1、 国 家 工 咨 乙 级 证书号：A244028100 河源电厂太阳能光河源电厂太阳能光伏伏并网并网发电示范发电示范 项项目目（2 2MWpMWp）接接入入系统方案系统方案 可行性研究可行性研究报告报告 广东广东辰誉电力设计咨询辰誉电力设计咨询有限公司有限公司 20142014年年0606月月 目目 录录 第一章第一章 概述概述 .1 1 1.1 项目概况.1 1.2 设计依据.1 1.3 设计范围及内容.1 1.4 项目发电量预测.2 1.4.1 发电量估算.2 1.4.2 发电量分析.3 1.5 建设必要性.3 1.6 建设规模.4 第二章第二章 接入系统方案接入系统方案 .5 5 2.12、 光伏发电系统并网方案的比较.5 2.1.1 光伏发电系统并网方案原理.5 2.1.2 10kV 并网和 0.4kV 并网方案的对比.6 2.2 光伏发电系统并网方案概述.6 2.2.1 方案概述.6 2.2.2 并网点设置的原则.7 2.2.3 并网点概述及上网路径.7 2.2.4 系统配电结线方案.7 2.3 接入系统电力平衡分析.9 2.3.1 接入点发电量平衡分析.9 2.3.2 6.3kV 线路并网网容量校核.9 第三章第三章 光伏发电接入系统设备要求光伏发电接入系统设备要求 .1010 3.1 光伏电房设备布置.10 3.2 光伏并网逆变器技术要求.10 3.3 0.4KV 并网设3、备配置.10 3.4 电缆选择.10 3.4.1 电缆选型.10 第四章第四章 光伏发电对拟接入电力系统的影响光伏发电对拟接入电力系统的影响 .1111 4.1 接入系统谐波分量控制.11 4.2 接入系统无功平衡控制.11 4.3 短路电流.11 第五章第五章 光伏发电系统二次部分光伏发电系统二次部分 .1212 5.1 逆变器并网保护功能.12 5.1.1 无冲击、无扰动的并网控制.12 5.1.2 无直流分量、安全、抗干扰的隔离变压器并网方式.12 5.1.3 电网过压、欠压保护，过频、欠频保护.12 5.1.4 恢复并网保护.13 5.1.5 保障维护人员安全的防孤岛效应保护.13 54、.2 监控系统功能.13 5.3 调度自动化及计量信息传输.14 5.4 检测、计量.14 5.4.1 计量仪表.14 5.4.2 计量点.15 第六章第六章 结论结论 .1515 第七章第七章 投资方介绍投资方介绍 .1515 第 1 页，共 16 页 第一章第一章 概述概述 1.11.1 项目项目概况概况 项目名称：河源发电厂太阳能光伏并网发电示范项目 项目所在地：广东省河源市河源电厂 本项目拟建设一套用户侧 0.4kV 在河源电厂内部并网的光伏发电系统，太阳能光伏组件阵列安装总容量为 1986.4kWp。地点位于广东省河源市埔前镇河源电厂内。1.21.2 设计依据设计依据 （1）河源发电5、厂太阳能光伏并网发电示范项目 400V 接入系统工程设计及咨询服务合同（2）光伏发电站设计规范（GB50797-2012）（3）关于建设项目进行可行性研究的试行管理办法（4）光伏系统并网技术要求（GB/T 199392005）（5）电力工程电缆设计规范（GB502122007）（6）电能质量 公用电网谐波（GB 145491993）（7）太阳能光伏发电及各专业相关的设计规程规定；1.31.3 设计范围及内容设计范围及内容 2MWp 并网太阳能光伏发电接入系统方案可行性研究，该项目本阶段的主要研究范围包括：（1）光伏发电接入系统方案论证；分析提出光伏发电工程接入系统技术要求的实施方案。（2）光伏6、发电工程接入电气一次、二次设计、通信方案设计。第 2 页，共 16 页 1.41.4 项目项目发电量预测发电量预测 1.4.11.4.1 发电量发电量估算估算 本项目的光伏组件采用与屋面平行的方式安装，采用项目所在地的太阳辐射数据，再结合系统安装容量和系统总效率即可计算发电量。本项目系统安装总容量为 1986400Wp，结合系统总效率约 80%及太阳辐射数据，可以计算出每月的发电量和年发电量，即：月发电量=系统安装容量月峰值日照小时数系统总效率 计算结果见下表 本项目第一年发电量 参数 月份 月峰值日照小时数（h）月发电量（kWh）1 月 105.71 167,991 2 月 82.54 137、1,172 3 月 89.25 141,833 4 月 100.68 159,990 5 月 119.15 189,348 6 月 123.93 196,942 7 月 145.70 231,540 8 月 136.88 217,519 9 月 130.22 206,942 10 月 138.59 220,232 11 月 128.41 204,063 12 月 117.42 186,588 年总值 1,418.50 1,418.50 2,254,160 2,254,160 如上表所示，本项目预计第一年的总发电量为 225.4 万 kWh。第 3 页，共 16 页 1.4.21.4.2 发电量8、分析发电量分析 根据河源电厂提供的用电信息，河源电厂年均用电量约 48000 万kWh。本项目建成后，供给河源电厂的光伏系统年发电量占年厂用电量的 0.46%。经分析，光伏系统在正常工作日时的发电量可全部在厂区内就近消纳。1.51.5 建设必要性建设必要性 1.1.5 5.1.1 开发太阳能资源是改善生态、保护环境、适应持续发展的需要开发太阳能资源是改善生态、保护环境、适应持续发展的需要 在全球能源形势紧张、全球气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。太阳能光伏发电不产生燃煤发电带来的污染物排放问题。是一项新9、型的绿色环保项目。大力发展太阳能发电事业，可以减轻矿物能源燃烧给环境造成的污染，保护环境，有利于建设环境和谐的社会。太阳能光伏发电可能在未来中国的能源供应中占据主要位置。1.1.5 5.2.2 开发利用太阳能资源，符合能源产业政策发展方向开发利用太阳能资源，符合能源产业政策发展方向 我国政府已将光伏产业发展作为能源领域的一个重要方面，并纳入了国家能源发展的基本政策之中。根据可再生能源中长期发展规划（发改能源20072174 号），我国将充分利用太阳能技术成熟、经济性好的特点，加快推进太阳能发电的产业化发展 1.1.5 5.3.3 开发利用太阳能资源，符合地区电力可持续发展及政策规划开发利用太阳10、能资源，符合地区电力可持续发展及政策规划 近年来，广东佛山市经济持续快速发展，电力需求旺盛，而电力建设相对滞后，供电能力明显不足，供需矛盾日益突出，电力成为广东佛山社会经济发展最大的瓶颈制约。2011 年初，财政部、科技部、住房城乡建设部、国家能源局印发 第 4 页，共 16 页 了关于加强金太阳示范工程和太阳能光电建筑应用示范工程建设管理的通知（财建2010662 号），继续积极引导和支持太阳能光电建筑应用技术的集成、开发和应用示范。2012 年 4 月 28 日，财政部公布了2012 年金太阳示范目录的通知，确定 2012 年金太阳示范工程总规模为1709 兆瓦，是 2011 年 692.11、2 兆瓦的近三倍。1.5.41.5.4 项目建设意义项目建设意义 本项目设置在河源电厂内，可以将发出的电能供发电厂的厂用电使用，减少了因电能在传输的过程中产生的损耗。本项目利用厂房屋顶、草坪建设光伏发电示范项目，建成后，供给河源电厂使用的光伏系统年发电量占年用电量的 0.46%，可做到自发自用，能有效利用资源和保护环境，经济、社会、环境效益显著。因此，建设太阳能发电项目是十分必要的。综上所述，项目的建设符合产业政策的发展方向，带来较好的社会效应，所以项目的建设是可行和必要的。1.61.6 建设规模建设规模 本项目太阳能光伏组件阵列安装总功率为 2MWp；共安装 104 台组串式并网逆变器，设计12、为 4 个并网接入点，同时为计量点。不用新建配电室，利用工厂现有配电室增加并网配电柜。第 5 页，共 16 页 第二章第二章 接入系统方案接入系统方案 2.1 2.1 光伏发电系统并网方案的光伏发电系统并网方案的比较比较 2.1.12.1.1 光伏发电系统并网方案原理光伏发电系统并网方案原理 光伏并网发电系统主要有两种并网方案：输电侧并网和配电侧并网。本项目设计的光伏并网发电系统采取配电侧并网方案，配电侧并网方案又分为 0.4kV 并网与 10kV 并网方案。原理框图如图 2-1a、2-1b所示。图 2-1a 光伏发电 0.4kV 并入系统原理框图 第 6 页，共 16 页 图 2-1b 光伏13、发电 10kV 并入系统原理框图 2.1.22.1.2 10kV10kV 并网和并网和 0.4kV0.4kV 并网并网方案的对比方案的对比 与 10kV 并网方案相比，0.4kV 并网方案具有就近使用、低线损、继电保护简单、通信简单、对公用电网影响小、不需通过调度等优点，所以本项目设计选用0.4kV 并网方案。2.22.2 光伏发电系统并网光伏发电系统并网方案概述方案概述 2.2.12.2.1 方案概述方案概述 并网逆变器经过汇流后，通过馈出低压电缆输送至河源电厂各配电房的 0.4kV 并网接入点，通过并网开关至变压器低压侧的 0.4kV 母线并网接入电厂的厂用电系统，全部自发自用，不用并入供14、电局网络。第 7 页，共 16 页 2.2.2.2.2 2 并网点设置的原则并网点设置的原则 1、选择并网点在负荷中心侧，让光伏发电就近使用，减少电能因线路传输而造成的损耗。2、结合现有的配电房用电容量选择光伏发电接入容量，使得发电量和用电量平衡。2.2.2.2.3 3 并网点概述并网点概述及上网路径及上网路径 本项目设 4 个并网接入点，各接入点光伏发电容量及配变容量、见表 2-1。表 2-1 接入点光伏发电容量与配变容量位置明细表 接入点序号 光伏发电容量（kW）接入点变压器容量（kVA）配电变压器位置 备注 1 618.8 2*800 循环水泵房 PC A 段 2 696.8 2*20015、0 输煤 PC B 段 3 301.6 1600 化水 PC A 段 4 369.2 1600 化水 PC B 段 合计 1986.4 8200 2.2.42.2.4 系统配电结线方案系统配电结线方案 见图 2-1。第 8 页，共 16 页 第 9 页，共 16 页 2.32.3 接入系统电力平衡分析接入系统电力平衡分析 2.3.12.3.1 接入点接入点发电发电量平衡量平衡分析分析 各接入点配电房在光伏发电阶段的电量平衡汇总如下表：表 2-2 各接入点的装变用电容量和光伏接入容量明细表 接入点序号 光伏月平均发电量（kWh）该段母线月平均用电量（kWh）配电变压器位置 备注 1 46577 16、130560 循环水泵房 PC A 段 2 55478 183960 输煤 PC B 段 3 24012 93960 化水 PC A 段 4 29395 55800 化水 PC B 段 合计 由上表分析可见，光伏发电的容量不大于配电站装变容量。2.3.22.3.2 6.36.3kVkV 线路线路并网并网网网容量校核容量校核 正常情况下，光伏发电量就地消耗，不需要经过变压器升压到6.3KV 母线，若要传输到 6.3KV 母线，电缆截面满足要求，不需要增加电缆。第 10 页，共 16 页 第三章第三章 光伏发电光伏发电接入接入系统设备要求系统设备要求 3.13.1 光伏电房设备布置光伏电房设备布置17、 本项目不需要专门的光伏配电房，只是在现有配电房的预留位置上增加一组配电柜。3.3.2 2 光伏并网逆变器光伏并网逆变器技术要求技术要求 设计采用 10kW-20kW 光伏并网组串式逆变器，具有无冲击、无扰动的并网控制，电网过压、欠压保护，过频、欠频保护，恢复并网保护和保障维护人员安全的防孤岛效应保护等功能。3.3.3 3 0.4kV0.4kV 并网设备配置并网设备配置 本项目选用技术先进、质量可靠的 GCK 抽出式成套开关柜作为并网计量柜，从各光伏逆变器的交流汇流箱引出交流电缆至各原有配电房低压室，通过并网总开关至变压器低压侧的 0.4kV 母线并网接入厂用电系统中，全部自发自用。低压开关柜18、采用抽出式结构，柜体结构同原有配电装置；框架断路器安装智能电力仪表，自带遥控遥信功能，实现智能型网络功能。3.3.4 4 电缆电缆选择选择 3.4.13.4.1 电缆选型电缆选型 本项目电缆采用 0.6/1kV 阻燃交联聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。电缆型号为 ZRYJV-0.6/1kV-3*XX+1*X 型 4 芯电缆。第 11 页，共 16 页 第四章第四章 光伏发电对拟接入电力系统的影响光伏发电对拟接入电力系统的影响 4.14.1 接入系统谐波分量控制接入系统谐波分量控制 太阳能光伏发电系统通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，再通过并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正19、弦波电流，在将直流电能经逆变转换为交流电能的过程中，会产生谐波。并网发电后，将在发电段进行谐波检测，根据检测结果进行针对性治理，主要依靠并网逆变器来保证。并网逆变器在出厂时都经过严格检测，其各项指标均满足要求。本项目所采用的逆变器，都是经过国家金太阳认证，及国际 TUV或 UL 等认证，电能质量完全可以得到保证。控制产生的谐波分量满足GB/T-14549-1993 要求及满足国家光伏发电系统接入电网的相关技术规定。因此对接入电力系统的影响满足规范要求。4.24.2 接入系统无功平衡控制接入系统无功平衡控制 根据由国家住房和城乡建设部发布、中国电力企业联合会主编的光伏发电站设计规范(GB507920、7-2012)规定，本光伏发电站项目的功率因数应能够在 0.98（超前）0.98（滞后）范围内连续可调。光伏发电站的无功功率补偿电源包括光伏并网逆变器和光伏发电站无功补偿装置。本项目采用的并网逆变器具有无功功率调节功能，功率因数超前 0.9 至滞后 0.9 范围可调；满足规范要求，因此在并网点 0.4kV 母线上不需要设置无功功率补偿装置。4.34.3 短路电流短路电流 逆变器通过触发相位的控制来实现快速和多种方式的调节，当被并网的交流系统短路故障，控制系统瞬间关断逆变器的输出，即光伏 第 12 页，共 16 页 发电系统不会向交流短路点提供短路电流。因此，相关交流电气设备短路电流方面的校核可21、不考虑光伏发电系统并网的影响。第第五五章章 光伏发电光伏发电系统二次部分系统二次部分 5 5.1.1 逆变器并网保护功能逆变器并网保护功能 作为并入电网的发电设备，本项目逆变器提供了先进的并网控制技术，保证并网运行对电网无冲击、无扰动；提供了全面的保护技术，保证接入电力系统系统的安全运行，各功能均符合GB/Z 19964-2005 光伏发电站接入电力系统技术规定。5 5.1.1.1.1 无冲击、无扰动的并网控制无冲击、无扰动的并网控制 本项目逆变器的核心控制采用先进的SVPWM技术，通过检测电网电压，输出与电网同频、同相的电流，电流幅值受程序控制，可以与电池板功率成正比。该控制方法既能保证了并22、网逆变器运行对电网电压无冲击、无扰动，又能保证并网电流低谐波和高功率因数。该技术已成功应用于国家十一五科技支撑计划“1.5MW以上风力发电系统产业化研究”中，并已在同行业中得到了广泛的应用。5 5.1.2.1.2 无直流分量、安全、抗干扰的隔离变压器并网方式无直流分量、安全、抗干扰的隔离变压器并网方式 本项目的每台逆变器均配有同功率级别的隔离变压器，逆变器通过隔离变压器进行并网，实现了对直流分量的电气隔离，同时提高了逆变器的并网安全性和抗干扰性。5 5.1.3.1.3 电网过压、欠压保护，过频、欠频保护电网过压、欠压保护，过频、欠频保护 接入电网发生故障出现过压、欠压、过频、欠频状况时，逆变器23、 第 13 页，共 16 页 停止向电网供电，跳开交流接触器，同时发出警示信号。过压、欠压保护阈值为“310Vac-450Vac”，过频、欠频保护阈值为“47-52Hz”，保护动作时间为0.2s跳闸。5 5.1.4.1.4 恢复并网保护恢复并网保护 由于超保护阈值状态导致逆变器停止向电网供电后，在电网的电压和频率恢复到正常范围后的20s到5min，逆变器不向电网供电。达到整定时间后，系统再自动检测电网电压、频率、相位是否与本身的电压、频率、相位在一定范围内，如果一致，自动控制交流接触器合闸重新与系统并网发电。当本系统没有能量输出，不能对外供电时，监控系统自动跳开交流接触器，这样可以减少隔离变压24、器的不必要电能损耗。5 5.1.5.1.5 保障维护人员安全的防孤岛效应保护保障维护人员安全的防孤岛效应保护 并网逆变器是独立的发电设备，为了保护运行维护人员在电网故障停运时的安全，本项目逆变器提供了“防孤岛效应保护”，若逆变器并入的电网供电中断，逆变器在 2s 内停止向电网供电，同时发出警示信号。5 5.2 2 监控系统功能监控系统功能 光伏电站内设一套计算机监测系统，统一集中监测逆变器、交流并网屏和气象站等设备的运行，计算机监测采用集中监控方式，由监控室运行人员通过监控系统的操作员站人机接口，对光伏电站内所有逆变器进行集中监视；远方监测配置浏览终端，通过 VPN 上网方式可实现远方监视，配25、置一台服务器、一台操作员站及打印机等设备，布置在监控室内，主要功能包括：1）监测逆变器的电流、电压及频率；第 14 页，共 16 页 2）光伏电站概要图文显示；3）显示任何一台逆变器的在线数据，如状态、功率、电压、电流、温度和报警情况；4）显示任何一台并网开关设备的三相电流、断路器和隔离开关位置信号及故障信号等；5）对整个光伏电站实际有功功率和无功功率的监测；6）显示高级功率曲线，包括功率曲线、分布曲线计算可利用率；7）显示光能玫瑰图；8）显示发电量；9）显示 10 分钟收集的数据。10 分钟数据包括平均值、标准偏差，以及在此期间的最大值和最小值；10）显示整个光伏电站、单机和气象站的报警和事26、件记录；11）具有故障记录功能，可以保存故障记录，同时记录故障前 10s到故障后 60s 的相关数据。12）光伏电站向计算机主机系统提供的信号包括：光伏电站接入点处电压、注入电力系统的电流、有功功率、功率因数、频率和电量等信息。5 5.3.3 调度自动化及计量信息调度自动化及计量信息传输传输 1、由于本电站全部为 0.4kV 并网，无需与电力调度部门传输自动化信息；关口计量点设在每个并网点，电表计量信息由电力部门专网信息通道传输。5 5.4.4 检测、计量检测、计量 5 5.4.1.4.1 计量仪表计量仪表 上网双向计量表采用三相三线电子式多功能表，实现三相视在电 第 15 页，共 16 页 27、能、有功（双向）电能、无功（四象限）电能计量。5 5.4.2.4.2 计量点计量点 计量点设置如下：1、玄幻水泵房 PC A 段 0.4KV 并网点。2、输煤 PC B 段 0.4KV 并网点。3、化水 PC A 段 0.4KV 并网点。4、化水 PC B 段 0.4KV 并网点。第第六六章章 结论结论 该项目建成后，发电量供给河源电厂内部使用，全部消纳。并网接入点发电侧安装低压总开关，有利于光伏发电系统故障时切除光伏发电系统，保证其电厂正常用电。综上所述，方案可行。第七章第七章 投资方介绍投资方介绍 （1）本工程投资主体为：深能合和（河源）有限公司。深能合和（河源）有限公司的母公司为深圳能源28、集团股份有限公司前身系深圳能源投资股份有限公司，成立于 1993 年 1 月，由深圳市能源集团有限公司（成立于 1991 年 6 月）作为发起人而募集设立,是全国电力行业第一家在深圳上市的大型股份制企业，也是深圳市第一家上市的公用事业股份公司。深圳能源自成立以来，紧紧把握时代脉搏，科学选定战略方向，坚持“安全至上、成本领先、效益为本、环境友好”的经营理念，强化 第 16 页，共 16 页“清简务本、行必责实”的工作作风，优化治理、控制风险，保持有效增长、创造国际领先，全力打造“责任能源、实力能源、环保能源、和谐能源”。截至 2013 年底，深圳能源总资产 324 亿元，净资产 186亿元，控股发电装机容量 643.3 万千瓦。（2）项目投产时间约为：2014 年 12 月底。