分布式光伏发电接入系统典型设计.doc

分布式光伏发电项目接入系统 典型设计 国家电网公司 2012年11月 1 目 录 第一篇 总 论 第1章 概 述 . 1 1.1 工作目的 . 1 1.2 设计原则 . 2 1.3 工作方式 . 3 1.4 设计范围 . 4 1.5 设计内容 . 4 第2章 工作过程 . 6 第3章 典型设计依据 . 6 3.1 设计依据性文件 . 6 3.2 主要设计标准、规程规范 . 7 3.3 主要电气设备技术标准 . 8 第二篇 接入系统典型方案及技术原则 第4章 概述 . 9 第5章 系统一次设计及方案划分 . 10 5.1 内容和深度要求 . 10 5.1.1主要设计内容 . 10 5.1.2设计深度 . 10 5.2 主要原则及接入系统方案 . 10 5.2.1 接入方案划分原则 . 10 5.2.2 接入电压等级 . 10 5.2.3 接入点选择原则 . 11 5.2.4 典型设计方案 . 11 5.2.5主要设备选择原则 . 26 第6章 系统继电保护及安全自动装置 . 29 6.1内容与深度要求 . 29 6.1.1主要设计内容 . 29 6.1.2设计深度 . 29 6.2技术原则 . 29 6.2.1一般性要求 . 29 6.2.2线路保护 . 30 6.2.2.1 380/220V电压等级接入 . 30 6.2.2.2 10KV电压等级接入 . 30 6.2.3母线保护 . 31 I 6.2.4安全自动装置 . 31 6.2.5 孤岛检测与防孤岛保护 . 31 6.2.6 其他 . 31 7章 系统调度自动化 . 33 7.1内容与深度要求 . 33 7.1.1主要设计内容 . 33 7.1.2设计深度 . 33 7.2技术原则 . 34 7.2.1 调度管理 . 34 7.2.2 远动系统 . 34 7.2.3 远动信息内容 . 34 7.2.4 功率控制要求 . 35 7.2.5 同期装置 . 35 7.2.6 信息传输 . 35 7.2.7 安全防护 . 35 7.2.8 对时方式 . 35 7.2.9 电能质量在线监测 . 36 第8章 系统通信 . 37 8.1 内容及深度要求 . 37 8.1.1主要设计内容 . 37 8.1.2设计深度 . 37 8.2 技术原则 . 37 8.2.1 总体要求 . 38 8.2.2 通信通道要求 . 38 8.2.3 通信方式 . 38 8.2.4 通信设备供电 . 39 8.2.5 通信设备布置 . 39 第9章 计量与结算 . 40 9.1 内容与深度要求 . 40 9.1.1 设计内容 . 40 9.1.2 设计深度要求 . 40 9.2 技术原则 . 40 第三篇 光伏发电单点接入系统典型设计方案 第10章 10KV接入公共电网变电站方案典型设计（XGF10-T-1） 43 10.1 方案概述 . 43 10.2 接入系统一次 . 43 II 10.2.1 送出方案 . 43 10.2.2 电气计算 . 44 10.2.3 主要设备选择原则 . 45 10.2.4 电气主接线 . 46 10.2.5 系统对光伏电站的技术要求 . 47 10.2.5.2 电压异常时的响应特性 . 48 10.2.6 设备清单 . 49 10.3接入系统二次 . 49 10.3.1 系统继电保护及安全自动装置 . 49 10.3.2 系统调度自动化 . 54 10.3.3 系统通信 . 60 第11章 10KV接入公共电网开关站、配电室或箱变方案典型设计（XGF10-T-2） . 67 11.1 方案概述 . 67 11.2 接入系统一次 . 67 11.2.1送出线路 . 67 11.2.2 电气计算 . 68 11.2.3主要设备选择原则 . 69 11.2.4 电气主接线 . 70 11.2.5系统对光伏电站的技术要求 . 71 11.2.6设备清单 . 72 11.3接入系统二次 . 72 11.3.1 系统继电保护及安全自动装置 . 72 11.3.2 系统调度自动化 . 78 11.3.3 系统通信 . 84 第12章 10KV T接公共电网线路方案典型设计（XGF10-T-3） . 95 12.1 方案概述 . 95 12.2接入系统一次 . 95 12.2.1 送出方案 . 95 12.2.2 电气计算 . 96 12.2.3 主要设备选择原则 . 97 12.2.4 电气主接线 . 98 12.2.5 系统对光伏电站的技术要求 . 99 12.2.6 设备清单 . 100 12.3 接入系统二次 . 100 12.3.1 系统继电保护及安全自动装置 . 101 12.3.2 系统调度自动化 . 105 12.3.3 系统通信 . 111 III 第13章 10KV接入用户开关站、配电室或箱变方案典型设计（XGF10-Z-1） . 118 13.1 方案概述 . 118 13.2 接入系统一次 . 118 13.2.1 送出方案 . 118 13.2.2 电气计算 . 119 13.2.3 主要设备选择原则 . 120 13.2.4 电气主接线 . 121 13.2.5 系统对光伏电站的技术要求 . 122 13.2.6 设备清单 . 124 13.3接入系统二次 . 124 13.3.1 系统继电保护及安全自动装置 . 124 13.3.2 系统调度自动化 . 130 13.3.3 系统通信 . 137 第14章 380V接入公共电网配电箱方案典型设计（XGF380-T-1） . 146 14.1 方案概述 . 146 14.2 接入系统一次 . 146 14.2.1 送出方案 . 146 14.2.2 电气计算 . 147 14.2.3 主要设备选择原则 . 148 14.2.4 电气主接线 . 148 14.2.5 系统对光伏电站的技术要求 . 149 14.2.6 设备清单 . 150 14.3 接入系统二次 . 150 14.3.1 系统继电保护及安全自动装置 . 151 14.3.2 系统调度自动化 . 151 14.3.3 系统通信 . 153 第15章 380V接入公共电网配电室或箱变方案典型设计（XGF380-T-2） . 154 15.1方案概述 . 154 15.2 接入系统一次 . 154 15.2.1 送出方案 . 154 15.2.2 电气计算 . 155 15.2.3 主要设备选择原则 . 156 15.2.4 电气主接线 . 156 15.2.5 系统对光伏电站的技术要求 . 157 15.2.6 设备清单 . 159 IV 15.3 接入系统二次 . 159 15.3.1 系统继电保护及安全自动装置 . 159 15.3.2 系统调度自动化 . 160 15.3.3 系统通信 . 161 第16章 380V接入用户配电箱方案典型设计（XGF380-Z-1） . 163 16.1方案概述 . 163 16.2接入系统一次 . 163 16.2.1 送出方案 . 163 16.2.2 电气计算 . 164 16.2.3 主要设备选择原则 . 165 16.2.4 电气主接线 . 165 16.2.5 系统对光伏电站的技术要求 . 166 16.2.6 设备清单 . 168 16.3接入系统二次 . 169 16.3.1 系统继电保护及安全自动装置 . 169 16.3.2 系统调度自动化 . 169 16.3.3 系统通信 . 171 第17章 380V接入用户配电室或箱变方案典型设计（XGF380-Z-2） . 172 17.1方案概述 . 172 17.2接入系统一次 . 172 17.2.1 送出方案 . 172 17.2.2 电气计算 . 173 17.2.3 主要设备选择原则 . 174 17.2.4 电气主接线 . 174 17.2.5 系统对光伏电站的技术要求 . 175 17.2.6 设备清单 . 176 17.3接入系统二次 . 176 17.3.1 系统继电保护及安全自动装置 . 176 17.3.2 系统调度自动化 . 177 17.3.3 系统通信 . 179 第四篇 光伏发电组合接入系统典型设计方案 第18章 380V多点接入用户电网方案典型设计（XGF380-Z-Z1） . 180 18.1方案概述 . 180 18.2接入系统一次 . 180 V 18.2.1 送出方案 . 180 18.2.2 电气计算 . 182 18.2.3 主要设备选择原则 . 183 18.2.4 电气主接线 . 183 18.2.5 系统对光伏电站的技术要求 . 184 18.2.6 设备清单 . 186 18.3接入系统二次 . 186 18.3.1 系统继电保护及安全自动装置 . 186 18.3.2 系统调度自动化 . 187 18.3.3 系统通信 . 188 第19章 10KV多点接入用户电网方案典型设计（XGF10-Z-Z1） 190 19.1 方案概述 . 190 19.2 接入系统一次 . 190 19.2.1 送出方案 . 190 19.2.2 电气计算 . 191 19.2.3 主要设备选择原则 . 192 19.2.4 电气主接线 . 193 19.2.5 系统对光伏电站的技术要求 . 194 19.2.6 设备清单 . 196 19.3接入系统二次 . 196 19.3.1 系统继电保护及安全自动装置 . 196 19.3.2 系统调度自动化 . 202 19.3.3 系统通信 . 207 第20章 380V/10KV多点接入用户电网方案典型设计（XGF380/10-Z-Z1） . 216 20.1方案概述 . 216 20.2 接入系统一次 . 216 20.2.1 送出方案 . 216 20.2.2 电气计算 . 218 20.2.3 主要设备选择原则 . 219 20.2.4 电气主接线 . 220 20.2.5 系统对光伏电站的技术要求 . 223 20.2.6 设备清单 . 224 20.3接入系统二次 . 224 20.3.1 系统继电保护及安全自动装置 . 225 20.3.2 系统调度自动化 . 230 20.3.3 系统通信 . 237 第21章 380V多点接入公共电网组合方案典型设计（XGF380-T-Z1）VI . 246 21.1 方案概述 . 246 21.2 接入系统一次 . 246 21.2.1 送出方案 . 246 21.2.2 电气计算 . 247 21.2.3 主要设备选择原则 . 248 21.2.4 电气主接线 . 248 21.2.5 系统对光伏电站的技术要求 . 249 21.3 接入系统二次 . 251 21.3.1 系统继电保护及安全自动装置 . 251 21.3.2 系统调度自动化 . 252 21.3.3 系统通信 . 253 第22章 380V/10KV多点接入公共电网方案典型设计（XGF380/10-T-Z1） . 255 22.1 方案概述 . 255 22.2 接入系统一次 . 255 22.2.1 送出方案 . 255 22.2.2 电气计算 . 256 22.2.3 主要设备选择原则 . 257 22.2.4 电气主接线 . 258 22.2.5 系统对光伏电站的技术要求 . 259 22.2.6 设备清单 . 260 22.3接入系统二次 . 261 22.3.1 系统继电保护及安全自动装置 . 261 22.3.2 系统调度自动化 . 266 22.3.3 系统通信 . 272 附 录 . 286 1 短路电路计算公式 . 286 2 送出线路导线截面 . 286 2.1 架空导线 . 286 2.2电缆 . 288 3 光伏电站谐波电压与电流 . 290 4光伏电站电压异常时的响应特性 . 290 5光伏电站频率异常时的响应特性 . 291 6升压站主变性能参数 . 291 VII 第一篇 总 论 第1章 概 述 能源是国民经济发展的基础。我国能源生产量和消费量均已居世界前列，但在能源供给和利用形式上存在着一系列突出问题，如能源结构极不合理、能源利用效率不高、可再生能源开发利用比例较低、能源安全利用水平有待近一步提高。 根据国家能源发展规划，“十二五”期间将以加快转变能源发展方式为主线，规划能源新技术的研发和应用，解决有限能源和资源的约束，着力提高能源资源开发、转化和利用的效率，充分利用可再生能源，推动能源生产和利用方式的变革。 中国是世界上太阳能最丰富的国家之一，辐射总量在3.31038.4106千焦/之间。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均属世界太阳能资源丰富地区之一。光伏发电资源开发，对优化我国能源结构、应对保护生态环境、促进经济社会可持续发展，具有十分重要的作用。我国西部地区地域广阔，便于集中式光伏的开发利用；在中东部广大地区，受到环境条件限制，分布式光伏发电将成为未来发展的重点，深入研究分布式光伏发电具有重要意义。 1.1 工作目的和意义 分布式光伏发电具有资源分散、项目容量小、用户类型多样、发电出力具有波动性和间歇性等特点，加之我国分布式光伏发电还 1 处在发展初期，相关政策、标准不配套、不完善，建设和管理复杂。 目前国家电网公司已启动分布式光伏发电接入系统标准体系的研究，并取得了部分成果，但在分布式光伏发电接入系统设计方面仍未明确网络结构、接入容量、接入方式、接入电压等级等边界条件，设计缺乏规范性指导文件。总结现有分布式光伏发电项目接入系统设计经验，进一步规范、优化分布式光伏发电接入系统设计方案，已经成为一项紧迫的任务。因此，国家电网公司决定开展分布式光伏发电接入系统典型设计。 开展分布式光伏接入系统典型设计的主要目的，一是创造分布式光伏发电接入电网便利条件，缩短并网时间，提高分布式光伏发电建设的效率和效益；二是促进分布式光伏并网规范化，统一并网技术标准，统一设备规范，保障分布式光伏接入电网运行安全；三是节约工程投资，提高综合投资效益，确保分布式光伏发电充分利用，促进分布式光伏发电与电网发展的和谐统一。 推行分布式光伏发电项目接入系统典型设计，对于解决当前分布式光伏发电项目建设中存在的问题，实现可再生能源建设与电网建设的协调、可持续发展，引导行业发展走向健康、有序、平稳、高效，支持国家低碳经济，服务于我国工业化、城镇化和社会主义新农村建设，为社会提供安全、可靠、清洁、优质的电力保障具有重要意义。 1.2 设计原则 分布式光伏发电接入系统典型设计应满足分布式光伏发电与电网互适性要求，遵循“安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一、运行高效”的设计原则。设计方案的选择既要有普遍性、可扩展性，又要有经济性；既要覆盖面广，又不宜太多。典型设计应实现分布式 2 光伏发电项目接入规范化，为设备招标、降低分布式光伏发电项目接入系统建设和运营成本创造条件，实现分布式光伏发电与电网建设的和谐统一。具体内容如下： 可靠性：保证设备及系统的安全可靠。 经济性：按照各方利益最大化原则，追求分布式光伏发电与电网建设和谐统一，实现共赢。 先进性：设备选型合理，优化各项技术经济指标，主要经济技术指标应达到国内同类工程的先进水平。 适应性：综合考虑各地区的实际情况，对不同规模、不同形式、不同外部条件均能适应。 1.3 工作方式 分布式光伏发电项目接入系统典型设计工作由国家电网公司发展策划部统一组织，国网北京经济技术研究院为技术牵头单位，组织中国电力科学研究院、江苏省电力设计院、浙江省经研院、上海电力设计院有限公司、河南省经研院、宁波电力设计院等设计单位开展编制工作。 （1）统一组织、分工负责。发挥国家电网公司集团化运作、集约化管理的优势，统一组织优秀技术力量，开展深化研究工作。 国网北京经济技术研究院为技术牵头单位，统一负责典型设计的编制及相关协调组织工作，负责典型设计工作方案制订、技术导则编制，设计方案内容的技术指导和总体把关，负责对各设计单位编制的设计方案进行校核；中国电科院负责各设计方案设备配置的总体指导与校核，参与编制设计技术导则；各设计单位负责具体方案设计及说明和图纸编制。 （2）加强协调、控制进度。牵头单位精心组织，积极协调，各 3 参编单位全力投入，按照统一进度安排开展工作，按时优质完成典设编制。2012年8月，开展相关调研工作，确定了典型设计方案；2012年9月编制分布式光伏接入系统典型设计技术导则，指导典型设计的编制工作；2012年10月至11月，组织编制完成分布式光伏发电接入系统典型设计。 1.4 设计范围 本典型设计范围为10kV及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过6MW的分布式光伏发电接入系统设计。内容包括接入方案、系统继电保护及安全自动装置、系统调度自动化、系统通信、计量与结算等相关方案设计。 本次典型设计不含分布式光伏发电本体设计。电网侧配套工程按接入系统设计深度考虑。 1.5 设计内容 分布式光伏发电项目接入系统典型设计共13个方案。其中，分布式光伏发电项目单点接入系统典型设计共8个方案，方案见表1-1；分布式光伏发电组合接入系统典型设计共5个方案，方案见表1-2。 表1-1 分布式光伏发电单点接入系统典型方案分类表 接入送出 单个并网点参考容方案编号 运营模式 接入点 电