统升压变压器的过电压保护应符合GB/T50064及DL/T620的规定。

（八）电缆敷设

1、并网光伏发电站电缆选择与敷设应符合GB50217、GB50797的规定。

2、直流电缆的选用要求如下：

（1）组件连接电缆及组串连接电缆应选用光伏专用直流电缆；

（2）电缆的载流量／截面应不小于与其连接的保护电器的长延时过流保护整定值，直流线路总电压损失应不大于2%；

（3）电缆的额定电压应根据光伏系统连接方式选择确定。

3、水面并网光伏发电站中用于潮湿区域的电缆，其金属套、加强层、铠装上应有聚乙烯外护层；水中电缆的粗钢丝铠装应有挤塑外护层；敷设在桥架等支承较密集的电缆可不需要铠装。

4、光伏电缆敷设采用的穿线管或金属槽盒应有不少于两点可靠接地。

5、电力电缆与控制电缆宜分开设置，当设置在同一侧或同一支架上时，控制电缆宜设置在电力电缆的下方。

（九）监控系统

1、并网光伏发电站的监控系统设计应按照国家规范和地方规范的要求执行。

2、并网光伏发电站逆变器、跟踪器的控制应纳入监控系统。

3、大、中型并网光伏发电站应采用计算机监控系统，主要功能的基本要求如下：

（1）应对发电站电气设备进行安全监控；

（2）应满足电网调度自动化要求，完成遥测、遥信、遥调、遥控等远动功能；

（3）光伏系统发电设备采集的数据应至少包括：

①光伏发电汇流设备、直流柜输出电压、电流、设备内温度；

②光伏组件表面上太阳辐照度；

③光伏阵列所在地区环境参数：气温、风速、湿度、水平面太阳总辐射等；

④光伏逆变器输出电压、电流、发电量、逆变器内部温度等；

（4）应配置一套时间同步系统，用于监控系统、保护测控装置及其它需对时的装置，标准同步时钟本体应能接收中国北斗卫星和GPS卫星发送的信息，作为主时钟的时间基准；

（5）宜配置一套交流不间断电源系统，交流不间断电源系统持续供电时间按不小于1h考虑，容量宜大于3kVA。

4、计算机监控系统的技术要求如下：

（1）直流电压、电流和功率的监测，如采用能够监控到光伏组串的智能汇流箱，监测点应包括：每一光伏组串的输出电流、电压和功率；汇流箱的输出电流、电压和功率；直流配电柜中每路汇流箱的输入电流、电压和功率；以及逆变器的输入电流、电压和功率。如采用普通汇流箱，则监测点应包括：每一个汇流箱的输出电流、电压和功率；直流配电柜中每路汇流箱的输入电流、电压和功率；以及逆变器的输入电流、电压和功率。电流和电压的量程应不低于最高值的1.2倍，但也不超过最高值的2倍。应依据现场监测时段可能的最大辐照度和最低组件温度设定电流和电压最高值，不同地点最高值会有所不同。监测误差：直流电压≤1.0%，直流电流≤1.0%，直流功率≤2.0%。采用组串逆变器的光伏发电站直