20MWp光伏农业科技大棚电站项目初步设计报告.doc

xxxx20mwp 光伏农业科技大棚电站项目光伏农业科技大棚电站项目 初步设计报告初步设计报告 二二一三年一月一三年一月 目目 录录 1 综合说明综合说明 2 1.1 概述2 1.2 太阳能资源2 1.3 工程地质3 1.4 工程任务与规模3 1.5 电气设计4 1.6 施工组织设计4 1.7 环境保护和水土保持5 1.8 劳动安全与工业卫生设计5 1.9 节能降耗措施6 1.10 设计概算6 2 太阳能资源太阳能资源.8 2.1 区域太阳能资源8 2.2 南昌市太阳能资源11 2.3 太阳能资源综合评价12 3 工程地质工程地质.14 3.1 区域地质及构造稳定性14 3.2 场地工程地质条件14 3.3 光伏发电工程站址工程地质评价15 3.4 结论及建议16 4 电力系统电力系统.18 4.1 电力系统18 4.2 光伏电站建设的必要性22 4.3 光伏项目接入系统方案23 4.4 光伏开关站24 5 光伏系统发电量计算光伏系统发电量计算.27 6 电气设计电气设计.30 6.1 电气一次30 6.2 电气二次42 6.3 通信部分54 7 土建工程土建工程.62 7.1 设计安全标准62 7.2 基本资料和设计依据62 7.3 发电大棚及逆变器室设计64 7.4 开关站65 7.5 主要工程量表67 7.6 地质灾害治理工程68 8 光伏大棚基本功能设计光伏大棚基本功能设计.70 8.1 光伏大棚通风及防虫系统设计70 8.2 风机-水帘降温系统设计.70 8.3 集露、防滴、导流排水系统设计71 8.4 给排水及水肥一体化系统设计72 8.5 植物助长及补光系统设计73 9 消防设计消防设计.76 9.1 概述76 9.2 消防措施76 10 施工组织设计施工组织设计.79 10.1 设计原则79 10.2 施工条件79 10.3 施工总布置81 10.4 施工交通运输82 10.5 工程建设用地82 10.6 主要施工方案83 10.7 施工总进度85 10.8 工期保障措施86 10.9 主要施工机械87 11 环境保护和水土保持环境保护和水土保持.89 11.1 环境保护89 11.2 水土保持91 11.3 环境效益分析92 11.4 结论及建议93 12 劳动安全与工业卫生劳动安全与工业卫生.95 12.1 总则95 12.2 劳动安全与工业卫生危害因素分析95 12.3 工程安全卫生设计96 12.4 工程运行期安全管理及相关设备、设施设计98 12.5 劳动安全与工业卫生工程量和专项投资概算99 12.6 结论和建议100 13 节能降耗措施节能降耗措施102 -1- 第一章第一章 综合说明综合说明 -2- 1 综合说明综合说明 1.1 概述概述 xx市为xx省计划单列市，xx省十强县（市）之一，xx最大的无公害蔬菜生产基地 和重点产棉区，蔬菜远销粤、闽、浙、沪等省。素有“鱼米之乡”“江南菜乡”的美 誉。总面积约1973平方千米，总人口约87.5万人。城区约19.1万人，城镇化率为47.44%， 下辖14个镇，2个街道办事处，2个乡。xx是赣东北区域中心，区位优势凸显。境内乐 安河四季通航，可直达鄱阳湖、长江；皖赣铁路、乐德铁路、206国道和3条省道通江 达海；景鹰高速、（南）昌德（兴）加密高速穿境而过，与杭瑞、沪昆高速全线贯通。 一个半小时车程内有景德镇机场、九江港口、铁路枢纽鹰潭，2小时车程内有南昌机场； 3小时经济圈内有金华、义乌、黄山等城市。xx交通优势较显著，处于xx省的南昌市、 鹰潭市、上饶市、景德镇市等周边市县的“二小时”经济圈，在地区县市中属于佼佼 者。 xx属亚热带湿润性季风气候区，冷暖交替，温暖湿润，雨量充沛，四季分明。年 平均气温18.3，最热月份为7月，月均温为29.5、极端最低温为-9.1；常年无霜 期219-313天，多年平均为247.2天，年平均降水量1672.3mm；年蒸发量1220.7mm；年 平均日照为1852.6小时。不利气候主要是晚春有寒潮袭境，中夏多暴雨洪涝，伏秋少 雨干旱，晚秋有寒露风入侵。以东北风为主，冬季西北风较大。 本工程建设在 xxxx 乡，电站的光伏阵列分布在六联栋大棚及单排大棚顶南面， 采用固定 20倾角棚顶安装方式。本工程主要是在农业大棚屋顶上敷设太阳能电池组 件，并与相关的发电设备组成光伏发电并网系统。 1.2 太阳能资源太阳能资源 根据计算，本项目所在地水平面上日平均太阳辐射为 12.56mj/m2，如果按固定支 架最佳倾角 20 度计算，斜面上的日平均太阳辐射为 13.21mj/m2，全年太阳辐射为 4822.38mj/m2，计算出峰值日照小时为 1339 小时。 本项目采用倾角 20 度进行方阵布置，总容量为 20mw， 25 年年均发电量约 20111mwh，25 年总发电量为 502781mwh。 -3- 1.3 工程地质工程地质 1）拟建区拟建工程安全等级为三级，地基等级三级，场地等级为三级，综合勘察 属丙级岩土工程勘察。 2）建议蔬菜大棚采用浅基础，选用层粉质粘土作基础持力层；办公楼采用预制 管桩基础，选用层砾砂作桩端持力层。 3）在场地东部局部分布有淤泥质土，采用浅基础施工时需清除。 4）场地地下水对对混凝土结构为微腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋为微腐蚀性。 5）抗震设防烈度建议按度考虑。 6）场地地下水较丰富，基础开挖时需做好排水措施。 1.4 工程任务与规模工程任务与规模 xx 市为 xx 省计划单列市，xx 省十强县（市）之一，xx 最大的无公害蔬菜生 产基地和重点产棉区，蔬菜远销粤、闽、浙、沪等省。素有“鱼米之乡” 、 “江南菜乡” 的美誉。总面积约 1973 平方千米，总人口约 87.5 万人。城区约 19.1 万人，城镇化率 为 47.44%，下辖 14 个镇，2 个街道办事处，2 个乡。xx 是赣东北区域中心，区位优 势凸显。境内乐安河四季通航，可直达鄱阳湖、长江；皖赣铁路、乐德铁路、206 国道 和 3 条省道通江达海；景鹰高速、 （南）昌德（兴）加密高速穿境而过，与杭瑞、沪昆 高速全线贯通。一个半小时车程内有景德镇机场、九江港口、铁路枢纽鹰潭，2 小时车 程内有南昌机场；3 小时经济圈内有金华、义乌、黄山等城市。xx 交通优势较显著， 处于 xx 省的南昌市、鹰潭市、上饶市、景德镇市等周边市县的“二小时”经济圈， 在地区县市中属于佼佼者。 xx 属亚热带湿润性季风气候区，冷暖交替，温暖湿润，雨量充沛，四季分明。年 平均气温 18.3，最热月份为 7 月，月均温为 29.5、极端最低温为-9.1；常年无霜 期 219-313 天，多年平均为 247.2 天，年平均降水量 1672.3mm；年蒸发量 1220.7mm； 年平均日照为 1852.6 小时。不利气候主要是晚春有寒潮袭境，中夏多暴雨洪涝，伏秋 少雨干旱，晚秋有寒露风入侵。以东北风为主，冬季西北风较大。 本工程建设在 xxxx 乡，装机容量为 20mwp，实际容量为 20.20032mwp。南北 长约 900 米，东西宽 750 米，土地平坦、肥沃、沙质壤土，排灌方便，离德昌高速连 -4- 接口约 3 公里，s205 省道 2 公里。整个光伏发电系统全部采用固定倾角方式安装安装 于农业大棚屋顶南面。本工程以 35kv 电压等级接入电力系统。 1.5 电气设计电气设计 1）电气一次 本光伏电站规划容量为 20mwp，本期一次建成；光伏电站按每 1mwp 为一单元 模块进行设计，每 1mwp 光伏发电单元经逆变器后通过一台 1000kva 箱式升压变压器， 将电压升至 35kv，每 10 个 1mwp 并联为一路后接入 110kv 升压站 35kv 侧。本期出 线 1 回，采用电缆形式以 35kv 电压等级接入 110kv 升压站。 xx20 兆瓦光伏农业科技大棚电站项目 epc 工程总承包工程规划装机规模 20mwp，本期全部建成。光伏范围内规划建设 1 座 35kv 开闭站，规划进出线 6 回， 其中汇集线路 5 回，送出线路 1 回，本期一次建成。新建的 1 回 35kv 出线接入规划中 的 110kv 乐华变电站,在乐华 110kv 变电站建成前,采取新建 1 回 35kv 出线接入众埠 35kv 变电站方案过渡。乐华 110kv 变电站投产后,光伏电站至众埠站 35kv 线路改接入 乐华站。 35kv 侧规划建成单母线接线，本期建成单母线接线。 380/220v 所用电接线：采用单母线接线方式。升压站的所用电电源一路引自 10kv 外接电源作为工作电源，另一路引自本期建成的 35kv 母线作为备用电源，两路通过双 电源切换装置互为备用。 2）电气二次 本光伏发电工程及其配套的开关站按无人值班、少人值守的原则设计，按运行人 员定期或不定期巡视的方式运行。 在工程中安装一套计算机监控系统，集光伏区及开关站监控于一体，具有保护、 控制、通信、测量等功能。通过该系统可实现光伏电站的全功能自动化管理，电站与 调度端的遥测、遥信功能等。 1.6 施工组织设计施工组织设计 xxxx20mwp 光伏农业科技大棚电站工程位于 xx 市 xx 市 xx 乡七社畈公路两 侧，交通较为便利。 -5- 1）施工用水 本工程施工用水拟从位于附近的村庄引接自来水管。 2）施工用电 本工程施工用电拟从附近变电站引接 10kv 线路一回至本工程站用变。 3）施工通信 项目所在区域程控电话网络覆盖率达 100%。宽带网络、移动通信全部覆盖。施工 现场的对外通信由当地电信通信网络提供，内部通信则采用无线电通信方式解决。 4）其它施工条件 本工程施工期间，所有的机械修配和加工可在 xx 市相关修配站和加工厂完成； 施工人员的生活物资等可在 xx 市的商场和市场内购买。 5）永久用地与施工临时用地 根据业主提供的用地范围坐标，本工程已取得的可利用总面积为 1157.6 亩。太阳 能光伏工程施工相对简单，同时本着节约用地的精神，根据施工进度安排，安装场地 同时可以兼顾材料堆放场地，并考虑尽量少占土地。 6）本工程总工期设计为可研核准后 4 个月。 1.7 环境保护和水土保持环境保护和水土保持 光伏发电站的环境影响以有利影响为主，不利影响很小，通过全面落实各项环保 和水土保持措施，严格按照方案进行环保和水土保持的施工和监理监测，本项目可有 效防治工程建设引起的水土流失，达到预定防治目标，具有一定的生态效益、社会效 益和经济效益。本项目在采取必要的措施后对生态环境基本无不良影响，从环境保护 和水土保持的角度考虑，项目建设时可行的。 1.8 劳动安全与工业卫生设计劳动安全与工业卫生设计 光伏电站在施工和运行期间可能存在的直接危害人身安全和身体健康的危害因素 有：火灾、电气伤害、机械伤害、车辆伤害、高低温、粉尘等，对上述危害因素应提 早预防，加强施工及运营期的安全管理，加强巡视、监督，消除事故隐患。通过对不 同时期的危害因素分析，提出预防和防护措施设施设计，可有效保障施工、运行人员 的人身健康和安全。 -6- 1.9 节能降耗措施节能降耗措施 光伏电站节能降耗主要围绕系统工程、电站布置、道路设计、设备选型、电气设 计、施工组织设计展开。采取节能降耗采取措施。 1.10 设计概算设计概算 1）编制原则依据 依据国家、部门现行的有关文件规定、费用定额、费率标准等，主要材料价格按 当地最新价格水平计列。 2）定额、费用标准及有关文件、规定 定额：定额：执行国家能源局发布的陆上风电场工程概算定额 nb/t31010-2011； 其他费用按陆上风电场工程设计概算编制规定及费用标准nb/t31010- 2011；报告编制依据光伏发电工程可行性研究报告编制办法gd003-2011。 工程量：本工程现阶段各专业提供的设计提资单、说明书及设备材料清册。 -7- 第二章第二章 太阳能资源太阳能资源 -8- 2 太阳能资源太阳能资源 2.1 区域太阳能资源区域太阳能资源 我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在 4kwh/m2d 以上，与同纬度的其它国家相比，和美国类似，比欧洲、日本优越得多。一、二、三 类地区约占全国总面积的九成以上，年太阳辐射总量高于 5000mj/m2，年日照时数大 于 2000h，具有利用太阳能的良好条件。 太阳能资源是以太阳总辐射量表示的，一个国家或一个地区的太阳总辐射量主要 取决所处纬度、海拔高度和天空的云量。根据太阳能资源评估方法（qx/t 89- 2008），太阳能资源丰富程度等级划带分布如下图 2.1-1。 图 2.1-1 中国水平面太阳辐射分布图 表 2.1-1 中国水平面太阳辐射等级划分表 等级资源带号 年总辐射量 （mj/m2） 年总辐射量 （kwh/m2） 平均日辐射量 （kwh/m2） 最丰富带i6300 1750 4.8 很丰富带ii5040 63001400 17503.8 4.8 -9- 等级资源带号 年总辐射量 （mj/m2） 年总辐射量 （kwh/m2） 平均日辐射量 （kwh/m2） 较丰富带iii3780 50401050 14002.9 3.8 一般iv95.0% (4)整机效率（考虑配电柜、变压器等损 耗） 95.0% 3逆变器输入参数 (1)输入电压范围 dc4501000v (2)mppt 电压范围 dc450820v (3)最大直流输入电流 1100a 4逆变器输出参数 (1)额定输出电压270v（线电压） (2)输出电压范围 (3)输出频率要求47-52hz (4)功率因数0.99 (5)最大交流输出电流1176a (6)总电流波形畸变率10 年 10要求的电网形式tn-c-s （3）逆变升压变压器 升压变压器采用三相户外箱式升压变压器（带高压负荷开关熔断器组合） 型号：s11-1000/35，y，d11-d11，ud=6 % -36- 额定容量：1000kva，38. 52x2.25/0.27/0.27kv 箱变高压侧： 真空负荷开关：ie=630a, id=63ka，ir=25ka，4s 熔断器： -35/30a 过电压保护器 避雷器：hy5wz-51/134 箱变低压侧： 2000a 框架断路器、低压避雷器、电流互感器 1500/1a 逆变器室用电：本工程每个逆变器室的电源由箱式升压变压器自用电取得，主要 为满足逆变器室内的通风、暖通、照明、通信及设备正常运行供电。 5）电气设备布置 光伏发电区域：直流防雷配电柜和逆变器放置在逆变配电室，箱式升压变压器布 置在户外，逆变配电室居中布置于 1mwp 光伏发电分系统的中央位置，便于直流电缆 引接，节省电缆，降低电压损失。 6）防雷接地 （1）直击雷防护 1）太阳电池方阵区域直击雷防护： 在光伏阵列区域不设置避雷针，将光伏电池组件边框与支架可靠连接，然后与接 地网连接，作为直击雷防护设施。 2）其他区域直击雷防护： 在逆变升压配电室屋顶设置避雷带用于直击雷防护。 交流侧的直击雷防护按照电力系统行业标准交流电气装置的过电压保护和绝缘 配合进行。 （2）感应雷防护 对侵入雷，在各级电压母线、线路出口、变压器出口处均设置了避雷器。 （3）接地 光伏发电区域的接地网采用水平地网与垂直接地极相结合的复合接地网方式。整 个水平地网做成“田字格模式”。 -37- 对太阳电池方阵，将每排的电池支架连为一体，并就近与水平地网相连（连接点 不小于 2 点）。保护接地、工作接地采用共网接地方式；接地电阻值按不大于 4 考虑。 升压站的接地网采用以水平接地网为主垂直接地网为辅的复合地网。水平接地网 采用606 热镀锌扁钢， 设备接地引下线均采用606 热镀锌扁钢；60 热镀锌 钢管作为垂直接地体。以满足安全要求。当不满足阻值要求时可根据实际情况采取相 应的措施。 7）电缆设施与电缆防火 （1）电缆敷设： 电池组串至汇流盒、汇流箱的连接电缆，垂直和水平方向沿电池组件安装支架敷 设，并经电缆通道汇总后沿户外电缆沟进入箱式逆变器室。 光伏电池区所有 35kv 电缆通道根据光伏发电方阵的布置位置和间隔距离等，采用 电缆直埋敷设方式，然后在逆变器室预留适当进线位置穿入。电缆过道路部分埋管敷 设。 逆变器室内设有电缆通道，通往各主要电气设备附近，基础内部电缆通道设电缆 支架，动力电缆和控制电缆敷设时分层；电缆在无电缆支吊架的地方穿管暗敷。 （2）电缆防火及阻燃措施： 在电缆主要通道上，设置防火阻燃分隔措施，设置耐火隔板、阻火包等。 墙洞、盘柜箱底部开孔处、电缆管两端、电缆沟进入建筑物入口处等采用防火封 堵。 电缆防紫外线照射措施：本工程所有室外电缆敷设，将沿太阳电池板下、埋管或 沿电缆沟敷设，以避免太阳直射，提高电缆使用寿命。 6.1.2 开关站电气部分开关站电气部分 1）电气主接线 xx20 兆瓦光伏农业科技大棚电站项目 epc 工程总承包工程规划装机规模 20mwp，本期全部建成。光伏范围内规划建设 1 座 35kv 开闭站，规划进出线 6 回， 其中汇集线路 4 回，送出线路 1 回，本期一次建成。新建的 1 回 35kv 出线接入规划中 的 110kv 乐华变电站,在乐华 110kv 变电站建成前,采取新建 1 回 35kv 出线接入众埠 35kv 变电站方案过渡。乐华 110kv 变电站投产后,光伏电站至众埠站 35kv 线路改接入 -38- 乐华站。 35kv 侧规划建成单母线接线，本期建成单母线接线。 380/220v 所用电接线：采用单母线接线方式。升压站的所用电电源一路引自 10kv 外接电源作为工作电源，另一路引自本期建成的 35kv 母线作为备用电源，两路 通过双电源切换装置互为备用。 2）短路电流计算及主要设备选择 根据系统专业提资，光伏电站 35kv 相关设备的短路水平按不低于 25ka 设计。由 于本光伏电站站址海拔高度小 1000 米，故电气设备均采用普通型产品不需要进行高 海拔系数修正。 3.2.1 35kv 电气设备 本站 35kv 配电装置采用手车式户内高压开关柜。 (1) 35kv 真空断路器 额定电压： 35kv 额定电流： 1250a/630a 额定开断电流： 25ka 动稳定电流（peak）： 63ka 热稳定电流（r.m.s）： 25ka，4s (2) 35kv 电流互感器 额定电压： 35kv （出线）二次组合： 5p20/5p20/0.5/0.2s 额定电流比：600-1200/1a （进线）二次组合： 5p20/5p20/0.5/0.2s 额定电流比：100-300/1a （所用电及接地变）二次组合： 5p20/5p20/0.5/0.2s 额定电流比：50-150/1a （无功补偿）二次组合： 5p20/5p20/0.5/0.2s 额定电流比：200-400/1a 二次负担 0.2s 级为 10va，其它等级为 15va，各准确等级 ct 均带二次中间 抽头。 （二次中间抽头的二次负担最低不能小于 10va） 。 (3) 电磁式电压互感器 -39- 额定电压比：kv 3 1 . 0 / 3 1 . 0 / 3 1 . 0 / 3 35 准确级及额定输出：0.2/0.5(3p）/3p 60va/相 (4) 氧化锌避雷器 型号：hy10w-51/134 (5)关于中性点接地设备选型：关于中性点接地设备选型： 一般工程中 35kv 系统采用接地变压器带小电阻的接地方式，即通过曲折绕组变压 器（zn 接线）人为的制造出 35kv 侧中性点，并在中性点和大地之间接入有一定阻值 的电阻。该电阻与系统对地电容够成并联回路，由于电阻是耗能元件，也是电容电荷 释放元件和谐振的阻压元件，可有效防止谐振过电压和弧光过电压。35kv 系统发生单 相接地时，可使保护动作，切除故障线路。 经计算，本期工程 35kv 系统单相接地电容电流约为 21.4a，考虑到保护灵敏度的 因素，电阻的额定电流选 400a，接地变压器容量为 800kva，变压器中性点电阻柜阻 值为 50.52。 (6)关于无功补偿装置选型：关于无功补偿装置选型： 由于光伏发电输出功率不稳定，使得无功不是一个定值，需要根据光伏组件出力 自动调整大小。在开闭站 35kv 母线上配置常规的电容器组已无法满足工况需要，故 35kv 无功补偿须选用动态无功补偿装置。动态无功补偿装置的跟踪时间满足毫秒级跟 踪才能满足光伏电站运行要求。 目前满足光伏电站运行要求的动态无功补偿装置有两种：相控式（tcr型）动态 无功补偿装置和svg动态无功发生器。 相控式动态无功补偿装置（相控式动态无功补偿装置（tcr） 相控式动态无功补偿装置（tcr）原理是：在普通的电容器组上并联一套相控电 抗器（相控电抗器一般由可控硅、平衡电抗器、控制设备及相应的辅助设备组成） 。相 控式原理的可控电抗器的调节原理见下图 所示。 通过对可控硅导通时间进行控制， 控制角（相位角）为，电流基波分量随控制角的增大而减小，控制角可在 0 90范围内变化。控制角的变化，会导致流过相控电抗器的电流发生变化，从而改 变电抗器输出的感性无功的容量。 普通的电容器组提供固定的容性无功，感性无功和容性无功相抵消，从而实现总 -40- 的输出无功的连续可调。 e 1 t 2 t l i 相控式原理图 优点： 响应速度快，30ms。一般年损耗在 0.5%以下。 缺点：晶闸管要长期运行在高电压和大电流工况下，容易被击穿，维护困难；晶 闸管发热量大，一般情况采用纯水冷却，除了有一套水处理装置可靠的水源外，还需 配监护维修人员。另外，其晶闸管产生的大量谐波电压污染电网，需配套滤波装置。 整套装置占地面积很大，价格较贵。 svg 动态无功发生器动态无功发生器 静止无功发生器（svg）的基本原理是将自换相桥式电路通过电抗器并联在电网 上，适当调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流就 可使该电路吸收或者输送满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。svg 并联 于电网中，相当于一个可变的无功电流源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流 的变化而变化，自动补偿系统所需的无功功率。可直接发感性或容性无功，补偿效果 好。由于 svg 响应速度极快，所以又称静止同步补偿器，其响应时间为 510ms。 c 3l l2 1l tttt 65432 t 1 t t6t5t4t3t2t1 静止无功发生器原理图 该产品是动态无功补偿的装置的换代产品，其占地面积极小，免维护，一般年损 耗在 0.3%以下。且 svg 设备紧凑，占地较小可布置在户内，适用于占地面积紧张或 盐雾腐蚀严重的区域。但其对电网要求的适用性最佳，随着目前几年的应用，其价格 -41- 亦趋于合理时应优先选用。 综上所述，故本工程推荐使用综上所述，故本工程推荐使用 svg 型动态无功补偿装置。型动态无功补偿装置。 根据系统资料，本工程 35kv 动态无功补偿部分，升压站内每台主变下配置不低于 6mvar 的容性动态无功补偿装置，本期上齐。每台套 svg 可实现 06mvar 容性连续平 滑调节。 3）绝缘配合及防雷接地 （1）设备绝缘保护原则 本站暂按三级污秽区进行设计：35kv 单位爬电比距选取为 3.1cm/kv，设备涂防污 涂料。 （2）防雷保护 对直击雷的保护通过在架构上设置避雷针、独立避雷针、屋顶设置避雷带来实现， 保护范围的计算采用现行过电压保护规程的计算方法。 本站本期建设的所有的设备均在避雷针的保护范围内。建筑物部分未在避雷针的 联合保护范围内，因此需在主控楼、联合泵房、深井泵房屋顶设置避雷带。 对侵入雷，在各级电压母线、线路出口、变压器出口处均设置了避雷器。 （3）接地 本站采用608 的热镀锌扁钢作为水平接地体，l50x50x5 热镀锌角钢作为垂直 接地体，设备接地引下线采用-608 热镀锌扁钢，经计算满足热稳定要求。 在避雷针和避雷器附近，设置必要的垂直接地极，以加强散流。 将开闭站地网与光伏场区主地网相连，敷设完毕后进行实测接地电阻值，若不满 足接触电势和跨步电压的安全要求，需进行降阻。一般降阻措施有：扩网、外引接地 体、换土、加降阻剂、接地深井、爆裂深井、离子棒、离子模块等。本工程推荐采用 扩网或接地深井特殊处理方式。 在本站配电区操作机构处铺设碎石高阻路面，以保证运行人员的安全。 4）各级电压配电装置布置 35kv 配电装置推荐采用户内方案，采用中置式手车柜。35kv 无功补偿采用 svg 型户内装配式。 5）站用电 站用电备用电源从 35kv 母线上引接，工作电源从施工完工后保留的 10kv 施工电 源引接，容量为 400kva 的干式变压器，备用变容量为 250kva。在工作电源失去后， -42- 站用电从 35kv 母线上取得备用电源，维持全站动力负荷正常供电。站用电系统为 0.4kv 单母线接线，由 4 面低压配电屏组成。 控制系统和保护装置的直流负荷由本期设置的 220v 直流系统供电。 0.4kv 低压配电屏设置在低压配电室中。 6）照明 （1）常用照明 建筑物照明：主控制室及通信机房采用嵌入式荧光灯，一般工作间和休息室采用 荧光灯。配电装置室采用吊灯壁灯相结合的方式，光源为节能荧光灯。蓄电池室采用 防爆灯具。泵房等处设置必要的防水防尘灯。 室外照明：屋外配电装置区采用投光灯和草坪灯相结合的照明方式，检修时采用 投光灯，巡视及一般照明采用庭院灯。这样能有效地利用电源，节省照明容量。 （2）事故照明 在主控制室、通信机房、配电室等处设置事故照明。 7）电缆设施与电缆防火 电缆采用电缆沟、埋管、直埋等方式敷设。 电缆防火：严格按照有关规程，对电缆通过的有关部位进行封堵处理。所有建筑 物与室外电缆沟相连接处的进出口，均应设置阻火墙。 室外电缆沟交叉处及长距离电缆沟每隔100m设置一道阻火墙。阻火墙两侧电缆 1.5m范围，需刷防火涂料。 对高、低压电缆采用分沟敷设。 封堵材料采用无机速固硬质堵料和有机软质堵料。防火墙的耐火极限为4h。 6.2 电气二次电气二次 6.2.1 编制依据及主要引用标准编制依据及主要引用标准 1) 电气二次部分编制依据及主要引用标准如下： gb/t 14285-2006 继电保护及安全自动装置技术规程 gb 50116-2008 火灾自动报警系统技术规范 gb 50217-2007 电力工程电缆设计规范 -43- gb/t 50063-2008 电力装置的电测量仪表装置设计规范 dl/t 448-2000 电能计量装置管理规定 dl/t 553-1994 220500kv 电力系统故障录波动态记录技术准则 dl/t 5002-2005 地区电网调度自动化设计技术规程 dl/t 5003-2005 电力系统调度自动化设计技术规程 dl/t 5044-2004 电力工程直流系统设计技术规程 dl/t 5136-2001 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程 dl/t 5149-2001 220500kv 变电所计算机监控系统设计技术规范 gb50059-92 35110kv 变电所设计技术规程 gb/t 19939 光伏系统并网技术要求 gb/z 19964 光伏发电站接入电力系统技术规定 q-gdw617-2011 光伏电站接入电网技术规定 国家电网公司十八项电网重大反事故措施(修订版) 国家电网调【2006】1167 号关于贯彻落实电监会电力二次系统安全防护总体方 案 电监安全【2006】34 号电力二次系统安全防护总体方案 2) 设计原则 电站按“无人值班”（少人值守）的原则进行设计。在工程中安装一套计算机监控 系统，集光伏区及开关站监控于一体，具有保护、控制、通信、测量等功能。通过该 系统可实现光伏电站的全功能自动化管理，电站与调度端的遥测、遥信功能等。 6.2.2 监控系统监控系统 1) 光伏区监控 本工程光伏发电系统由 20 个 1mwp 的发电单元构成。每个发电单元包括光伏阵列、 汇流箱、直流防雷柜、2 台 500kw 的逆变器、分裂变压器、开关柜及相应的监控、保 -44- 护设备组成。 在光伏区域每 1mwp 发电单元逆变器室内，设置就地规约转换及接口装置、光纤 环网交换机等设备，并根据 35kv 进线路数量组成若干光纤环网。每 1mwp 光伏发电 单元箱变配置 1 台箱变测控装置。逆变器、汇流箱、环境监测仪、箱变测控装置及火 灾报警探测器等通过规约转换及接口装置，经光纤环网接入开关站内光伏监控系统接 口屏，实现开关站内对光伏发电单元运行参数的监视、报警、历史数据储存等统一管 理，以及对光伏发电单元分裂变运行的远程监控。 （1）光伏发电系统的控制 a. 就地监控 逆变器、规约转换装置采用显示屏幕、触摸式键盘方式进行人机对话，运行人员 可就地对逆变器进行参数设定、控制等功能。 b. 集中监控 开关站内配置的光伏发电监控系统对各光伏发电单元设备进行监控，并能够单独对 每台逆变器进行启停操作、参数设置、故障报警和电能量累加等功能。 上述控制操作需相互闭锁，同一时间只接收一种控制指令。 （2）光伏发电系统的保护、测量和信号 运行人员可就地通过规约转换装置，对每台汇流箱的参数、设备状况、事故记录进 行查看，还可在中心配电室或开关站主控室操作员站上连续记录、查看光伏发电系统 运行数据和故障数据，其中包括电站的当前发电总功率、日总发电量、累计总发电量、 累计 co2 总减排量、每天发电功率曲线图、逆变器的输入输出的运行参数和相关故障 报警信号。 逆变器具有直流输入过、欠压保护，输出过压，过载保护，过流和短路保护，过热 保护，孤岛检测保护功能。此部分保护由逆变器厂家实现。 逆变器出口升压变压器考虑采用分裂变压器。箱变高压侧配置负荷开关和插入式熔 断器，作为变压器过载及短路保护。当电气设备发生短路故障时，能在最小的区间内， 断开与电网的连接，以减轻故障设备的损坏程度和对临近地区设备的影响。 变压器绕组温度、高低压侧开关位置及异常信号等由箱变智能测控装置采集，并上 传至开关站内光伏监控系统。 （3）环境监测 工程中配置 1 套环境监测系统。该系统由风速传感器、风向传感器、日照辐射表、 -45- 测温探头及配套支架组成，可测量风速、风向、环境温度和太阳光辐射强度等参量， 通过 rs485 总线或光缆传输方式将数据上传至光伏发电监控系统，实时显示、记录环 境数据。 （4）光伏电站信号上传 根据国家电网公司文件 q/gdw 617-2011光伏电站接入电网技术规定 。光伏发 电系统应能和开关站监控系统进行通信，并至少将以下信号上传至调度部门。正常运 行情况下，光伏电站向电网调度机构提供的信号至少应包括： a. 光伏电站并网状态、辐照度、环境温度； b. 光伏电站有功和无功输出、发电量、功率因数； c. 光伏电站并网点的电压和频率、注入电网的电流； d. 主变压器分接头档位（本工程没有） 、主断路器开关状态等。 2) 开关站监控 本工程光伏发电系统由 20 个 1mwp 的发电单元构成，经 35kv 集电线路接入 35kv 开关站。 开关站按无人值班、少人值守的原则设计，按运行人员定期或不定期巡视的方式运 行。 （1）概述 全站的二次设备，包括控制、保护、测量、信号、故障录波、远动等都采用微机 装置。各装置通过网络传递信息并实现资源共享。 公用设备、网络接口等设备分别组屏布置在综合保护室内，35kv 相关测控保护装 置安装在 35kv 开关柜上。各测控保护装置通过 rs485 口或以太网口接入监控系统， 保护动作及装置故障信息等重要信号通过硬接点接入公用测控屏。 （2）系统结构和功能 系统纵向分两层，站控层和间隔层。采用分层分布的网络结构，实现与所有通讯 能力的智能设备通信。 间隔层介绍： 间隔层按站内一次设备配置。 各间隔设备相对独立，仅通过站内通信网互联，并通过光纤与站控层的设备通信。 间隔层功能分两部分：一、测控功能，包括数据（电流、电压、有功、无功、温 -46- 度、直流、各种开关量信息等）的采集并上送以及接收并执行来自就地监控或调度端 的控制操作；二、计量功能，电量采集器通过 rs485 口将电能量信息传至计算机监控 系统。 站控层介绍： 按照功能分散布置、资源共享、避免设备重复原则设计，考虑配置如下设备：两 台远动主机（集中组屏） 、两台监控主机。 为提高传输速率和增加可靠性，网络通信媒体采用对称双绞线电缆和光缆，站内 主网采用双以太网。主网与间隔层网络连接采用光缆。各主要断路器可以在调度端、 站内监控主机、就地三处控制，相互之间有联锁功能，同一时间内只能由一处控制。 （3）防误闭锁系统 开关站不设置独立的五防主机，将其中一套计算机监控主机兼做“五防”工作站。 远方操作通过“五防”工作站实现全站的防误操作闭锁功能，就地操作时由电脑钥匙和 锁具实现，在受控设备的操作回路中串接本间隔的闭锁回路。 （4）全站时钟同步系统 配置 1 套时钟源装置，分别接收 gps 和北斗卫星时钟信号，同时配备时标信号扩 展装置，上述装置放置在远动主机屏内。监控系统中站控层的设备采用 ntp 协议网络 对时或通过远动工作站 rs-232 串口对时。保护装置、故障录波装置等设备采用直流 irig-b 对时。 （5）监控系统与其它智能设备的通讯 对于重要的设备状态量信号或报警信号采用硬接点方式接入 i/o 测控装置，配置 智能型公用接口装置，通过 rs-485 串口方式实现与智能设备之间的信息交换，经过规 约转换后通过以太网传送至监控系统主机。 3）系统调度自动化 （1）远动系统 a. 调度关系 根据光伏电站的建设意义以及电网实行统一调度分级管理的原则及接入系统评审 意见的要求，考虑调度关系如下：光伏电站远动信息同时传送到 xx 省主、备调及赣 东北地调主站系统。 b. 远动信息 根据 dl5003-2005电力系统调度自动化设计技术规程 ，本工程远动信息内容如 -47- 下： a. 遥测： 35kv 线路的有功功率，无功功率，三相电流； 35kv 母线电压，频率； 光伏电站总有功功率、无功功率； 光伏电站的并网状态、日照辐照度和温度等； 光伏电站有功和无功输出、发电量、功率因数； 逆变器电流、电压； b. 遥信： 全站事故总信号； 35kv 断路器双位置、断路器本体信号、隔离手车和接地刀闸位置信号； 35kv 线路主保护动作信号、保护装置故障信号； 逆变器开关位置信号； c. 遥控： 35kv 断路器分、合； 通过遥控软接口，控制光伏逆变电源系统的开/关机； 预告信号复归； c. 远动系统功能及技术指标 a. 远动功能 遥测、遥信功能： 即模拟量、脉冲量、状态量等实时数据的采集、预处理和 远传功能。 遥控功能：遥控命令的接收、处理和执行功能。 一发二收功能： 遥测越死区传送，遥信变位优先传送，遥控具有返送校核功能。 脉冲量应具有存储、记录功能。断电后，脉冲量信息可保留 3 天。 事件顺序记录功能。 设备自诊断和自恢复功能。 通道监视和自动切换功能。 参数的设定和修改功能（调度端和当地均可操作） 。 b. 技术指标： -48- 站控层系统可用率不小于 99.9%； 站控层平均故障间隔时间(mtbf)不小于 20000h； 间隔层平均故障间隔时间(mtbf)不小于 30000h； 主机正常负荷率宜低于 30%，事故负荷率宜低于 50%；网络正常负荷率宜低 于 20%，事故负荷率宜低于 40%； 模数转换分辨率不小于 12 位，最大误差应满足 dl/t630-1997 的要求； 模拟量越死区传送时间不大于 2s（至站控层显示屏） ； 开关量变位传送时间不大于 1s（至站控层显示屏） ； 遥控操作正确率不小于 99.99%，遥调正确率不小于 99.9%； 开关量信号输入至画面显示的响应时间不大于 2s； 事件顺序记录分辨率(soe)不大于 2ms； 动态画面响应时间不大于 2s； 整个系统对时精度误差应不大于 1ms。 d. 设备配置方案 a. 开关站侧远动设备 开关站内采用计算机监控系统，光伏发电系统的状态信息传入开关站计算机监控 系统。开关站侧设置独立的远动装置，远动主机双重化配置，采用交流采样，具有遥 测、遥信功能、事件顺序记录功能，故障自诊断及自恢复功能，一发多收等功能，且 有足够的外部通信接口，具有高可靠性和高稳定性，符合当今新技术发展的潮流，分 布开放式模块化结构，方便维护易于扩容。 根据仪器仪表配置标准，远动系统需配置专用的测试仪表。 b. 调度侧远动设备 根据工程需要配置相应调度自动化接口设备及模拟屏元器件，修改相应的软件，并进 行调试，以实现对开关站的调度职能。由此而引起的费用应列入本工程概算。 （2）电能量计量系统 站内配置电能量采集器 1 台，关口表及各多功能电度表电量信息通过 rs485 口接 入电能量采集器，通过 modem 拨号方式传往赣东北地调，并可与本站监控系统连接。 本站 1 台电能量采集器放置电能量采集屏内。 （3）电能质量在线监测 根据 q/gdw617-2011光伏电站接入电网技术规定相关要求，本工程装设 1 面 -49- 电能质量监测屏，放置于综合保护室内。采用 a 类电能质量在线监测装置，用于检测 并网点电能的质量，对光伏电站可能引起的谐波、电压偏差、频率偏差、电压波动和 闪变、三相不平衡度、注入电网直流分量进行在线监测，装置具有通讯接口，具备远 传电能质量数据功能。 （4）有功功率控制系统 本光伏电站配置一套有功功率控制系统，能够接收并自动执行调度部门远方发送 的有关控制信号。根据电网频率值、电网调度部门指令等信号自动调节开关站的有功 功率输出，确保光伏电站最大输出功率及功率变化率不超过电网调度部门的给定值， 以便在电网故障和特殊运行方式时保证电力系统的稳定性。 （5）无功功率控制系统 本光伏电站配置一套无功电压控制系统，具备无功电压调节能力。光伏监控系统 应充分利用逆变器的功率调节能力来进行功率和电压的调节。光伏电站应能根据电力 系统调度指令，自动调节其无功功率，实现对并网点电压的控制，并保证其协调性和 快速性。 （6）光伏发电功率预测系统 本工程配置 1 套光伏发电功率预测系统。光伏发电功率预测系统可对光伏电站的 输出功率进行预测，有助于电力系统调度部门统筹安排常规能源和光伏发电的协调配 合，及时调整调度计划，合理安排电网运行方式，一方面有效地降低光伏接入对电网 的影响，提高电网运行的安全性和稳定性，另一方面减少电力系统的旋转备用和运行 成本，以充分利用太阳能资源，获得更大的经济效益和社会效益。 （7）相量测量装置 本光伏电站装设一面相量测量屏。屏上配置同步相量测量装置测量本期工程范围 的相量信息，并装设数据集中处理单元、授时单元等设备。相量信息通过调度数据网 接入 xx 省调主站系统。 （8）通道要求 a. 远动通道： 远动系统设置以太网口，主通道采用调度数据网设备，上传至 xx 省主、备调、 赣东北地调。 b. 保护通道： 光伏电站至对端站线路配置光纤电流差动主保护，保护通道采用专用光纤通道， -50- 专用纤芯 2 芯，备用 2 芯。 c. 计量通道： 电能信息采用modem 拨号方式传往赣东北地调，规约采用xx102 规约。 （9）电力调度数据网接口及网络安全防护装置 配置电力调度数据网络接口装置 2 套，包括路由器 2 台，网络交换机 4 台，将信 息通过电力调度数据网络通道及时、可靠传送到调度端。 按照“全国电力二次系统安全防护总体要求”，站内在调度数据网与其它非实时系统网 络接口安装网络信息安全防护装置。 6.2.3 继电保护及安全自动装置继电保护及安全自动装置 1）保护装置的选型 与集成电路型模拟式保护相比，微机保护装置功能齐全、运行灵活、可靠性高、 抗干扰能力强、具备自检功能、价格适中、且能方便地与电站计算机监控系统接口， 结合本电站自动化水平的要求，本电站采用微机型继电保护装置。 2）保护配置方案 根据 gb14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程的要求，本站保护配置 如下： （1）35kv 母线保护 本期 35kv 建成单母线接线，配置 1 台 35kv 母线保护装置，具备母差保护、充电 保护等功能。 （2） 35kv 线路(并网线)保护 35kv 线路(并网线)按光纤电流差动主保护保护配置，并配置完整的后备保护，保 护通道采用专用光纤芯方式。 （3）35kv 线路(进线)保护 35kv 线路(进线)配置线路保护测控装置，根据小电阻接地 35kv 系统线路保护的 配置原则，35kv 线路配置电流速断保护、过流保护及零序电流保护。采用微机型装置， 集保护、控制、测量及远传功能于一体。 （4）站变保护 本期设置 2 台站用变压器，#2 站变由站外 10kv 电源引入，10kv 侧装设跌落式熔 -51- 断器作为电流速断保护，#1 站变(兼接地变)由站内 35kv 母线电源引入，本台变压器保 护配置如下： a. 对于站用变压器引出线、套管及内部的短路故障，装设电流速断保护作为主保 护。 b. 对于外部相间短路引起的站用变压器过电流装设过流保护。 c. 接地变对高低压侧单相接地短路装设了接于高低压侧中性线零序电流互感器上 的零序电流保护。 0.4kv 侧装设双电源切换装置，正常情况下由#2 站用变压器供电，#1 站用变压器 作为备用电源。 （5）动态无功补偿装置保护 动态无功补偿装置保护应满足 gb/t 14285-2006继电保护和安全自动装置技术规 程中对相应设备的规范要求。根据一次设备配置情况应至少具备以下保护： 1) 功率单元应配置驱动故障、过压、欠压、失压、短路及超温故障等保护； 2) 整套无功补偿系统应具备输出电流过流、供电过压、欠压、失压保护等； svg 厂家负责整套动态无功补偿装置的保护及测控，并提供相应保护及测控设备。 svg 回路开关柜至 svg 设备之间的保护、控制由设计院考虑，配置测控保护装置。 （6）振荡低压解列装置 本工程考虑装设一套振荡低压解列装置，当系统出现异常时，将光伏电站切除， 以确保光伏发电系统的安全。本期设置一面振荡低压解列装置。 （7）故障录波器 为了分析电力系统事故及继电保护装置的动作情况，使电网调度机构能全面、准 确、实时地了解系统事故过程中继电保护装置的动作行为，本工程装设 1 台故障录波 装置。光伏电站故障动态过程记录系统大扰动如短路故障、系统震荡、频率崩溃、电 压崩溃等发生后的有关系统电参量的变化过程及继电保护与安全自动装置的动作行为。 光伏电站并网点交流电压、电流信号需接入故障录波装置。保护动作信号、电能质量 监测装置触发输出信号可接入故障录波装置的外部触发点。故障录波信息通过调度数 据网上传至地调。 （8）保护及故障信息管理系统子站 为了完成电网继电保护、故障录波实时数据的收集与处理，实现二次装置运行管 理的网络化和自动化，提高继保系统管理