家庭光伏电站接入系统方案.docx

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家庭光伏电站接入系统方案

家庭光伏电站接入系统方案

1、接入系统一次方案

光伏电站接入系统方案需结合电网规划、分布式电源规划，按照就近分散接入，就地平衡消纳的原则进行设计。

1.1本项目概况

1.1.1光伏电站概况

家庭光伏电站位于镇高新区石岭新村房屋屋顶，现有面积共计约100平方米。

本工程拟在房屋屋顶进行本项目建设,该电站总装机容量为4.95KW。

1.1.2规模、并网方式及并网时间

本工程光伏电站装机总容量为4.95KW，计划于2013年8月份投运。

本工程所发电量由用户自用，余电上网，发电系统性质为用户自备电站。

1.1.3发电系统接线

项目由1个4.95KW的并网发电单元，通过1台5kW的光伏并网逆变器完成直交转换，就近设置。

直流逆变为220V交流后，并入电网。

电站的接入系统具有唯一的电网接入点。

1.2一次接入系统方案

1.2.1接入电压等级分析

光伏电站接入电力系统应根据自身发电容量，结合所在地区的供电网络，综合考虑待接入电压等级电网的输配电容量、电能质量等技术要求。

根据国家电网公司《分布式电源接入配电网相关技术规范（2013版）》第四条，装机容量：

10千瓦及以下可接入220伏。

对于本工程整体容量为4.95KW的光伏电站，考虑就近原则整体接入220V配电电网。

1.2.2一次接入系统方案

本工程通过1回线路接入220V用户配电箱，并网点所属220V线路为浮梁县供电有限责任公司辖区10KV金岭3线所接带的石岭新村台区，台变容量为200KVA,供给大约100户单门独院用户用电。

一次系统接线示意图见图1-1。

本工程光伏发电电力通过新放1回220V线路接入该用户220V配电箱。

新建线路采用电缆，长度约30m,导线型号YJV-2*6mm2。

本方案产权分界点即并网点（POI）为光伏电站交流配电箱出口开关下桩头。

图1-2一次系统接线示意图

1.3主要电气设备选型

1.3.1接入线路导线截面选择

本工程光伏电站以220V电压等级接入电网，并网线路最大负荷电流约22.5A，线路长度约30m,以专线方式接入220V用户配电箱，进户线采用型号为YJV-2*6mm2铜芯交联电缆。

该线路可满足本工程送出、短路热稳定校核、电压损失校验的要求。

1.3.2断路器配置

并网点应安装易操作，具有明显开断指示、具备开断故障电流能力的低压开关。

1.3.3逆变器配置

（1）逆变器是影响光伏并网发电系统经济可靠运行的关键部件，它应有以下功能来保证电站及电网的安全稳定运行：

1）最大功率跟踪控制：

太阳能电池的输出功率会随着日照强度和太阳能电池表面的温度改变而改变，通过逆变器的调节使光伏阵列输出电压趋近于最大功率点输出电压，以保证光伏阵列在最大功率点运行而获得最大能源。

2）交流电源跟踪技术：

当电网供电端的电压和频率等参数在正常范围内变化时,并网光伏发电系统的输出可跟踪电网的电压和频率、相位等的变化，随时调整其交流输出功率、交流输出电流（高次谐波）、频率和相位，使之与电网相匹配。

光伏系统中逆变器的输出电压应与电网相匹配，光伏系统和电网接口处的电压允许偏差应符合相关规定。

3）并网逆变器必须具有防孤岛效应的功能。

孤岛效应是指当电网因电气故障、误操作或自然因素等原因中断供电时，光伏并网发电系统未能及时检测出停电状态并切离电网，使光伏并网发电系统与周围的负载形成一个电力公司无法掌握的自给供电孤岛。

一旦发生并网光伏发电系统电网失压时，自控装置将动作，把光伏系统与电网断开，主动防止孤岛效应。

目前，实现该功能可采取如下两种方式：

被动检测：

电网电压的幅值、频率和相位。

当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率和相位参数上，产生跳变信号，通过检测跳变信号来判断电网是否失电。

主动式检测：

指对电网参数产生小干扰信号，通过检测反馈信号来判断电网是否失电，其中一种方法就是通过在并网电流中注入很小的失真电流。

通过测量逆变器输出的电流的相位和频率，采用正反馈的方案，加大注入量。

从而在电网失电时，能够很快地检测出异常值。

每台并网逆变器逆变后谐波畸变率应满足国家标准《电能质量-公用电网谐波（GB/T14549-93）》的规定。

（2）并网保护装置（或具有同等功能的电路）：

一般内置在逆变器中，在电网侧和逆变器侧发生异常时，应迅速停止逆变器，确保电网的安全。

（3）根据电网需要，在光伏发电站内安装静态或动态无功补偿装置，以满足其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，并在电网故障和特殊运行方式时保证电力系统稳定性。

（4）为了保证电网和逆变器安全可靠运行，逆变器与电网的有效隔离及逆变器接地也十分重要。

电气隔离一般采用变压器，形成与电网供电线路之间明显的分界点；同时实现直流隔离，使逆变器向电网馈送的直流电流分量不超过其交流额定值的0.5%。

在三相输出光伏发电系统中，其接地方式可参照国际电工委员会规定的非接地（I-T）方式、单个保护接地（T-T）方式和变压器中性线直接接地（T-N）方式。

本工程采用用电设备的外壳通过保护线（PE）与接地点金属性连接（T-N）。

1.4电能质量监测要求

太阳能光伏发电系统由光伏组件、并网逆变器、计量装置及配电系统组成，由于太阳能光伏发电系统的一些特点，发电装置接入电网时对系统有一定不利影响。

光伏电站投运后户外三相四线电压偏差、电压波动和闪变、谐波、三相电压不平衡、间谐波等电能质量指标应满足GB/T12325、GB/T12326、GB/T14549、GB/T15543、GB/T24337等电能质量国家标准规定，注入电网的直流分量应满足《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》的要求。

分布式电源并网验收时，应检测并网点谐波。

1.5光伏电站电气主接线原则意见

按照本报告推荐的一次接入系统方案，本工程以1回220V电缆线路接入用户220V内部汇流接线柱，光伏电站原则电气主接线意见如图1-3所示。

图1-3本工程升压站电气主接线示意图

2、二次接入系统方案

2.1系统继电保护及安全自动装置

2.1.1220V线路保护

本方案并网点的断路器应具备短路瞬时、长延时保护功能和分励脱扣、欠压脱扣功能，线路发生短路故障时，线路保护能快速动作，瞬时跳开断路器，满足全线故障时快速可靠切除故障的要求。

断路器还应具备反映故障及运行状态辅助接点。

2.1.2防孤岛检测及安全自动装置

220V电压等级不配置防孤岛检测及安全自动装置，采用具备防孤岛能力的逆变器。

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。

2.2系统调度自动化

2.2.1调度关系及调度管理

本方案光伏电站模式为自发自用或余量上网，本光伏电站按景德镇配调一级调度设计。

2.2.2配置及要求

（1）远动系统

本方案暂只需要上传发电量信息，并送至主管机构，不配置独立的远动系统。

（2）电能量计量

本运营模式为余量上网，除单套设置并网电能表外，还应设置关口计量双向电能表。

1）安装位置

并网电能表设在并网点，关口计量电能表设公用电网进户线侧。

2）技术要求

计费关口点按单表配置，电能表精度要求不低于0.5级，并且要求有关电流互感器、电压互感器的精度需分别达到0.5S、0.5级。

电能表采用静止式多功能电能表，应具备双向有功和四象限无功计量功能、事件记录功能，应具备电流、电压、电量等信息采集和三相电流不平衡监测功能，配有标准通信接口，具备本地通信和通过电能信息采集终端远程通信的功能。

并网计量表采集信息应分别接入电网管理部门和光伏发电管理部门（政府部门或政府指定部门）电能信息采集系统，作为电能量计量和电价补贴依据。

（3）计量表设置见下图所示:

2.2.3系统通信

本方案暂只需要上传发电量信息，可接入现有集抄系统实现电量信息远传。