淺談分布式光伏發(fā)電的送出線路及一次接入系統(tǒng)

摘要：光伏發(fā)電作為一種清潔能源正在快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了人與自然的和諧發(fā)展。本文主要探討10kV及以下電壓等級接入電網(wǎng)，且單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)總裝機(jī)容量不大于6MW的分布式電源接入系統(tǒng)的送出線路及一次接入系統(tǒng)。

關(guān)鍵字：光伏電站；送出線路；一次接入系統(tǒng)

引言

能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。光伏發(fā)電作為一種清潔能源正在快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年全國全年光伏發(fā)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量2805萬千瓦，同比增長60%，光伏年發(fā)電量約250億千瓦時(shí)，同比增長超過200%。

本文主要探討10kV及以下電壓等級接入電網(wǎng)，且單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)總裝機(jī)容量不大于6MW的分布式電源接入系統(tǒng)的送出線路及一次接入系統(tǒng)。

1 送出線路

1.1 架空線路

根據(jù)分布式光伏電站送出線路的負(fù)荷特性及考慮設(shè)備材料的標(biāo)準(zhǔn)化，按照線路長期載流量確定導(dǎo)線截面，同時(shí)進(jìn)行動、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，可選擇70～240mm2截面的導(dǎo)線。出線走廊擁擠、人口密集的地區(qū)宜采用架空絕緣線，出線走廊寬松、空曠地區(qū)可采用裸導(dǎo)線。同時(shí)考慮裸導(dǎo)線斷線的因素，95mm2及以下的裸導(dǎo)線可采用LGJ鋼芯鋁絞線。

10kV架空線路直線桿絕緣子采用柱式瓷絕緣子或柱式附和絕緣子。耐張串組裝方式為2片盤形懸式瓷絕緣子或1根棒形懸式瓷絕緣子。

10kV架空線路的絕緣水平低，難以承受直擊雷和感應(yīng)雷的過電壓，一般只是采用自動重合閘斷路器或減少絕緣上的建弧率來防止雷擊事故。新建線路可采用外間隙氧化鋅避雷器、穿刺型放電線夾等防雷措施?，F(xiàn)在常用的是外間隙氧化鋅避雷器，把它連接在電力系統(tǒng)選定點(diǎn)和大地之間，當(dāng)過電壓襲來時(shí)，它先行放電，把雷電流引入大地，使線路和設(shè)備免受雷電損害。

1.2 電纜線路

10kV及以下電力電纜均應(yīng)采用銅芯電纜，電纜導(dǎo)體最小截面的選擇，應(yīng)同時(shí)滿足規(guī)劃載流量和通過系統(tǒng)最大短路電流時(shí)熱穩(wěn)定的要求。

對于10kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜最小彎曲半徑要求必須不小于15倍電纜外徑。直埋電纜的覆土深度不應(yīng)小于0.7m，農(nóng)田中覆土深度不應(yīng)小于1.0m。

電纜線路若敷設(shè)于變電站內(nèi)或距電氣設(shè)備的接地網(wǎng)較近處，電纜線路兩端應(yīng)與變電站內(nèi)和電氣設(shè)備的接地網(wǎng)可靠連接；若電纜線路敷設(shè)長度較長、周圍無接地網(wǎng)，電纜線路兩端應(yīng)分別設(shè)獨(dú)立的接地裝置，且接地電阻滿足相關(guān)規(guī)范要求。

2 一次接入系統(tǒng)

光伏電站發(fā)電單元分別通過匯流、逆變后輸出380V電源，經(jīng)過升壓變壓器升壓至10kV就近接入廠用10kV開關(guān)站，再上送至變電站。

光伏項(xiàng)目的運(yùn)營方式主要有二種，一種是自發(fā)自用/余量上網(wǎng)；一種是全部上網(wǎng)。10kV光伏發(fā)電項(xiàng)目通常采用自發(fā)自用/余量上網(wǎng)方式。

分布式光伏發(fā)電接入系統(tǒng)方案需結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃、分布式電源規(guī)劃，按照就近分散接入、就地平衡消納的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1 電氣計(jì)算

（1）潮流分析。應(yīng)對方案設(shè)計(jì)水平年有代表性的正常最大、最小負(fù)荷運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及事故運(yùn)行方式進(jìn)行分析，必要時(shí)進(jìn)行潮流計(jì)算。

（2）短路電流計(jì)算。計(jì)算設(shè)計(jì)水平年系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，電網(wǎng)公共連接點(diǎn)和光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)在光伏電站接入前后的短路電流，為電網(wǎng)相關(guān)廠站及光伏電站的開關(guān)設(shè)備選擇提供依據(jù)。

（3）電能質(zhì)量分析。光伏發(fā)電系統(tǒng)向當(dāng)?shù)刎?fù)荷提供電能和向電網(wǎng)送出電能的質(zhì)量，在諧波、電壓波動、電壓偏差等方面應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定。光伏發(fā)電系統(tǒng)向公共連接點(diǎn)注入的直流電流分量不應(yīng)超過其交流額定值的0.5%。

（4）無功平衡計(jì)算。光伏發(fā)電系統(tǒng)無功補(bǔ)償容量的計(jì)算，應(yīng)充分考慮逆變器功率因數(shù)、匯集線路、變壓器和送出電路的武功損失等因素。光伏發(fā)電系統(tǒng)功率因數(shù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)超前0.95至滯后0.95范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。

2.2 主要設(shè)備選擇原則

（1）主接線。10kV采用線路變壓器組或單母線接線。

（2）升壓變壓器。升壓變壓器容量宜采用315、400、500、630、800、1000、1250kVA單臺或多臺組合，電壓等級為10/0.4kV。

（3）送出線路導(dǎo)線截面的選擇應(yīng)考慮：一般按線路持續(xù)極限輸送容量選擇；架空線可選用70150185mm2等截面，電纜可選用70、185、240、300mm2等截面。

（4）斷路器型式：根據(jù)短路電流水平選擇具有相應(yīng)開斷能力的斷路器，并需留有一定裕度，宜選用短路電流水平為20kA或25kA的斷路器。

3 結(jié)束語

光伏發(fā)電不但充分利用了太陽能這個(gè)可再生資源，同時(shí)對于當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境保護(hù)、減少大氣污染具有積極的作用，并有明顯的節(jié)能、環(huán)境和社會效益?？梢哉f真正實(shí)現(xiàn)了人與自然的和諧發(fā)展。

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