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(jí)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(jí)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(dòng)、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(dòng)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。現(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(duì)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(duì)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(dòng)、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(tái)或多臺(tái)組合，電壓等級(jí)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(duì)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(huì)效益。可以說真正實(shí)現(xiàn)了人與自然的和諧發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃楊，張毅威，閔勇，等.水電群孤網(wǎng)后的安全穩(wěn)定特性及控制策略[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，36（9）：1-5.

[2]陳煒，艾欣，吳濤，等.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響研究綜述[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2013，33（2）：26—32.

[3]蘇建徽，余世杰，趙為，等.硅太陽電池工程用數(shù)學(xué)模型[J].太陽能學(xué)報(bào)，2001，22（4）：409-412.

[4]趙波，張雪松，洪博文.大量分布式光伏電源接人智能配電網(wǎng)后的能量滲透率研究[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2012，32（8）：95—100.

[5]栗秋華，周林，劉強(qiáng)，等.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤新算法及其仿真[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2008，28（7）：21.25.