1、集電線路電壓等級(jí)比選
光伏電站輸電線路電壓等級(jí)按照電站規(guī)模一般為0.4KV、10KV、35KV、110KV。
供配電網(wǎng)絡(luò)可分為高壓網(wǎng)絡(luò)和低壓網(wǎng)絡(luò),1KV以上的為高壓網(wǎng)絡(luò),1KV以下為低壓網(wǎng)絡(luò);按照結(jié)構(gòu)和敷設(shè)方式,供配電網(wǎng)絡(luò)可分為架空線路、電纜線路和室內(nèi)線路。
架空線路適合高壓長(zhǎng)距離輸電,因架設(shè)電桿,需要占用土地(點(diǎn)狀),甚至穿越鐵路、公路、湖泊、村鎮(zhèn)等情況,需要綜合協(xié)調(diào)地方政府、供電公司等各方面關(guān)系,由供電公司設(shè)計(jì)院進(jìn)行路徑規(guī)劃;電纜線路適合距離較短的高低壓輸電,在電站廠區(qū)內(nèi)按照設(shè)計(jì)規(guī)劃建設(shè)電纜溝即可;
光伏電站場(chǎng)區(qū)內(nèi)集電線路可以選擇架空線路和電力電纜2種方案??紤]到光伏廠區(qū)內(nèi)構(gòu)筑物陰影需預(yù)留影響區(qū)域,因此光伏場(chǎng)區(qū)內(nèi)不適宜采用架空線路方案,而光伏廠區(qū)高壓線路至變電所的集電線路一般采用架空線路。
光伏電站逆變器出口電壓為270/315V,根據(jù)并網(wǎng)等級(jí)及接入點(diǎn)距離,采用不同的方案。
低壓380V并網(wǎng)時(shí),可以通過(guò)增加隔離變壓器(315(270)/380)直接接入場(chǎng)區(qū)的配電間隔。此時(shí)并網(wǎng)點(diǎn)電流較大,線徑大且需要根據(jù)并網(wǎng)點(diǎn)距離進(jìn)行調(diào)整,因此不適合遠(yuǎn)距離輸送。
高壓(10KV及以上)并網(wǎng)時(shí),有多個(gè)方案可以考慮。
其一,就地升壓后,每個(gè)發(fā)電單元獨(dú)立接至自建升壓站低壓配電間隔,通過(guò)二次升壓輸送至電網(wǎng)。
其二,就地升壓后,每個(gè)發(fā)電單元連接至場(chǎng)區(qū)匯集站,匯集站一回(或多回)接入電網(wǎng)。
電壓等級(jí)的選擇,需綜合考慮電站總?cè)萘?、廠區(qū)面積、接入點(diǎn)距離、已有變配電設(shè)施、地形情況、線路損耗、經(jīng)濟(jì)性等因素確定,下表進(jìn)行了簡(jiǎn)單的比較。
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0.4KV
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10KV
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35KV
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110KV及以上
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適用
范圍
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多個(gè)接入點(diǎn)
接入點(diǎn)距離短
總安裝容量小
(0.5~5兆瓦)
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多個(gè)接入點(diǎn)
接入點(diǎn)距離短
總裝機(jī)容量較小
(1~10兆瓦)
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較大型集中式電站
接入點(diǎn)距離較遠(yuǎn)
(10~100兆瓦)
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大型集中式電站
接入點(diǎn)距離遠(yuǎn)
(>100兆瓦)
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設(shè)備
選型
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至接入點(diǎn)電纜線徑 (>600mm2)
逆變器+隔離變
+并網(wǎng)柜(可選)
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逆變器+隔離變
+并網(wǎng)柜+架空線(可選)
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逆變器+隔離變
+并網(wǎng)柜+架空線
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就地升壓后二次升壓
逆變器+升壓變+架空線
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附加投資
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配電室(可選)
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控制室
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匯集站
控制室
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變電站
控制室
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2、發(fā)電單元分組連接方式比較
合理設(shè)計(jì)發(fā)電單元的分組連接型式,可以使電站主接線方案優(yōu)化,節(jié)省集電線路電纜投資。發(fā)電單元分組及連接方式應(yīng)視其排布情況而定。配電網(wǎng)絡(luò)基本上有鏈形連接(樹干式)、環(huán)形連接和輻射式連接3種形式如圖:
鏈形連接,其基本思想是將若干個(gè)位置靠近的光伏發(fā)電單元連接后通過(guò)一條主干電纜接入場(chǎng)區(qū)升壓站。其優(yōu)點(diǎn)是開關(guān)設(shè)備較少(使用箱變內(nèi)部自帶開關(guān)),有色金屬消耗量較少;但缺點(diǎn)是干線發(fā)生故障時(shí),影響范圍大,供電可靠性較低。
環(huán)形設(shè)計(jì)供電可靠性較高,任一段線路發(fā)生故障或檢修時(shí),都不致造成供電中斷,一般只是短時(shí)停電,可使電能損耗和電壓損耗減少;缺點(diǎn)是保護(hù)裝置及其整定配合比較復(fù)雜,如配合不當(dāng),容易發(fā)生誤動(dòng)作,反而擴(kuò)大停電范圍。
輻射式連接是將各個(gè)發(fā)電單元分別用斷路器與升壓站母線連接。每個(gè)發(fā)電單元及其電纜故障都不影響電站其它部分的正常運(yùn)行,并且能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立調(diào)節(jié),這種連接方式可靠性高、靈活性好,但是開關(guān)設(shè)備用量多、有色金屬消耗量大,總體投資成本是最高的。
光伏發(fā)電單元分組連接方式推薦采用鏈?zhǔn)竭B接,可以有效降低光伏電站投資成本。
三、總結(jié)
由于光伏電站度電投資成本較高,在很大程度上制約了光伏發(fā)電的發(fā)展,為了推動(dòng)光伏發(fā)電的發(fā)展,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)多方面考慮設(shè)計(jì)方案,并選擇性價(jià)比最高的方案,提高光伏發(fā)電的競(jìng)爭(zhēng)力。(作者微信公眾賬號(hào):光伏經(jīng)驗(yàn)網(wǎng))
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