机器厂4MW屋顶项目接入系统工程初步设计说明书.docx

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机器厂4MW屋顶项目接入系统工程初步设计说明书

动力机器厂4MW

屋顶项目接入系统工程

初步设计

说明书

目录

第1章总的部分1

1.1设计依据1

1.2光伏电站现状1

1.3设计范围1

第2章一次接入系统方案2

第3章二次接入系统方案3

3.1系统保护3

3.1.1系统概述3

3.1.2系统保护3

3.1.3防孤岛保护3

3.2系统调度自动化3

3.2.1调度关系及调度管理3

3.2.2配置及要求4

3.2.3远动系统5

3.3系统通信6

第4章光伏项目工程6

4.1电气一次部分6

4.2电气二次部分7

4.3土建部分11

第5章投资概算12

5.2投资概算14

第1章总的部分

1.1设计依据

1）##市供电公司下发关于####动力机器厂4MW屋顶项目接入系统工程的批复意见。

2）国家、地区及行业现行的工程设计规程、规范、标准及典型设计方案

3）####动力机器厂4MW屋顶项目可行性研究报告

1.2光伏电站现状

本期光伏发电项目拟安装在##市樊城区人民西路159号####动力机器厂房屋顶及附属场地，根据业主申报，采用自发自用、余电上网方式，所发电量主要供给厂区生产和生活用电。

本发电系统共需265W多晶硅光伏组件15264块，系统总效率约为95.5%。

本项目根据地理位置和地面光伏组件配置情况，光伏电站本期总容量为4MWp，共用1个并网点上网，终期总容量为4MWp。

1.3设计范围

光伏厂区接入上网部分含：

用户专变房改造、光伏厂区配电房新建、光伏厂区逆变器及箱变安装以及通信调度部分。

第2章一次接入系统方案

结合《国家电网分布式光伏发电接入系统典型设计（2012版）》中的相关要求，本项目接入系统采用XGF10-Z-1方案，即将分布式光伏接入用户开关站、配电室或者箱变。

本工程是接入用户10kV开关站。

本项目业主有1个受电点，由10kV乔徐二回乔63徐54贾洼分支15#-16#杆中间T接，向用电人供电，受电点有1台隔离变压器，容量为4000kVA。

光伏电站总容量为4MWp，通过1回10kV回路接入用户配电房10kV母线侧实现并网发电。

第3章二次接入系统方案

3.1系统保护

3.1.1系统概述

####动力机器厂4MW屋顶光伏通过1回10kV回路接入用户5713厂区配电室10kV母线侧实现并网发电。

3.1.2系统保护

5713厂区10kV配电室配置10kV线路过流保护1套，光伏厂区10kV上网线路配置10kV线路过流保护1套，采用复合电压闭锁的三段式电流保护，零序电流保护，保护与测控一体化。

3.1.3防孤岛保护

在光伏电站侧设置频率电压解列装置1套，实现频率电压异常紧急控制功能，跳开光伏电站侧断路器。

光伏电站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能力，其防孤岛方案应与继电保护配置、安全自动装置配置和低电压穿越等相配合，时间上互相匹配。

3.2系统调度自动化

3.2.1调度关系及调度管理

####动力机器厂4MW屋顶分布式光伏发电项目装机总容量为4MWp,根据湖北省电力系统调度管理规程，本光伏电站接入系统后由##市调调度。

3.2.2配置及要求

（1）远动系统

远动系统建议结合站内本体监控系统一并考虑建设，配置一套监控系统，需具备遥测、遥信、遥控、遥调及网络通信等功能，实时采集并网运行信息，主要包括并网点开关状态、并网点电压和电流、光伏发电系统有功功率和无功功率、光伏发电量等，并上传至相关电网调度部门；配置远程遥控装置的分布式光伏，应能接收、执行调度端远方控制解并列、启停和发电功率的指令。

根据《地区电网调度自动化设计技术规程》、《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》等有关文件进行本工程的系统调度自动化设计。

光伏电站远动通信服务器需具备与控制系统的接口，接受调度部门的指令，具体调节方案由调度部门根据运行方式确定。

光伏电站有功功率控制系统应能够接收并自动执行电网调度部门发送的有功功率及有功功率变化的控制指令，确保光伏电站有功功率及有功功率变化按照电力调度部门的要求运行。

光伏电站无功电压控制系统应能根据电力调度部门指令，自动调节其发出（或吸收）的无功功率，控制并网点电压在正常运行范围内，其调节速度和控制精度应能满足电力系统电压调节的要求。

（2）电能量计量

根据《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》规定及资产分界原则，本方案暂按在产权分界点即5713厂区10kV配电室10kV进线侧设置双套0.2S关口计量电能表（最终按用户与业主计量协议为准），电能表采用静止式多功能电能表，至少应具备双向有功和四象限无功计量功能、事件记录功能，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。

由于本次运营模式采用自发自用余电上网，故除关口电能计量表外，还应设置单套设置并网电能表，并网电能表设置在并网点（并网开关的发电侧），用于计量光伏发电项目总发电量，且能实现计量信息上传；

为满足计量信息上传的要求，本工程需配置一套电能量采集终端，实现电能量的远传。

计量用电流互感器、电压互感器的精度分别达到0.2S、0.2级。

（3）电能质量监测装置

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、同相位的正弦波电流，并入电网，在将直流电能经逆变转换为交流电能的过程中，可能会产生大量谐波及直流分量。

根据《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》的要求，本期在光伏电站装设满足IEC61000-4-30-2003《电磁兼容第4-30部分　试验和测量技术－电能质量》标准要求的Ａ类电能质量在线监测装置一套，监测电能质量参数，包括电压、频率、谐波、功率因数等电能质量在线监测数据上传至相关主管机构。

3.2.3远动系统

（1）远动信息内容

####动力机器厂4MW屋顶分布式光伏发电项目纳入市公司调度控制中心调度运行管理，上传信息包括并网设备状态、并网点电压、电流、有功功率、无功功率和发电量，调度控制中心应实时监视运行情况。

（2）远动信息传输

规约为IEC－870－5－104。

3.3系统通信

3.3.1信息需求

本方案上传信号包括：

光伏系统有功、无功输出、发电量、功率因素；并网点电压、电流、频率；光伏系统接入点间隔断路器位置信号。

3.3.2通信方案

依据接入系统答复方案，本项目远动信息传输通过无线通信方式，待电网配电自动化系统建设完成后，由调度部门明确具体设备配置要求，本次设计暂不考虑。

配置1套电能量采集终端装置，将电量信息通过GPRS方式，送到至调度电能量管理系统。

第4章光伏项目工程

4.1电气一次部分

4.1.110kV配电室电气主接线

10kV配电装置采用单母线接线方式。

4.1.210kV配电室平面布置

10kV配电装置采用户内布置。

4.1.3建设规模

光伏厂区配电房：

新增集电线路柜一面、上网柜一面、PT柜和站用电柜各一面以及计量柜一面。

用户专变房：

新增进线柜一面。

光伏厂区：

10kV箱变4台，1MW逆变器成套装置4台。

4.1.4主要电气设备选择

（1）10kV配电装置的选择：

详见附图接线图

4.2电气二次部分

4.2.1计算机监控系统

（1）概述

光伏电站配置一套计算机监控系统，由光伏区域和开关站两部分组成，其集中监控的对象包括光伏阵列组件、汇流箱、逆变器及其开关站设备等。

计算机监控系统可实现光伏电站的全功能自动化管理，电站与调度端的遥测、遥信等功能。

（2）系统结构和配置

计算机监控系统纵向分两层，站控层和间隔层。

采用分层分布的网络结构，实现与所有具备通讯能力的智能设备通信。

站控层为全站设备监视、测量、控制、管理的中心，通过光缆与间隔层相连。

间隔层按照不同的电气设备，分别布置在对应的开关柜或箱变内，在站控层及网络失效的情况下，间隔层仍能独立完成间隔层设备的监视和断路器控制功能。

站控层设备包括主机兼操作员工作站、远动通信设备、公用接口装置、网络设备、打印机等。

间隔层设备包括智能汇流箱、逆变器、箱变监控单元，环境监测系统以及开关站的保护、测量、计量等二次设备组成。

监控系统软件配置应满足开放式系统要求，由实时多任务操作系统软件、支持软件及监控应用软件组成，采用模块化结构，具有实时性、可靠性、适应性、可扩充性及可维护性。

（3）系统功能

计算机监控系统能实现对光伏电站运行设备可靠、合理、完善的监视、测量、控制。

主要有如下功能：

实时数据采集与处理；数据库的建立与维护；控制操作和同步检测；电压—无功自动调节；报警处理；事件顺序记录；画面生成及显示；在线计算及制表；电能量处理；远动功能；时钟同步；人—机联系；系统自诊断与自恢复；与其它设备接口；运行管理功能等。

2）光伏发电监控系统

（1）系统网络和配置

光伏电站发电系统由4个发电单元构成。

每个发电单元包括光伏阵列、汇流箱、2台500kW的逆变器、箱式变压器、开关柜及相应的监控、保护设备组成。

每个光伏发电单元配置1面光伏区域网络通信柜，内设规约转换器、交换机各1台，就地安装于逆变器室内。

通过RS485总线获取逆变器、汇流箱、箱变测控装置的运行参数、故障状态和发电参数，每个逆变器室内的规约转换器经光纤交换机通过光缆接入升压站内光伏发电监控系统，采用环网组网方式，实现升压站内对各光伏发电单元运行参数的监视、报警、历史数据储存等统一管理。

（2）系统功能

就地监控

逆变器采用显示屏幕、触摸式键盘方式进行人机对话，运行人员可就地对逆变器进行参数设定、控制等功能。

集中监控

开关站内配置的监控系统对各光伏发电单元设备进行监控，并能够单独对每台逆变器进行启停操作、参数设置、故障报警和电能量累加等功能。

上述控制操作需相互闭锁，同一时间只接收一种控制指令。

光伏发电系统的控制、测量和信号

运行人员可就地通过人机对话界面，对每台汇流箱和逆变器的参数、设备状况、事故记录进行查看，还可在升压站综合保护室操作员站上连续记录、查看光伏发电系统运行数据和故障数据，其中包括电站的当前发电总功率、日总发电量、累计总发电量、累计CO2总减排量、每天发电功率曲线图、逆变器的输入输出的运行参数和相关故障报警信号。

逆变器出口升压变压器采用箱式变压器，每台变压器配置一套测控装置实现对箱变低压侧开关的远方分、合闸控制，变压器绕组温度、高压侧负荷开关位置、熔断器熔断、低压侧断路器位置以及保护动作等信号由箱变测控装置采集，经光纤环网上传至开关站内监控系统。

4.2.2保护配置方案

10kV集电线路配置电流速断保护、过流保护及零序电流保护，采用微机型装置，集保护、控制、测量及远传功能于一体，就地安装于10kV开关柜中。

4.2.3站用电系统

本期工程设置1台10kV所变柜，所变容量50kVA；另外1回电源进线从动力机器厂380V电源直接引入。

380／220V母线采用单母线分段接线，两回电源分别接入Ⅰ、Ⅱ工作段母线上。

1）站用电接线：

站用电压为380/220V，低压接线采用380V三相四线制中性点直接接地系统，接线形式为单母线分段接线，正常情况下，一回电源投入，互为备用，设自动投切装置。

380V母线并列运行时，两路进线开关设互锁和自投功能。

所内重要负荷均按双回路配置。

2）站用电负荷统计：

每台工作变压器按全站计算负荷选择。

4.2.4直流系统

本站采用220V直流电源作为全所各安装单位的控制、保护、信号、安全自动装置及事故照明等负荷的供电电源。

经直流负荷初步统计，根据部颁DL/T5044-2004《电力工程直流系统设计技术规程》，站内设置一组100Ah阀控式铅酸蓄电池，可满足升压站事故停电后经常负荷、事故照明、逆变电源2h放电容量，事故放电末期最大冲击负荷容量。

蓄电池数量按104只考虑，不设端电池，每只浮充电压2.25V，单体额定电压2V，组屏安装于综合保护室内。

蓄电池组配置一套蓄电池巡检仪，检测蓄电池单体运行工况，对蓄电池充、放电进行动态管理。

充电装置采用一套高频开关电源，该装置采用模块化设计，共3个20A模块，以N+1冗余模块并联组合方式供电，具有智能化程度高和可靠性高等特点。

直流系统的接线采用单母线接线方式。

直流母线上装设一台微机直流绝缘在线监察选线装置，实时在线监测直流接地情况。

直流系统采用辐射方式供电，直流系统由3面屏组成：

1面直流充电屏，1面馈线屏及1面蓄电池屏。

4.2.5不停电电源UPS

本站配置一套交流不间断电源（UPS）系统。

UPS电源系统正常运行时由站用电源供电，当输入电源故障、消失时，装置自动转向由直流电源逆变供电，以实现交流220V不间断输出。

考虑配置不间断电源容量为2*5kVA，2台UPS装置放置于综合保护室UPS逆变电源屏内。

UPS具有标准通信接口，能将装置运行状态、主要数据等信息上传监控系统。

4.2.6全站时间同步系统

变电站配置GPS系统，保证全系统具有统一的标准时钟，支持通过远动进行网络校时和接收GPS硬时钟对时两种方式。

4.2.7计量系统

配置电度表上网线路0.2S电度表2块，电能量采集装置1台，采集关口计量表电度信息，安装在10kV计量柜内。

4.2.8火灾报警

根据《火力发电厂与变电所设计防火规范》中“无人值班变电站宜设置火灾探测报警装置，并应将火警信号传至有关单位”的要求，为能将火灾控制在最小范围内。

全站采用1套微机型火灾报警系统，装在主控室内，并在10kV配电室、主控室内安装智能感烟感温探测器；遇有火灾发信号至报警控制器，再由控制器将信号送至综合自动化系统,由监控中心通知相关部门采取灭火措施。

4.3土建部分

4.3.1主要建（构）筑物

根据电气专业要求，本期工程土建涉主要任务是10kV配电房，包括相应设备基础、支架及沟道的新建、场地平整、围墙的新建以及对损坏的道路和地坪进行恢复。

4.3.2设计主要依据

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006版）

《变电站建筑结构技术规定》（修编送审稿）

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）

《混凝土加固设计规范》（GB50367-2006）

第5章投资概算

一.编制原则及方法

1、工程量取自设备材料清册。

2、工程项目划分与其他费用取费执行（2013年版）《电力工业基本建设预算管理制度及规定》。

3、安装及建筑工程费用指标取自中国电力企业联合会2013年发布的《电力工程建设概算定额》。

4、调试费执行中国电力企业联合会2013年发布的《电力建设工程调试概预算定额》。

5、设计收费执行国家电网电定[2010]7号文《关于印发国家电网公司输变电工程勘测设计费概算编制办法（试行）》

6、部分费用调整执行国网湖北省电力公司文件鄂电司建设【2014】31号文，国网湖北省电力公司关于印发输变电工程概算编制细则的通知。

7、变电站安装工程材机价差调整执行鄂电定[2015]44号中《湖北2013版电网安装工程概预算定额材机调整系数表》。

8、建筑机械价差调整执行鄂电定[2015]44号《湖北2013版电力建设建筑工程概预算定额施工机械价差调整系数表》。

9、人工工日单价调整系数执行鄂电定[2015]44号中《湖北2013版电力建设工程概算定额人工调整系数表》。

10、主要设备材料价参照国网公司发布的当期最新季度的电网工程设备材料价格计列；设备运杂费执行新预规规定。

11、装置性材料预算价格执行《电力建设工程装置性材料预算价格（2013年版）》（中电联定额[2013]469号）和《电力建设工程装置性材料综合预算价格（2013年版）》（中电联定额[2013]470号），地材执行湖北省建设工程造价管理站颁发的2015年第4季度黄冈《工程材料市场信息价》当地建材信息价格。

12、建设期贷款利息执行中国人民银行2015年10月24日公布的五年期以上贷款利率4.99%计取，计息额为总投资的75%,工期为3个月。

13、基本预备费费率按2.5%计算

5.2投资概算

经计算，本项目静态投资总额为2226.10万元，动态投资总额为2280.64万元。