光伏发电9MW初步设计说明及清册.doc

中正农业发展有限公司华港9MW光伏发电项目初步设计说明书中正农业发展有限公司华港9MW光伏发电项目初步设计说 明 书(附主要设备材料清册）国电科源电力设计工程咨询有限公司2018年04月 目 录1 总论31.1 设计依据31.2 设计规模31.3 设计范围31.4 站址概述32 系统部分32.1 系统一次32.2 系统继电保护32.3 系统调度自动化42.4 系统通信63 工艺部分74 电气部分74.1 电气主接线74.2 短路电流计算及主要设备选择74.3 电气总平面布置84.4 电气二次线84.5 计算机监控系统84.6 元件保护及自动装置104.7 抗干扰措施及二次电缆的选择114.8 交直流及不停电电源（UPS）系统114.9 电缆敷设134.10 防雷、接地及过电压保护134.11 照明、动力144.12 火灾报警145 土建部分145.1 工程地质145.2 设计参数145.3 场气象条件145.4 采暖通风156 消防部分156.1 消防设计依据156.2 一般设计原则156.3 消防设计157 环境保护、劳动安全和节能措施158 主要设备及材料清册16 初步设计说明书1 总论1.1 设计依据本工程依据以下文件进行初步设计：(1) 有关的法令、法规、标准及技术规程、规范；(2) 江苏省电力公司文件国网泰州供电公司经济技术研究所关于中正农业发展有限公司华港9MW光伏发电项目接入系统报告及其方案设计审查意见；(3) 设计委托书。1.2 设计规模中正农业发展有限公司华港9MW光伏发电项目，利用镇南大圩内葛舍村耕地，共铺设315Wp多晶硅组件28512块，建设总装机容量为8.98128MWp。根据葛舍村耕地光伏电站的装机容量以及电气接入设计，总共分为8个子系统，其中1#4#子系统容量均为0.99792MW；5#8#子系统容量均为1.2474MW。光伏组件通过汇流逆变，升压至10kV汇流母线后接入电网。1.3 设计范围本工程设计范围主要包括光伏电站各专业设计(工艺、电气一次线、电气二次线、系统保护、调度自动化、通信、土建(构)筑物等全部工程)。1.4 站址概述本项目汇流站位于镇南大圩内葛舍村内，交通便利。2 系统部分2.1 系统一次2.1.1 建设规模项目利用镇南大圩内葛舍村耕地，组件安装角度为23，建设总装机容量为8.98128MWp。（1）本工程分为8个子系统，其中1#4子系统容量均为0.99792MW，各采用1套箱式变压器房，该箱式变压器房内含1000kVA变压器1台，配套高压开关柜1面及低压系统一套；5#8#子系统容量均为1.2474MW，该箱式变压器房内含1250kVA变压器1台，配套高压开关柜1面及低压系统一套。本工程新增10kV汇流站配电装置共6回，分别为：出线柜1回、进柜1回、母线设备柜1回、所用变柜1回、SVG柜1回、计量柜1回，采用单母线接线，并入电网。2.2 系统继电保护2.2.1 一次系统简介本工程新增10kV汇流站配电装置共6回，分别为：出线柜1回、进柜1回、母线设备柜1回、所用变柜1回、SVG柜1回、计量柜1回，采用单母线接线，并入电网。2.2.2 配置原则系统继电保护及安全自动装置的配置原则是：贯彻执行有关设计技术规程、规定，贯彻执行国家电网公司有关系统继电保护及安全自动装置的配置和反事故措施文件精神。2.2.3 配置方案光伏电站逆变器必须具备快速监测孤岛且监测到孤岛后立即断开与电网连接的能力。光伏电站设置安全自动装置，实现频率电压异常紧急控制功能，跳开光伏电站侧断路器。2.3 系统调度自动化2.3.1 调度自动化现状根据江苏省泰州市现行电力调度规程规定，光伏电站调度关系为泰州调度管辖。2.3.2 设备配置（1） 光伏电站配置计算机监控系统，远动功能纳入监控系统统一考虑，配置1套远动主机。远动信息采用主备通道经调度数据网传输到泰州调度。（2） 配置北斗和GPS时钟同步对时系统1套。（3） 光伏电站配置2套调度数据网接入设备、2套二次系统网络安全防护设施（四套纵向加密装置）。光伏电站并网点配置A类电能质量在线监测装置1套，监测电能质量参数，包括电压、频率、谐波、功率因数等。（4） 光伏电站配置1套有功、无功控制系统。（5） 光伏电站配置1套光功率预测装置。2.3.3 电能量计量（1）光伏电站配置1套电能量采集终端服务器。（2）根据国家电网公司光伏电站接入电网技术规定、分布式光伏发电接入系统典型设计及江苏光伏电站接入系统导则规定及资产分界原则，本工程电能量计量点暂定光伏电站侧（资产分界点）,光伏电站侧配置主、备计费表各一块。电能量计费表精度要求为0.2S级，电能表采用静止式多功能电能表，至少应具备双向有功和四象限无功计量功能、事件记录功能。本期主、副两块关口计量计费表一块就地安装于10kV专用计量柜内。要求有关电流互感器、电压互感器的精度分别达到0.2S、0.2级。2.3.4 远动系统（1）远动信息内容根据分布式光伏发电接入系统典型设计、江苏分布式光伏电站无线实时信息采集与传输方案，中正农业发展有限公司华港9MW光伏发电项目远动信息上传至省公司六角楼信息内网数据库，上传信息包括并网设备状态、并网点电压、电流、有功功率、无功功率和发电量等电气运行工况，泰州市调度控制中心应实时监视运行情况。（2）远动信息传输光伏电站本期配置监控系统，具备远动功能，有关10kV汇集站本体信息的采集，处理采用计算机监控系统来完成，该监控系统配置用于信息远传的远动通信服务器。光伏电站监控系统通过数据采集器采集逆变器、电能表、汇流箱、环境采集器及光伏电站10kV汇集站升压变、10kV线路等设备的数据信息。本部分信息属于电力系统二次安全分区区内容，需上传至电力调度运行部门。（3）网络安全通过10千伏电压等级接入的分布式光伏电站内二次安全防护，应满足“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的总体原则，配置相应的安全防护设备。2.3.5 远动信息配置根据电力系统调度自动化设计技术规程（DL/T 5003-2005）、地区电网调度自动化设计技术规程（DL/T 5002-2005）的要求，本工程光伏电站远动信息配置如下：（1）并网点开关状态。（2）并网点电压。（3）并网点电流。（4）光伏电站有功功率。（5）光伏电站无功功率。（6）光伏电站发电量。2.4 系统通信2.4.1 调度关系本工程随10kV光伏电站至华港变线路，架设1根24芯ADSS光缆，长度约3.3公里。光伏电站通过110千伏华港变变接入姜堰接入层，由此形成本期工程至调度端的通道。2.4.1.1 远动通信设备配置光伏电站配置622M SDH设备1台，PCM设备1台、通信数据网交换机1台、8口IAD1台。3 工艺部分项目利用镇南大圩内葛舍村耕地，组件安装角度为23，建设总装机容量为8.98128MWp。光伏发电系统采用多晶体硅太阳能电池作为光电转换装置，系统没有储能装置，利用逆变器将直流电转换成交流电后，通过汇流升压至10kV汇流站，经汇流站实现光伏电能的接入。本工程发电系统由光伏组件、集中式逆变器、直流防雷汇流箱等组合而成。共选用315Wp多晶硅组件28512块，光伏组件总装机容量为8.98128MWp。根据葛舍村耕地光伏电站的装机容量以及电气接入设计，本工程分为8个子系统，其中1#4子系统容量均为0.99792MW，各采用1套箱式变压器房，该箱式变压器房内含1000kVA变压器1台，配套高压开关柜1面及低压系统一套；5#8#子系统容量均为1.2474MW，该箱式变压器房内含1250kVA变压器1台，配套高压开关柜1面及低压系统一套。各厂房光伏阵列布置如下表所示：分区安装位置组件数量（块）功率（MWp）11#光伏方阵31680.9979222#光伏方阵31680.9979233#光伏方阵31680.9979244#光伏方阵31680.9979255#光伏方阵39601.247466#光伏方阵39601.247477#光伏方阵39601.247488#光伏方阵39601.24744 电气部分4.1 电气主接线本工程在镇南大圩内葛舍村内。本工程新增10kV汇流站配电装置共6回，分别为：出线柜1回、进柜1回、母线设备柜1回、所用变柜1回、SVG柜1回、计量柜1回，采用单母线接线，并入电网。 本工程10kV中性点采用不接地系统。 电气主接线图详见FA0050C-D0101-01图。4.2 短路电流计算及主要设备选择4.2.1 短路电流计算根据一次接入系统报告，所有设备开断流按照25kA来选择。4.2.2 主要设备选择（1） 集中式逆变器：500kW逆变器8台、630kW逆变器8台。（2） 升压变：1#4#子系统10kV升压变采用容量为1000kVA的双分裂干式变压器4台。变比为10.52x2.5%/（0.32-0.32）kV，接线组别D/(Y11-Y11)，短路电压Ud=6；5#8#子系统10kV升压变采用容量为1250kVA的双分裂干式变压器4台。变比为10.52x2.5%/（0.38-0.38）kV，接线组别D/(Y11-Y11)，短路电压Ud=6（3） 10kV配电装置采用户内移开式开关柜，开关柜内配真空断路器，短路水平按25kA选择。（4） 10kV电缆采用ZRC-YJV22-8.7/15型。 10kV配电装置及箱变一次接线图详见图FA0050C-D0101-05、D0101-06。4.3 电气总平面布置光伏汇流站位于镇南大圩内葛舍村内。箱变就近分布在各光伏区域附近。4.4 电气二次线4.4.1 电气二次设备的布置本工程电气二次设备布置：10kV出线保护测控装置就地安装在10kV开关柜上（保护与测控合一）；远动通讯柜、公共测控柜、视频监控柜、频率电压紧急控制柜、光功率预测柜、电能质量在线监测柜、交直流系统柜及蓄电池屏均布置在10kV升压站二次设备室内。电气二次设备室内所有屏柜均采用相同外形尺寸，即高2260mm，宽800mm，深600mm。4.4.2 测量、计量测量、计量表计均按电力行业标准DL/T5137-2001电测量仪表装置设计技术规程和电力行业标准DL/T448-2000电能计量装置技术管理规程的要求进行配置。10kV关口计量电能表和并网电能表精度不低于0.2S级，并且有关电流互感器、电压互感器的精度分别达到0.2S、0.2级。关口计量电能表具备电流、电压、电量等信息采集和三相电流不平衡监测功能，电能表精度不低于1.0级，并且相关电流互感器、电压互感器的精度分别达到0.2S、0.2级。4.4.3 防误操作本工程10kV采用柜内“防误”。4.5 计算机监控系统监控系统采用分层分布式结构，以间隔为单位，按对象进行设计。4.5.1 系统结构本工程自动化系统结构为网络拓扑的结构形式，变电站向上作为远方控制中心的网络终端，同时又相对独立，站内自成系统，结构应分为两部分：站控层和间隔层，层与层之间应相对独立。采用分层、分布、开放式网络系统实现各设备间连接。站控层由计算机网络连接的操作员站、数据处理及通信装置等组成，提供站内运行的人机界面，实现管理控制间隔层设备等功能，形成全站监控、管理中心，并与远方控制中心通信。间隔层由计算机网络连接的若干个监控子系统组成，在站控层及网络失效的情况下，仍能独立完成本间隔设备的就地监控功能。站控层网络与间隔层网络采用直接连接方式。站控层设备集中设置，间隔层设备宜按相对集中方式设置。4.5.2 控制和操作第一层控制设置在站内监控人机界面工作站上，可通过键盘或鼠标进行控制操作，作为在站内操作控制的主要操作方式。第二层控制设置在微机测控柜上，其完全独立于计算机通讯网络，通过选择开关和控制开关直接面向对象的操作方式，采用传统的二次接线对断路器实施控制，主要作为当计算机通讯网络完全失效，而不能通过远动通道在调度中心和站内人机界面工作站上对断路器控制操作的一种后备方式。第三层控制设置在远方调度控制中心，远方调度中心运行值班人员可通过远动通道对变电站断路器实施控制操作。4.5.3 系统功能4.5.3.1 运行监视功能主要包括变电站正常运行时的各种信息和事故状态下的自动报警，站内监控系统能对设备异常和事故进行分类，设定等级。当设备状态发生变化时推出相应画面。事故时，事故设备标识闪光直至运行人员确认，可方便地设置每个测点的越限值、极限值，越限时发出声光报警并推出相应画面。4.5.3.2 具有事故顺序记录和事故追忆功能对断路器和继电保护动作的发生次序进行排列、记录，产生事故顺序报告。4.5.3.3 运行管理功能可进行自诊断，在线统计和制表打印，按用户要求绘制各种图表，定时记录变电站运行的各种数据，采集电能量，按不同时段进行电能累加和统计，最后将其制表打印。记录设备的各种参数、检修维护情况、运行人员的各种操作，可对继电保护定值进行管理和操作票的开列。4.5.3.4 远动功能在站控层设置远动工作站，可从计算机网络上直接获得所内全部运行数据，采用光纤通讯方式，将调度所需的各个遥测、遥信和电能信息传给调度端，同时也可接收调度端发来的各种信息，并具有通道监视功能。4.5.3.5 具有良好的人机界面，可在线编辑各种画面和表格。4.5.3.6 具有系统自诊断功能。4.5.3.7 有远方维护和远方诊断功能。4.5.4 采集参数4.5.4.1 模拟量并网点电压并网点电流光伏电站有功功率光伏电站无功功率光伏电站发电量4.5.4.2 开关量高压断路器位置直流主回路开关位置保护动作总信号变电站事故总信号就地远方转换开关位置控制回路断线信号保护报警信号保护装置故障信号自动装置异常信号4.6 元件保护及自动装置（1）线路保护本期在光伏电站10kV开关柜内配置常规10kV线路保护测控装置，保护配置有电流速断保护，限时速断保护。（2）箱变保护本期在光伏电站箱变本体侧配置箱变保护测控装置，共计8套，箱变测控含非电量保护功能。（3）频率电压异常紧急控制装置根据分布式光伏发电接入系统典型设计、分布式光伏发电接入配电网相关技术规定要求，光伏电站公共连接点应安装易操作并网点装设一套频率电压异常紧急控制装置，应具备失压跳闸及检有压闭锁合闸功能。（4） 防孤岛保护配置根据分布式光伏发电接入系统典型设计、分布式光伏发电接入配电网相关技术要求，光伏电站逆变器必须具备快速监测孤岛且监测到孤岛后立即断开与电网连接的能力。（5） 对相关专业的要求光伏电站内需具备时间同步、直流电源和交流电源，供保护测控装置，电能质量在线监测装置等设备使用。4.7 抗干扰措施及二次电缆的选择所有保护均为微机保护，监控系统也是由计算机和微机型测控装置组成。这些设备的工作电压很低，一次系统的操作、短路、雷电侵袭所产生瞬变电磁场通过静电耦合、电磁耦合、传导耦合等形式，极易对二次回路形成干扰，造成设备误动作或损坏。另外二次回路本身如直流回路中电感线圈的开断所产生高电压，也会对电子设备产生干扰。为此，除要求这些设备本身具有一定的抗干扰能力外，还采取下列抗干扰措施：不同电平的回路，不合用同一根电缆；电缆沟内上部设置接地线，接地线与主接地网多点连接；所有电流互感器、电压互感器的二次回路接地均按有关反事故措施规定执行；电气二次设备室所有保护柜内的接地铜排应互相连通成环路后通过不小于的铜电缆引到主地网一点接地。除以上措施外，最有效的方法是选用屏蔽性能优越的电缆，根据电力系统反措要点，用于微机型保护的电流、电压和信号的引入线，所有二次控制电缆选用屏蔽电缆。4.8 交直流系统4.8.1 交流电源本期工程新增交流所用变50kVA，交流所用电1回进线从10kV汇流站引接，接线方式为单母线接线，具有自动投切功能。本期设置交直流屏1面，布置在电气二次设备室内。4.8.2 直流电源全站设一套直流系统，用于站内一、二次设备及监控系统、系统通信设备的供电。直流系统电压为220V，容量为100Ah。本工程选用单蓄电池组单充电机单母线接线。直流系统采用高频开关模块直流柜，按N+1原则充电模块电流（215+15）A。站内采用1组220V、100Ah阀控式密封铅酸蓄电池，共计18只，每只12V，采用浮充电方式。直流柜选用智能型直流电源柜，运用微机技术对蓄电池、充电机等装置实现智能化实时管理，采用微机型绝缘监测仪对母线及所有直流馈线进行监测，并可与变电所自动化系统的通信控制机接口，实现直流系统的四遥功能。4.9 电缆敷设电缆防火与阻燃要求按国家标准电力工程电缆设计规范（GB50217-2017）进行。根据十八项反措（试行）要求，直流系统电缆全部采用阻燃电缆，根据国家电网公司变电站电缆防火设计和建设要点2008964号，本工程交流电力电缆采用阻燃电缆，由配电装置至二次设备室的微机保护、测控的电流、电压、控制及信号电缆均采用屏蔽电缆。本工程组件电缆采用桥架敷设，室外电缆采用直埋或电缆穿管敷设，室内电缆采用新建电缆沟的敷设方式。钢制电缆桥架采取在桥架顶部、底部设置防火隔板并在其两侧刷防火涂料的防火分隔。不同电压等级的配电装置及配电装置的不同段之间的电缆沟连接处设置阻火隔墙。高低压开关柜、控制保护屏、配电屏待电缆敷设完毕后应对其下部的孔洞进行封堵。电缆沟阻火隔墙两侧各1.5m范围内均缠绕防火包带。电缆穿管敷设完毕后应将管子的两头封堵。4.10 防雷、接地及过电压保护4.10.1 防雷组件利用组件金属外壳作为接闪器，并利用导轨通过接地支线与避雷带可靠连接，组件金属外壳、导轨、避雷带及接地网之间应保证可靠的电气贯通。接地电阻小于4欧。新建10kV汇流站采用屋顶铺设避雷带进行防雷保护。避雷带采用12热镀锌圆钢沿屋面周边、屋脊明敷于支持卡上，并形成闭合网格避雷带。为防止雷电侵入波过电压，10kV进线应加设避雷器。4.10.2 接地本工程组件部分接地利用原有接地网作为部分接地体，新增接地体与原有接地网不少于两处连接。组件轨道及汇流箱等均应与接地网可靠相连。光伏组件铺设接地网采用505的镀锌扁钢。电池组件之间、电池组件与支架之间、支架和原有钢梁之间以及钢梁与原厂区接地网之间均应保证可靠的电气贯通。汇流站水平接地体采用505镀锌扁钢，垂直接地极采用L50505的镀锌角钢，接地网至少四点与厂区主接地网就近连接。逆变器及箱变本身不做接地网布置，箱变基础和逆变器设备本身的接地端子与厂区主接地网不少于两点就近连接。光伏场地接地电阻不大于4，开关站接地电阻不大于1，若不能满足要求，则采取扩网、外引接地体、换土、加降阻剂等。根据国电公司反措要求，在变电站控制室按柜屏布置的方向敷设的专用铜排，将该专用铜排首末端连接，形成保护室内的等电位接地网。保护室内的等电位接地网与厂、站的主接地网只能存在唯一连接点。为保证连接可靠，连接线必须用至少4根以上、截面不小于的铜缆构成共点接地。4.11 照明、动力本工程照明、动力配电箱的电源进线均引自所用变。电站低压系统接地型式采用TN-C-S接地系统，即在所用变前为TN-C系统，所用变后为TN-S系统。二次设备室的照明采用吸顶式荧光灯。10kV开关室采用杆吊式荧光灯光带和节能灯作为检修及巡视照明。照明电源分正常和事故照明两个系统，正常照明由所用交流220V系统供电，事故照明采用自带蓄电池的荧光灯进行供电，正常照明时蓄电池进行充电，蓄电池供电时间不小于1h。4.12 火灾报警本工程设置一套火灾报警及控制系统。火灾报警控制器的容量、性能要求及相应接口均按照终期规模考虑，火灾探测报警区域包括开关室及二次设备室等。根据安装部位的不同，采用不同类型和原理的探测器。火灾报警控制器设在配电装置的主入口，并可能通过通信接口将信息送至变电站的计算机监控系统将信息传至集控站，同时还可以通过数据网远传至调度端。5 土建部分5.1 工程地质 本工程位于镇南大圩内葛舍村内，新建箱式变电站8座，汇流站1座。5.2 设计参数本工程设计参数如下：基本风压：0.40kN/m2 基本雪压：0.20kN/m2 地面粗燥程度：B类 据建筑抗震设计规范GB50011-2010本地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1g，设计地震分组为第二组，框架抗震等级为三级。5.3 场气象条件本工程场所位于江苏省中部，地跨长江三角洲和里下河平原，是北亚热带和暖温带的过渡地带，属季风气候区，季风环流支配本地区主要气候要素的变化。总的气候特点是：气候温和，季风盛行，夏季炎热，冬季较冷，四季分明，热量充裕，光照充足，受季风早迟和强弱年际变化的影响，旱涝、低温、阴雨、大风、冰雹等灾害时有发生。年平均气温14，年降水量1000毫米左右。5.4 采暖通风本工程二次设备室室内采用立柜分体式防爆空调采暖。通风采用1台防爆型风机进行空气调节，以使夏季室内环境温度2630C，冬季室内温度为520C，风机换气次数不小于12次/小时。10kV开关室采用1台轴流风机进行降温通风，以使夏季室内环境温度35C，换气次数不小于12次/小时，进风采用铝合金百叶窗。另外10kV开关室和值班室，还需分别设置1台风冷柜式防爆空调机，稳定室内工作温度。6 消防部分6.1 消防设计依据设计中执行的主要的消防设计规范、规程有：电力设备典型消防规程（DL5027-93）；火力发电厂与变电所设计防火规范（GB50229-2006）；建筑设计防火规范（GB50016-2014）；建筑灭火器配置设计规范（GB50140-2005）。6.2 一般设计原则贯彻“预防为主、防消结合”的方针，立足自救，结合实际情况设置消防系统，加强站区自身的防范力量。设计严格遵从国家消防条例、规范，采用行之有效的先进的防火、灭火技术，做到保障安全、方便使用、经济合理。6.3 消防设计本期工程消防总体依靠厂区的消防系统，结合磷酸铵盐干粉灭火器灭火，每个预制仓及箱式一体化设备配置不少于2具干粉灭火器。对于面积较大的屋面，四角每角各放2具干粉灭火器，对于面积较小屋面，两端每端各放2具干粉灭火器。7 环境保护、劳动安全和节能措施本工程是在原有厂区内新建光伏电站，依托原有电气、建筑、采暖通风等设计，产生的噪声污染及安全防范措施均符合国家及行业规范标准的规定。21初步设计说明8 主要设备及材料清册一光伏系统1电池板315Wp块285122集中式逆变器500kW 0.32KV台8集中式逆变器630kW 0.38KV台83光伏直流汇流箱16进1出只1044箱式变电站含：台8户外箱式双分裂变压器 S11-1000/10，10.522.5%/0.32-0.32台4D/y11y11,Uk%=6%户外箱式双分裂变压器 S11-1250/10，10.522.5%/0.38-0.38台4D/y11y11,Uk%=6%二电气一次部分110kV开关柜KYN28A-12台1出线柜真空断路器, 1250A，25kA；电流互感器，LZZBJ9-12 800/5A，5P30/5P30/0.5/0.5，20/20/20/20VA；避雷器 HY5WZ-17/45；带电显示器，DXN-12T；电缆下进线柜体尺寸：（宽*深）800*1500*2300210kV开关柜KYN28A-12台1计量柜电流互感器，LZZBJ9-12 800/5A，0.2S/0.2S， 10/10VA；熔断器, XRNP-12/1A；带电显示器，DXN-12T；电缆下进线柜体尺寸：（宽*深）800*1500*2300310kV开关柜KYN28A-12台1PT柜避雷器 HY5WZ-17/45；熔断器，XRNP-12/1A带电显示器，DXN-12T；电压互感器 JDZXF9-12 (10/3)/(0.1/3)/(0.1/3)kV，0.5/3P 30/100VA；电缆下进线柜体尺寸：（宽*深）800*1500*2300410kV开关柜KY