陆上光伏典型设计方案(110kV-100MW升压站方案)

陆上光伏典型设计方案(110kV-100MW升压站方案)一、建设规模升压站一次建成。升压站采用“无人值班，少人值守”的运行方式。站内建筑方案采用预制舱形式，总平面布置包含：电气设备舱，主变，户外开关设备、无功补偿装置、35kV接地变、施工变压器、事故油池、生活舱、箱泵一体化设备、固废及油品舱、备品备件舱、深井泵坑、化粪池等。2.2建筑物方案站内建筑方案采用建筑物，总平面布置包含：配电楼，主变，户外开关设备、无功补偿装置、35kV接地变、施工变压器、事故油池、辅助用房、固废及油品库、深井泵坑、化粪池等。三、电气一次3.1电气主接线(1)110kV系统接线：110kV侧采用线变组接线，建设线变组间隔1个。(2)35KV系统接线：35kV侧采用单母线接线，建设4面集电线路柜、1面主变柜、1面SVG柜、1面35kVPT柜、1面接地变进线柜、1面站用变进线柜、1面备用柜。(3)110kV主变中性点接地方式：采用有效接地，并联装设隔离开关、避雷器和放电间隙的方式。(4)35kV中性点接地方式：采用低电阻接地，配置一台接地变及电阻柜装1电力图书馆公众号(5)根据接入系统要求配置无功补偿装置。3.2导体及电气设备选择3.2.1短路电流水平110kV电压等级：短路电流控制水平40kA,设备短路电流水平40kA。35kV电压等级：短路电流控制水平31.5kA,设备短路电流水平31.5kA。3.2.2主要设备选择1)主变压器有载调压、自然油循环自冷电力变压器。型号：SZ-100000/110主变压器具备油色谱在线监测、光纤测温、微水在线监测、铁芯夹件电流在线监测等功能，配置变压器温度计、油位计等数字化表计。2)110kV配电装置110kV配电装置采用GIS,户外布置，主变高压侧出线至GIS采用钢芯铝绞额定电压：126kV额定电流：2000A额定频率：50Hz额定短时耐受电流：40kA/4s额定峰值耐受电流：100kAGIS配电装置具备局部放电及微水在线监测功能。2电力图书馆公众号3)35KV配电装置35kV配电装置采用铠装移开式户内交流金属封闭开关设备。35kV出线柜至主变低压侧采用全绝缘管母连接，配置如下：a)集电线路柜：额定电压：40.5kV额定电流：1250A额定频率：50Hz额定短时耐受电流：31.5kA(4s)额定峰值耐受电流：80kA采用断路器型式：真空断路器b)SVG进线柜：额定电压：40.5kV额定电流：1250A额定频率：50Hz额定峰值耐受电流：80kA采用断路器型式：SF6断路器额定电压：40.5kV额定电流：2500A额定频率：50Hz额定峰值耐受电流：80kA3电力图书馆公众号采用断路器型式：真空断路器d)接地变进线柜、站用变进线柜：额定电压：40.5kV额定电流：1250A额定频率：50Hz额定峰值耐受电流：80kA采用断路器型式：真空断路器额定电压：40.5kV额定频率：50Hz熔断器额定电流：0.5A开关柜具备断路器机械特性监测、开关柜局放在线监测、开关柜无线测温监测功能。4)无功补偿装置SVG控制柜、水冷管道、室外连接电抗器、电阻器、避雷器、高压隔离开关等额定频率：50Hz额定电压：35kV额定容量：±25Mvar每套调节容量范围：-25Mvar~+25Mvar,连续调节5)接地变压器及电阻柜成套装置4电力图书馆公众号额定容量：500kVA额定频率：50Hz额定发热电流：200A最大通流时间：10s电阻值：101Ω连接组别：ZN6)站用变压器型式：户内三相双绕组干式变压器额定频率：50Hz额定电压变比：37±2×2.5%/0.4调压方式：有载调压短路阻抗：6%连接组别：Dyn117)400V配电装置型号：抽屉式开关柜主母线额定电流：800A额定频率：50Hz额定峰值耐受电流：100kA3.3过电压保护及接地3.3.1过电压保护升压站采用避雷针对电气设备进行直击雷保护，设置1座35m独立避雷针对变压器、SVG等电气设备进行防护。建筑物顶上敷设避雷带对建筑物及其内部设备实施进行保护。5电力图书馆公众号升压站的110kV送出线路间隔、35kV母线上装设无间隙金属氧化锌避雷器对雷电侵入波和其他过电压进行保护。主变压器中性点装设一只金属氧化物避雷器，与隔离开关和保护间隙配合使用。避雷器需具备泄漏电流在线监测接口。3.3.2接地全站采用水平接地极和垂直接地极组成的复合接地网，水平接地网采用60×8mm的热镀锌扁钢，敷设在冻土层以下0.2m,冻土层较深时，可将水平接地网正常埋设，敷设深度不小于0.8m,垂直接地极宜深入冻土层以下2m,垂直接地极采用Φ50mm,2500mm长的热镀锌钢管。升压站内应设置二次等电位接地网，应采用截面积不小于100mm²的铜排(缆),等电位地网应与升压站主地网一点相连，连接点设置在继电保护室的电缆沟道入口处，为保证连接可靠，等电位地网与主地网的连接应使用4根及以上，每根截面积不小于50mm²的铜排(缆)。3.4站用电低压站用电系统采用单母线接线，中性点直接接地。设置1台容量为400kVA站用变压器。站用电由35kV母线引接，经站用变降压至0.4kV。备用电源引自附近10kV线路，施工结束后，施工变压器作为站用电备用电源。两路电源设自动切换装置，正常运行时，可选择任一回路作为工作电源，工作电源故障时，自动切换至另一回路。3.5照明站内设置正常照明和应急照明，应急照明分备用照明和疏散照明。正常照明采用380/220V三相五线制，由站用电源供电；备用照明采用自带蓄电池方式供电，疏散照明采用A型应急照明集中电源。主控室照明灯具宜采用节能型格栅LED灯，并且在主控室内设置长明灯；配电室宜采用吸顶LED灯和壁装LED灯；屋外配电装置宜采用低位节能型投光灯作为操作检修照明；沿道路设置庭院灯作为巡视照明。站内各生产用房、进出口通道均设应急照明，应急照明采用LED灯和疏散指示灯。蓄电池室、柴油6电力图书馆公众号发电机房等有爆炸危险的区域应采用防爆LED灯具。3.6电缆敷设及防火封堵3.6.1电缆敷设升压站电缆敷设方式主要有电缆沟及埋管方式，局部采用电缆槽盒敷设。电缆沟道内采用镀锌角钢支架敷设电缆。穿越道路处采用穿热镀锌钢管敷设，并刷防腐漆防腐。中压、动力及控制电缆采用C级阻燃电缆，直流、UPS及火灾报警用电缆采用耐火电缆。动力、控制、通信电缆在同一电缆沟或电缆桥架内时宜采用分层布置。3.6.2防火封堵严格按照有关规程，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处，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。电缆穿管后管端的缝隙、穿电缆用的楼板孔洞、电缆沟壁预留的电缆孔以及各屏位底部的孔洞均应封堵。四、电气二次4.1计算机监控系统升压站按“无人值班、少人值守”原则设计。升压站主控室设置一套计算机监控系统，升压站计算机监控系统负责采集升压站内电气设备及光伏场区设备的信息，上传电网调度，并接收调度端指令，实现对光伏电站的控制及调节。升压站计算机监控系统采用开放式、分层分布式系统结构，整个系统纵向分为两层：间隔层和站控层。间隔层与站控层之间采用双以太网结构。4.1.1站控层站控层由监控主机兼操作员及工程师工作站、综合应用服务器、数据通信网关机及网络打印机等设备构成，配置如下设备：7电力图书馆公众号1)2台监控主机(兼操作员站、工程师站)2)微机五防主机(与监控主机合用服务器)3)2套远动通信设备。4)打印机2套。4.1.2间隔层1)110kV线路测控按间隔单套配置，共配置1台线路测控装置。2)主变压器高、低压侧及本体测控单套配置，共配置3台主变测控装置。3)35kV采用保护、测控一体化装置(下称保测装置),按间隔单套配置，共配置4台集电线路保测装置、1台SVG保测装置、1台接地变保测装置、1台站用变保测装置。35kV母线测控单套配置，共配置1台母线测控装置。4)全站按电压等级及二次设备室配置公用测控装置。4.1.3网络设备计算机监控系统网络采用双星形以太网络，分别设置A网和B网。1)站控层网络：站控层安全I区配置2台以太网交换机，安全II区配置1台以太网交换机。2)间隔层网络：35kV高压开关柜配置2台间隔交换机。4.2继电保护和安全自动装置根据接入系统要求配置，现暂按以下原则考虑：110kV线路保护：升压站至对侧变电站110kV出线配置单套具有完整后备功能的纵联电流差动保护。线路保护通道型式在实际工程中确定。4.2.2主变压器保护每台主变配置1台主保护、1台高后备保护、1台低后备保护、1台非电量保护。其中主保护为差动保护；高、低压侧各装设复合电压过电流保护、过负荷、零序过流保护等后备保护；主变本体装设瓦斯保护、有载调压开关瓦斯保护、温度过高等非电量保护。8电力图书馆公众号4.2.335kV母线保护35kV母线配置一套完全式微机母差保护装置，保护动作于跳开母线上的全4.2.435kV线路保护每回35kV集电线路配置一套三段式过流保护，配置反应单相接地短路的两段式零序过流保护，安装在35kV线路开关柜内。4.2.535kV接地变保护35kV接地变压器馈线回路配置一套三段式过流保护、零序电流保护及超温等非电量保护。接地变过电流保护及零序电流保护动作连跳35kV母线上的所有断路器及主变各侧断路器，安装在35kV开关柜内。4.2.535kV无功补偿装置保护35kV无功补偿馈线回路配置一套三段式相间过流保护，配置两段式零序过流保护作为接地故障主保护及后备保护，安装在35KV开关柜内。无功补偿装置本体保护包括对电抗器、电力电子器件的保护，由厂家成套4.2.635kV站用变保护35kV站用变配置一套三段式过流保护，超温等非电量保护，配置两段式零序过流保护作为接地故障主保护及后备保护。4.2.7故障录波装置为分析电力系统故障及继电保护装置的动作情况，升压站内配置一面微机型故障录波器柜，110kV及35kV共用。装置记录110kV线路电压、电流，主变高压侧零序电流，35kV母线电压，35kV各回路电流，接地电阻零序电流，所有断路器的状态，所有继电保护装置动作信号，直流电源母线电压等。装置具备组网、完善的分析和通信管理功能。配备完整的主站功能，可将录波信息上传至调度部门。4.2.8保护及故障信息管理子站9电力图书馆公众号升压站配置一套保护及故障信息管理子站，系统应能对变电站内各装置实时查询，对各装置的保护事件自检信号，以及相关的波形及时收集并按照重要性在就地数据库分级记录，给出明确的提示信息。可按照数据的重要性分级，及时把数据传送给主站端及监控系统。根据接入系统要求配置安全稳定控制装置。4.3系统调度自动化4.3.1远动系统1)远动关系升压站的调度关系应由接入系统确定。2)远动设备配置远动装置双套冗余配置。装置具有与调度自动化系统交换信息的能力，远动信息满足“直采直送”。信息传送方式应满足电网调度自动化系统的有关要3)远动信息远动信息内容至少包括如下信息：110kV线路有功功率、无功功率、三相电流；35kV接地变/站用变有功功率、三相电流；35kV母线电压、频率；主变两侧有功功率、无功功率，三相电流；主变油温；主变分接头位置；电网要求的场区其他信息。b)遥信电力图书馆公众号110kV、35kV所有断路器位置信号；110kV隔离刀闸和接地刀闸位置信号；35kV接地刀闸位置信号；主变中性点接地刀闸位置信号；主变有载调压开关分接头位置；全站事故总信号；所有保护动作信号及装置故障信号；故障录波器动作及故障信号；无功补偿装置的运行事件记录，包括无功补偿装置内断路器、隔离开关、接地刀闸位置信号、保护动作信号；无功补偿装置自动调整功能投退状态；消防水泵电动机断路器跳合闸位置；直流电源异常；电网要求的场区其他信息。c)遥控110kV、35kV断路器分、合；110kV电动刀闸分、合；主变中性点电动刀闸分、合；站用电源断路器分、合；电网要求的场区其他信息。d)遥调主变压器有载调压分接头升、降；电网要求的场区其他信息。4)远动通道升压站至调度端的远动通道应具备主、备通道，并按照各级调度要求的通电力图书馆公众号信规约进行通信。主、备通道均采用调度数据网方式。4.3.2电能量计量系统关口计量点应按照电力系统的要求设置在产权分界处。光伏电站关口计量点一般为升压站110kV出线开关处：配置2块关口计量电能表，主副表配置(1+1),有功精度为0.2S,无功精度为2.0。在主变各侧、35kV集电线路、SVG、站用变回路设置电量考核点。各配置一块考核电能表，有功精度为0.2S,无功精度为2.0。升压站内配置1套电能量远方采集终端，以RS-485方式采集各电能表的信息。电量电能量计量系统通过调度数据网或专线方式将电能量数据上传至各级调度中心的电能量计费系统主站。4.3.3电能质量监测装置升压站内配置1套电能质量监测装置，监测并网点电能质量参数。4.3.4同步相量测量装置升压站内配置1套同步相量测量系统，包括同步向量测量装置、数据集中器等设备。PMU装置采集送出线路、主变高、低压侧及各35kV线路的三相电压和三相电流等同步相量信息，并通过数据集中器经调度数据专网向调度主站系统传送。4.3.5光功率预测系统升压站内配置1套光功率预测系统，含主机、通信设备、工作站、反向隔离装置、防火墙等设备。光功率预测系统的配置应满足接入系统要求。升压站内配置一套有功功率控制和无功电压控制系统，主机、通信机配置及调节速度、控制精度应能满足接入系统的要求。4.3.7快速频率响应系统最终根据接入系统要求确定快速频率响应设备(一次调频)配置。4.3.8调度数据网接入设备电力图书馆公众号升压站内配置2套电力调度数据网接入设备，满足调度数据网双平面的接入要求。包括：2台路由器、4台交换机等。4.3.9综合数据网接入设备升压站内配置1套综合业务数据网设备，包括1台路由器、1台交换机。配置1套调度管理终端，用于光伏电站与调度部门之间调度、自动化、检修等专业的生产管理工作。4.3.10电力监控系统二次安全防护根据国家发展和改革委员会2014年第14号令《电力监控系统安全防护规定》、国能安全〔2015〕36号《国家能源局关于印发电力监控系统安全防护总体方案等安全防护方案和评估规范的通知》、电监会5号令《电力二次系统安全防护规定》等要求，升压站应按照“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证、综合防护”的基本原则，配置二次安全防护设备。电力监控网络分为生产控制大区和管理信息大区，生产控制大区分为控制区(安全I区)和非控制区(安全II区),管理信息大区分为信息内网和信息外网。1)生产控制大区在调度数据网设备中配置4套经国家指定部门检测认证的电力专用纵向加密认证装置。配置1套网络安全监测装置、1套入侵检测IDS装置、1套安全审计系统。安全I区与II区之间设置硬件防火墙。生产控制大区中除安全接入区外，应当禁止选用具有无线通信功能的设备。2)管理信息大区在综合数据网接入设备中配置1套硬件防火墙。信息内网和信息外网之间设置硬件防火墙。3)安全区边界在生产控制大区与管理信息大区之间设置经国家指定部门检测认证的电力专用横向单向安全隔离装置，对两区之间的数据进行物理隔离。4.3.11同步时钟系统电力图书馆公众号升压站配置一套同步时钟系统，采用双主时钟装置。4.3.12接入上级集控中心光伏电站通过电力专线通道、运营商通道接入生产运营中心、产业数据中台，通道的建设方案应以属地生产运营中心与电网部门协商情况为准。数据采集需满足“应接尽接，全量转发”的原则，所有生产运营中心接入的数据，需要全量转发至集团公司产业数据中台。升压站宜配置“一采双发”服务器，实现计算机监控系统与生产运营中心数据中台的数据通信；也可将数据直接接入生产运营中心，通过生产运营中心转发至数据中台。4.4交直流一体化电源系统升压站采用交直流一体化电源系统。系统分为直流子系统、交流UPS子系统、通信电源子系统。系统配置1套一体化电源监控装置，各子系统宜分别配置子监控装置。本工程直流系统电压采用220V,单母线接线，设置1组容量暂按250Ah阀控式密封铅酸免维护蓄电池，每组蓄电池数量按104只考虑，单体2V,不设端电池，按浮充电方式运行，设置2组高频开关电源模块型充电装置，模块数量按照N+1配置。配置1套UPS电源，采用主机双套冗余方式，主机容量暂按10kVA考虑。通信电源电压为DC-48V,不单独设置通信蓄电池，通信直流母线连接至DC220V/DC-48V通信电源模块。配置1套一体化电源监控装置，每组蓄电池配置一套蓄电池在线监测单元。4.5智慧辅控系统升压站设置智慧辅控系统，包括在线监测子系统、火灾消防子系统、安全防卫子系统、动环子系统、智能锁控子系统及智能巡视子系统，由服务器、各子系统监测终端及传感器、网络通信设备组成。电力图书馆公众号五、通信方案5.1系统通信系统通信应根据远动、继电保护、调度及行政电话等需求组织通信通道。通道宜采用光纤通信，通信路由宜根据地区电网通信网络架构进行设计。根据接入系统方案确定系统通信设备的配置。5.1.1光纤通信沿110kV新建线路架设0PGW光缆，建设自升压站至系统站的1根24芯OPGW光缆。进入升压站后引入光缆采用非金属阻燃光缆，敷设至继电保护室。5.1.2通信设备升压站内配置1套SDH-622M光设备，每套安装622M光接口板2块。构建升压站至系统站的光纤电路。配置1套至地调的PCM设备。配置1台调度程控交换机，满足电力系统调度管理的需要，并配置2部IP配置1套综合配线架，包含0DF,DDF,VDF单元。5.1.3通信电源通信设备采用站内直流一体化电源系统由两套DC/DC转换装置转换为DC48V供电，不单独配置通信蓄电池。5.2站内通信升压站不单独配置程控交换机，与系统通信程控交换机合用。六、建筑6.1预制舱方案升压站选用预制舱方案，站内配置电气设备舱、生活舱、备品备件舱和固废及油品舱，均可根据实际情况调整使用功能及大小。表1各预制舱规格一览表序号名称长×宽(m)面积(m²)层数电气设备舱8×26.5电力图书馆公众号2生活舱5×9.513备品备件舱14固废及油品舱4×7.516.2建筑物方案升压站内主要建筑物为配电楼、辅助用房、固废及油品库。配电楼：共一层，轴线尺寸33.7m×16m,布置有35kV配电室、站用变室、蓄电池室、继保室、主控室、休息室、餐厅和厨房。可根据实际情况调整使用功能及大小。辅助用房：共一层，轴线尺寸20.5m×8m,布置有水泵房、备品备件库。其中水泵房层高5.1m,其余房间层高3.6m。可根据实际情况调整使用功能及大固废及油品库：共一层，轴线尺寸3.9m×6.9m,层高3.6m,油品库与固废库储存物品的火灾危险性均为丙类，二者贴建，可根据实际情况调整使用功能及大小。七、结构7.1预制舱方案升压站的建筑结构形式为预制舱，结构方案详见下表：表2各建筑物结构布置一览表序号名称结构类型地基方案1电气设备舱预制舱条形基础天然地基2生活舱预制舱条形基础天然地基3备品备件舱预制舱条形基础天然地基4固废及油品舱预制舱条形基础天然地基7.2建筑物方案升压站主要建筑物结构布置见下表：表3各建筑物结构布置一览表序号名称结构类型地基方案1配电楼框架结构独立基础天然地基2辅助用房框架结构独立基础天然地基电力图书馆公众号3固废及油品库砖混结构条形基础天然地基主要建筑物结构设计及抗震设防等级见下表：表4主要建筑物结构设计及抗震设防等级表序号名称建筑结构安全等级抗震设防类别抗震设防烈度地震作用抗震措施1配电楼二丙类7度7度2辅助用房二丙类7度7度3固废及油品库二丙类7度7度八、给排水方案8.1预制舱方案站区采用变频深井泵取水，供给站区生活用水，最大日用水量约为1m³/d。生活污水自流排入室外污水管网后流至设在站区内的化粪池存贮，定期清站内设置雨水排水管网，经管网汇集后排入站外低洼处。主变压器设置事故油池。8.2建筑物方案站区采用变频深井泵取水，供给站区生活用水，最大日用水量约为1m³/d。生活污水自流排入室外污水管网后流至设在站区内的化粪池存贮，定期清站内设置雨水排水管网，经管网汇集后排入站外低洼处。主变压器设置事故油池。九、暖通方案9.1预制舱方案预制舱采暖、通风、空调、温控等系统设备由设备厂家