分布式光伏电站接入10kV配电网工程方案分析

作者：胡志恒 肖昆 魏然 齐敬忠

来源：《科技创新与应用》2016年第36期

        摘 要：文章分析了工程中的电量消纳问题，研究了分布式光伏电站接入10kV配电网的方式以及运行方式，就光伏电站对电网的稳定性影响进行了仿真分析，指出了分布式光伏电站接入电网系统需进一步研究和验证的技术问题。

        关键词：分布式；光伏；电站；配电网

        引言

        光伏电站接入电网接入方式一般有两种，分别为专线接入方式和T接方式：专线接入是指光伏电站接入点设置专用的开关设备，如接入变电站或开关站；T接方式是指分布式电源接入点未设置专用的设备，如光伏电站直接接入架空或电缆线路的方式。[1，2]

        1 工程概况

        用户外电源引自110kV变电站N所带10kV线路S的70/24号杆。线路S为架空电缆混合线路，出站至1号杆采用YJV22-300mm2型电缆，1～70号杆采用JKLYJ-185mm2导线，70～70/24号杆采用JKLYJ-70mm2导线。

        本工程项目选用单个容量为250Wp晶体硅光伏组件，共计安装20000块，规划总容量约为5000kWp，光伏系统发电效率约为80.3%，光伏峰值发电出力约为4015kW，年均发电量估算为580万kWh。运营模式为全部上网。

        2 电站电量测算与电力电量消纳

        项目属于小规模光伏电站，电站发出电量目标是就地消纳。图1中10kV线路S负荷曲线，在白天光伏正常出力时段，线路的最大电流为252A（43.kW），最小电流为209A（3619.88kW）。考虑极端情况下，当光伏电站额定出力全部上网时，线路S所带负荷无法全部消纳。

        图2为N站10kV 5#母线进线开关典型日负荷曲线，在白天光伏正常出力时段，该点最大电流为928A（16072.96kW），最小电流为725A（12557kW）。考虑极端情况下，当光伏电站额定出力全部上网时，5#母线所带用户能够消纳光伏所发电力。

        通过上述分析可见，正常运行方式下光伏电站电力消纳方向为N变电站10kV 5#母线，该工程新增电量可以实现就地平衡和消纳。

        3 接入10kV配电网方式与运行方式说明

        现状正常运行方式下，用户变压器由N站10kV 5#母线所带的线路S进行供电；本期光伏电站投运后，正常运行方式下，用户变压器由市电与光伏电站供电，当光伏电站停止发电时，用户变压器仍由市电进行供电。

        本工程光伏电站通过新建高压配电柜接入电网。根据国电电网公司的典型设计[3]，设计本工程光伏电站接入系统方案见图3。

        本工程光伏电站并入N站10kV 5#母线所带的10kV出线线路S，光伏电站通过211开关接入新建用户配电柜，光伏所发电力除为用户变压器供电外，余电通过线路S上送。光伏电站所发电力仅由N站10kV 5#母线所带负荷进行消纳，不能通过联络线在其他厂站进行消纳，当N站2#主变检修或故障时，光伏电站停止向公网送电。当并网线路故障时断开并网开关，光伏电站停止向公网送电。

        4 对电网的影响分析

        本工程采用采用10kV电压等级并网，接入系统后对110kV及以上系统潮流影响很小，光伏电站所发电力在110kV N变电站10kV 5#母线实现平衡。

        经计算，当分布式电源发电全部返送时，在0.1秒，110kV电网跳开含5MW分布式电源的变电站，系统频率出现微小波动，不存在失稳情况。

        5 结束语

        随着光伏发电技术的迅速发展，光伏电站装机容量越来越大，大规模光伏电站大多采用升压后直接接入高压电网的方式，会对对系统稳定、电能质量、继电保护等产生影响，这些都需要结合工程实际运行情况，做进一步研究和验证[1，2]。

        参考文献

        [1]舒逸石，管霄，赵炜.分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响[J].华电技术，2013，35（7）：70-71.

        [2]孙丰祥，萨其日娜.光伏电站接入系统的若干问题的研究[J].科研，2015，43（12）：244-246.

        [3]国家电网公司.分布式电源接入系统典型设计-接入系统分册[M]. 中国电力出版社，2014.