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08 电气

第八章电气8.1 电气一次8.1.1 编制依据及主要引用标准可研报告编制依据和主要引用标准、规范如下:(1)GB50797-2012 《光伏发电站设计规范》(2)GB/T 19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》;(3)GB/T 29321-2012《光伏发电站无功补偿技术规范》;(4)GB/T 17468-2008《电力变压器选用导则》;(5)GB311.1 《高压输变电设备的绝缘配合》;(6)GB/T 11022-2011《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》;(7)GB 11032-2010《交流无间隙金属氧化物避雷器》;(8)GB50059-2011《35kV-110kV变电所设计规范》;(9)GB50060-2008《3-110kV高压配电装置设计规范》;(10)GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》;(11)GB50229-2006《火力发电厂与变电所设计防火规范》;(12)GB50065-2011 《交流电气装置的接地设计规范》;(13)DL/T 5056-2007《变电所总布置设计技术规程》;(14)DL/T 5222-2005《导体和电器选择设计技术规定》;(15)DL/T 5352-2006《高压配电装置设计技术规程》;(16)GD003-2011《光伏发电工程可行性研究报告编制办法(试行)》;(17)DL/T 5103-2011《35kV~220kV无人值班变电站设计规程》;(18)DL/T 5394-2007《电力工程地下金属构筑物防腐技术导则》(19)《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》(2012修订版);其它相关的国家、行业标准规范,设计手册等;8.1.2 接入电力系统8.1.2.1接入电力系统现状及规划1、电网现状截至2013年底,丽江市电网共有220kV变电站2座,主变总容量为630MV A,其中220kV丽江变主变容量为2×150MV A,220kV华坪变主变容量为150+180MV A;220kV 线路5回,线路总长度301.66km。

截至2013年底丽江市电网共有110kV变电站25座,变电容量为988.5MV A;35kV 变电站57座,变电容量为348MV A;110kV线路830km,35kV线路1417km。

截至2013年底,丽江境内中小水电总装机容量为413MW,全部为中小水电。

其中黑白水二级电站、黑白水三级电站、五郎河二级电站、小石丫口电站和铁川桥电站通过110kV电压等级并网,其余水电均通过35kV及以下电压等级并网。

截至2013年底,丽江市尚无火电装机。

截至2013年底,丽江市已开发新能源项目一项,即牦牛坪风电场一期,装机容量为49.5MW。

丽江市2013年全社会用电量为24.3亿kW.h,最大供电负荷为494MW,2007~2013年年均增长率分别为9.3%,8.1%。

2、电网发展规划电源规划根据《丽江市“十三五”电网规划》,2015年,丽江市中小水电装机约达481.5MW,至2020年约达542.6MW。

2014~2020年间,丽江市规划火电1座,即华坪煤矸石电厂,场址位于华坪县,装机规模2×150MW,预计2020年投产。

至2020年,丽江市风电装机约达224MW,光伏装机约达40MW。

其中在建新能源项目1项,为牦牛坪风电场,位于宁蒗县,总装机126MW,分三期建设完成,一期49.5MW已于2012年投运,二期49.5MW正在建设,计划于2015年投产,三期27MW预计2016年投产。

规划新能源项目2项,分别为七河风电场和落雪坪风电场,七河风电场总装机49.5MW,计划于2015年投产,落雪坪风电场总装机88MW,其中风电48MW,光伏装机40MW,计划于2015年投产。

丽江市“十二五”期间共新建500kV变电站1座(500kV太安变,主要配套云铝电解铝项目和500kV梨园电站、阿海电站的电力送出),共新增500kV主变容量合计1500MV A,新增500kV线路723km。

丽江市“十二五”期间共新增220kV变电站1座(200kV凤鸣变),扩建220kV变电站1座(220kV华坪变),新增220kV降压变容量共480MV A。

丽江市至2015年电网共有220kV变电站3座(220kV丽江变、凤鸣变、华坪变),变电容量达780MV A,其中丽江变变电容量为300MV A、凤鸣变变电容量为300MV A、华坪变变电容量为330MV A。

220kV电网基本形成以500kV太安变为中心,地方骨干电源为支撑的双回链式结构网架,各分区之间通过联络线路具备事故支援能力。

8.1.2.2光伏电站接入系统方案本工程规划装机容量19.8MWp,一次性建成。

根据当地电力系统接线,初步拟定本光伏电站的接入系统方式为:建设一座35kV开关站,根据本光伏电场规划容量,本期推荐采用分块发电、集中并网方案,将系统分成18个1MW的并网发电单元,每个并网发电单元经1台升压变压器升压到35kV,以2回35kV进线接入35kV开关站,从35kV开关站以1回35kV出线接入110kV期纳变电站并网,35kV开关站到110kV 期纳变电站新建线路长约4.5km,导线截面选择为185mm2。

本光伏电场最终的接入系统方案以电网公司的审查意见为准。

8.1.3 开关站站址选择综合考虑本项目场址位置、接入系统方案、光伏阵列布置及地形地质条件,初步考虑将开关站位置选在本期项目的中部,并考虑35kV向东出线,进站大门朝北,该地地势平坦,进出线走廊开阔。

8.1.4 电气主接线8.1.4.1逆变器输出侧变压器容量的选择方案龙潭山19.8MW分布式农牧业综合利用光伏电站工程容量为19.8MWp,配置36台500kW光伏并网逆变器,每台逆变器额定交流输出功率为500kW,功率因数>0.99,输出交流电压为三相0.27kV。

逆变输出电压需经就地升压变压器升压至35kV后送入35kV开关站;就地升压变压器单台容量选择如下方案:(a)选用单台容量2500kV A,电压比35/0.27-27kV,低压侧为双分裂绕组,全站共用10台,变压器低压侧额定电流为2139A,低压侧开关设备额定电流为2500A。

其中两台光伏逆变器输出并联接至一台变压器低压侧。

(b)选用单台容量1250kV A,电压35/0.27-0.27kV,低压侧为双分裂绕组,全站共用18台,变压器低压侧额定电流为1070A,低压侧开关设备额定电流可选用1500A,2台光伏逆变器输出通过低压侧两个分裂绕组连接,没有直接并联。

(c)选用单台容量1250kV A,电压35/0.27kV,双绕组变压器,全站共用18台,变压器低压侧额定电流为1070A,低压侧开关设备额定电流可选用1500A,2台光伏逆变器输出直接并联接在变压器低压侧。

由于逆变器可靠性较差,如果两台逆变器之间没有隔离直接并联,则产生的高频谐波干扰大,所以一般升压变压器采用双分裂变压器;另外方案(a)的升压变压器容量大,所需低压断路器额定电流大,连接电缆数量多,接线复杂。

所以综上所述,本工程采用方案(b),即选用单台容量1250kV A,电压35/0.27-0.27kV,低压侧为双分裂绕组。

8.1.4.2并网光伏电站内集电电压等级的选择并网光伏电站内每两套光伏逆变器配置1台1250kV A分裂升压变压器。

升压变压器高压侧输出电压拟10kV和35kV两种电压等级进行方案比较:(a)采用10kV方案:采用18座10kV箱式变电站。

在本工程光伏场区建设一座35kV升压站,光伏电池逆变器电压0.27kV经变压器升压至10kV后电缆送至10kV 配电室,经升压变压器将10kV升压至35kV并网。

(b)采用35kV方案:采用18座35kV箱式变电站。

在本工程光伏场区建设一座35kV 开关站,光伏电池逆变器电压0.27kV经变压器升压至35kV后电缆送至35kV 配电室,35kV配电室内设有1面进线柜、2面出线柜、1面PT柜、1面电容器出线柜、1面站变柜、1面接地变柜。

35kV集电线路电缆截面支线选用ZR-YJY22-26/35-3×50mm2,主线选用ZR-YJY22-26/35-3×95mm2,电缆总长度共计约8000m。

对上述两个方案进行综合比较,结合当地电网实际情况,以及业主单位的意见,本工程选择35kV电压等级。

8.1.4.30.27kV侧接线方式龙潭山19.8MW分布式农牧业综合利用光伏电站工程安装36套500kW的并网逆变器,每两套逆变器配用1台容量为1250kV A的就地升压变压器,构成光伏电池-逆变器-变压器组扩大单元接线,就地升压变压器选用双分裂绕组干式变压器。

8.1.4.4逆变器直流侧接线系统选用300Wp多晶硅光伏电池组件,其工作电压约为30.10V,开路电压约为37.10V。

根据500kW并网逆变器的MPPT电压范围,每个电池串列按照18块电池组件串联进行设计,容量为500kW的并网单元需配置99~102个电池串列,光伏电池组件的实际功率为534.6~550.8kWp。

为了减少电池串列到逆变器之间的连接线,以及方便操作和维护,本系统的电池串列采用分段连接,逐级汇流的方式接线。

即先将部分电池串列通过光伏阵列防雷汇流箱(以下简称“汇流箱”)汇流,通过直流电缆再接至直流防雷配电柜汇流,然后再与逆变器的直流侧相连。

汇流箱的的防护等级为IP65,可直接固定在太阳电池支架上,其接线方式为16进1出,即16路电池串列输入,1路直流输出至直流防雷配电柜。

输入直流电缆单根截面为为4mm2,输出电缆截面为50mm2;容量为500kW的并网单元有99~102个电池串列,其中99串列需配置16路7个汇流箱,102串列需配置16路7个汇流箱,整个20MWp的系统需配置252个16路汇流箱。

直流防雷配电柜与并网逆变器一起在逆变器室安装,按照1台并网逆变器配置1台直流防雷配电柜进行设计,共需36台直流防雷配电柜。

直流防雷配电柜具有8路直流输入接口,与8台汇流箱相连接,通过内部的配电汇流后与500kW并网逆变器的直流侧连接。

逆变器室尽量靠近光伏阵列,以限制光伏阵列防雷汇流箱至直流防雷配电柜联结电缆不致很长,减少损耗。

8.1.4.535kV集电线路本期工程容量为19.8MWp,以2回35kV电缆集电线路接入新建开关站35kV母线,每回带光伏容量10MWp;电缆支线选用ZR-YJY22-26/35-3×50mm2、主线选用ZR-YJY22-26/35/-3×95mm2;电缆敷设方式采用直埋和电缆沟。

其中每回集电线路带10台箱变。

8.1.4.635kV开关站电气主接线本工程建设35kV开关站,开关站的35kV接线为单母线形式,采用户内开关设备选用交流金属封闭型移开式高压成套开关柜,35kV配电装置共7面开关柜。

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