中国电力投资集团光伏发电工程典型设计（实用应用文）.doc
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中国电力投资集团光伏发电工程典型设计
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目录
目录 1
正文 11
二零一二年一月西安 11
第一篇总论
（1） 11
第一章概述
（1） 11
第二章编制说明
（2） 12
第二篇典型设计（3） 12
第一章光伏电站场址选择（3） 12
第二章光伏阵列布置（4） 13
第四章电站总图及土建（10） 13
第五章阵列区电气设计（14） 13
第六章35kV（10kV）开关站电气设计（20） 14
第七章110kV升压站设计（26） 14
第三篇典型设计实例（一级升压）（41） 15
第一章光伏电站场址选择（41） 15
第二章光伏阵列布置（41） 15
第三章结构设计（45） 15
第四章电站总图及土建（46） 16
第五章阵列区电气设计（49） 16
第一篇总论 17
第一章概述 17
（1）通过技术、经济等因素综合比较，选用综合指标最优方案。
18
（3）充分体现环境保护和节能降耗的理念。
18
（1）国家现行相关法律、法规； 18
（2）国家和电力行业有关标准、规程、规范； 18
（3）《中电投集团光伏发电工程标准设计大纲》 18
（4）国内外已建兆瓦级并网光伏发电工程实例。
适用范围 18
第二章编制说明 19
110kV升压站设计 21
（7）拟选场址具有便利的交通运输条件和生活条件。
23
第二章光伏阵列布置 24
48Hz～每次低于时要求至少能运行10分钟～连续运行 27
（1）太阳电池组串 28
（2）太阳电池组串单元 28
（3）阵列逆变器组 28
（4）太阳电池子方阵 29
（5）太阳电池阵列 29
（3）GB50017-2003《钢结构设计规范》 32
（5）GB50018-2002《冷弯薄壁型钢结构设计规范》 32
（6）其它相关规范、规程及标准 32
（3）施工难度及速度。
36
（4）尽量减少土方挖填，减少对自然地貌和植被的破坏。
36
（5）各种基础类型的综合费用。
36
（6）场地地层分布及各层土的物理力学指标。
36
（7）地基土和水对钢筋混凝土结构和钢结构的腐蚀性。
36
（8）地基土的冻土深度、冻胀级别和冻胀类别。
36
（3）GB50011-2010《建筑抗震设计规范》 37
（4）GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》 37
（5）GB50010-2010《混凝土结构设计规范》 37
（6）JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》 37
（7）JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》 37
（1）钢筋混凝土预制桩 39
（2）钢筋混凝土钻孔灌注桩 39
（3）螺旋钢桩 39
（1）非抗震区、抗震区结构设计荷载组合按相关规范执行。
40
（3）计算基础底面积时，荷载效应应采用标准组合。
40
（1）《建筑工程设计文件编制深度规定》（2003年版） 43
（2）GB50187-93《工业企业总平面设计规范》 43
（3）GB50352-2005《民用建筑设计通则》 43
（4）JGJ67-2006《办公建筑设计规范》 43
（5）GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》 43
（6）GB50345-2004《屋面工程技术规范》 43
（7）GBJ22-87《厂矿道路设计规范》 43
（8）GB50016-2006《建筑设计防火规范》 43
（15）GB50011-2010《建筑抗震设计规范》 44
（16）GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》 44
（17）GB50003-2001《砌体结构设计规范》 44
（18）GB50223-2008《建筑抗震设防分类标准》 44
（19）GB50025-2004《湿陷性黄土地区建筑规范》 44
（20）GB50046-2008《工业建筑防腐蚀设计规范》 44
（21）GB50010-2010《混凝土结构设计规范》 44
（22）JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》 44
（23）JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》 44
（24）GB50013-2006《室外给水设计规范》 44
（25）GB50014-2006《室外排水设计规范》 44
（28）JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》 45
（30）GB50052-2009《供配电系统设计规范》 45
（31）GB50034-2004《建筑照明设计规范》 45
（32）GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》 45
（4）生产楼的布置应考虑冬季主导风向的影响。
48
（6）生产楼的阴影不应遮挡周围的组件。
48
（7）装修标准见表。
48
（1）冬季采暖室内计算温度：
52
（2）夏季通风室内计算温度：
52
（1）采暖系统 52
（2）通风系统 52
（3）空调系统 53
（1）GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》 55
（2）GB50052-2009《供配电系统设计规范》 55
（3）GB50034-2004《建筑照明设计规范》 55
（4）GB50116-2010《建筑设计防火规范》 55
（10）DL/T621-1997《交流电气装置的接地》 55
（14）GB17467-2010《高压/低压预装式变电站》 55
（16）GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》 56
（7）防护等级不低于IP65。
57
（4）配有光伏专用防雷器，正负极都具备防雷功能。
58
（1）综合以上比较原则上推荐欧式干式箱变。
59
（1）短路电流水平 60
（2）主要电气设备选择 60
4s额定短路耐受电流（kA） 62
1s额定短路耐受电流 62
（3）过电压保护设备 64
（1）箱变的保护 65
（2）箱变的监控 65
1MWp子方阵内通信线路 70
第六章35kV（10kV）开关站电气设计 70
（2）GB11022《高压开关设备通用技术条件》 71
（3）GB3906《3kV～35kV交流金属封闭开关设备》 71
（4）DL/T404《户内交流高压开关柜订货技术条件》 71
（5）GB50057《建筑物防雷设计规范》 71
（6）DL/T620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 71
（7）DL/T621《交流电气装置的接地》 71
（8）DL/T5352《高压配电装置设计技术规程》 71
（9）DL/T5056《变电所总布置设计技术规程》 71
（11）GB/T17468电力变压器选用导则》 72
（12）GB/T10228《干式电力变压器技术参数和要求》 72
（13）GB50057《建筑物防雷设计规范》 72
（14）SDJ8《电力设备接地技术规范》 72
（15）GBJ65《工业与民用电力装置的接地设计规范》 72
（16）GBT15576《低压无功功率静态补偿装置》 72
（19）DL-T578《水电厂计算机监控系统基本技术条件》 72
（23）DLT5147《电力系统安全自动装置设计技术规定》 72
（25）DLT5044《电力工程直流系统设计技术规程》 73
（26）DLT459《电力系统直流电源柜订货技术条件》 73
（27）DLT448《电能计量装置技术管理规程》 73
（28）《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》 73
（1）35kV断路器柜 73
（2）10kV断路器柜 74
电气二次 79
（1）系统结构 79
（2）系统功能 80
（3）系统监测对象 81
（4）系统控制对象 82
（5）数据采集内容 82
（1）送出线保护 84
（2）集电线路保护 84
（3）无功补偿、厂用变、接地变回路保护 85
（1）测量 85
（2）计量 86
（1）光功率预测 87
（2）有功功率自动控制 88
二次系统安全防护 88
二次设备布置原则 89
数量备注 89
二35kV出线设备 89
1隔离开关 89
2避雷器 90
二35kV配电装置 90
三厂用电及其它一次设备 90
四电气二次 91
1计算机监控系统 91
五防工作站 91
2继电保护及安全自动装置 92
数量备注 92
35kV线路保护盘面1 92
3直流控制电源 92
4电能计费系统 93
5通信系统 93
6有功功率自动控系统套1 93
7光功率预测系统套1第七章110kV升压站设计 93
（2）对电气设备进行实时监控，保证其安全运行和管理自动化。
96
（1）二次系统安全防护 98
（2）图像监视及安全警卫系统 98
（3）火灾自动报警 98
二次设备布置 98
110kVAIS典型设计方案 99
电气一次 99
110kV接线：
线路变压器组接线。
100
（1）主变压器 100
（2）110kV设备 101
（3）10kV设备 102
（4）导体 104
（1）电气设备的绝缘配合 105
（2）雷电侵入波保护 105
（3）直击雷防护 106
（4）接地 106
（5）电气设备外绝缘及绝缘子串泄漏距离 106
（1）110kV配电装置 107
（2）10kV配电装置 107
（3）10kV无功补偿装置 107
电气二次 107
（1）系统结构 108
（2）系统设备配置 108
（3）系统软件功能 110
（1）110kV主变保护 110
（2）10kV线路保护测控装置 111
（3）10kVSVG保护测控装置 111
（4）站用变保护 111
（5）小电流接地选线装置 112
（1）直流系统 112
10A10A 113
（2）UPS电源系统 114
（1）中控室及计算机室的布置 115
（2）二次盘室 115
备注 116
一主变压器 116
YNd11， 116
2主变压器中性点设备隔离开关：
，630A； 116
二110kV设备 116
2隔离开关双柱水平开启式隔离开关，Ir=1250A，双侧 117
3电流互感器油浸式，200/1A， 117
（110/√3）/（/√3）/（/√3）/（）kV 117
三10kV设备 117
5动态无功补偿装置10kV，SVG套1 118
1计算机监控系统 118
五防工作站 119
控装置各1套 120
10kV站用变测控保护装 121
10kVSVG支路测控保护 121
一套光终端盒 122
面30 122
2继电保护及安全自动装置 122
3控制电源系统 122
4电能计费系统 123
10kV电能表 124
使用说明 126
110kVGIS典型设计方案 126
（1）出线回路数：
1回。
127
电气一次 127
（1）主变压器 128
（2）110kV设备 129
（3）10kV设备 130
（4）导体 131
（1）电气设备的绝缘配合 132
（3）直击雷防护 133
（4）接地 133
（5）电气设备外绝缘及绝缘子串泄漏距离 134
（1）110kV配电装置 134
（2）10kV配电装置 134
（3）10kV无功补偿装置 134
电气二次 135
数量备注 135
一主变压器 135
5P20/5P20 135
二110kV设备 136
1GIS设备户外式，Ir=2000A，Ib=40Ka 136
2电容式电压互感器TYD110/√，/3P 136
（110/√3）/（/√3）/（/√3）/（）kV 136
使用说明 137
（6）GB50017-2003《钢结构设计规范》 141
（7）GB/T4623-2006《环形混凝土电杆》 141
（8）GB50025-2004《湿陷性黄土地区建筑规范》 141
（9）JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》 141
（10）JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》 141
（11）GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》 141
（12）GB50011《建筑抗震设计规范》 141
（13）GB50010《混凝土结构设计规范》 141
（14）GB50046《工业建筑防腐蚀设计规范》 141
（15）DL/T678《电站钢结构焊接通用技术条件》 141
（1）主变、厂用变基础 142
（2）事故油池 142
（3）进出线构架 142
（4）其余设备基础 144
（5）避雷针 144
（6）电缆沟 145
（7）地基处理 145
（8）防腐 146
（1）冬季采暖室内计算温度：
147
（2）夏季通风室内计算温度：
147
二次盘室、高低压室及其它电气设备用房：
147
（1）采暖系统 147
（2）通风系统 148
（3）空调系统 148
第三篇典型设计实例（一级升压） 149
第一章光伏电站场址选择 149
月份1月 157
9月10月11月12月 157
第三章结构设计 159
1MWp支架、基础工程量 161
60172 161
第四章电站总图及土建 161
（1）消防水泵房 163
（2）生产楼、逆变器室 163
（3）材料 164
35kV开关站 164
（2）《建筑设计防火规范》GB50016-2006 166
（2）夏季通风室内计算温度：
高压室、逆变器室：
小于45℃； 167
第五章阵列区电气设计 168
第六章管理区电气设计 170
（1）无功补偿设备 171
（3）接地变及消弧线圈 172
35±%kV，连接组别：
ZN（yn11） 172
1产品名称型式及主要参数单位数量 172
2干式消弧线圈900/ 172
3接地变125010 172
5阻尼电阻箱（内附CT）RNK-35台1 172
6控制器TK-XH 172
7控制屏PK-10 173
8选线装置套1 173
9避雷器HY5WZ-51/134 173
10电压互感器JDZW-35 173
12保护用熔断器XRNT-35 173
（1）计算机监控系统 173
（2）继电保护 174
（3）计量 174
1回35kV出线采用两套准确度等级相同的主、副电能表。
175
（4）直流控制电源 175
（5）二次设备布置 175
35kV微机保护测控装置安装在开关柜内，布置在高压室。
176
正文
中国电力投资集团光伏发电工程典型设计
中国电力投资集团
光伏发电工程典型设计
（讨论稿）
中国电力投资集团公司水电与新能源部
中国水电顾问集团西北勘测设计研究院
二零一二年一月西安
目录
第一篇总论
（1）
第一章概述
（1）
编制目的
（1）
设计原则
（1）
设计依据
（1）
适用范围
（1）
使用原则
（1）
第二章编制说明
（2）
光伏电站选址
（2）
光伏阵列布置
（2）
结构设计
（2）
总平面布置与土建设计
（2）
阵列区电气设计
（2）
35kV（10kV）开关站电气设计
（2）
110kV升压站设计
（2）
本典型设计的定位
（2）
第二篇典型设计（3）
第一章光伏电站场址选择（3）
太阳能资源条件分析原则（3）
平地光伏电站场址选择原则（3）
山地光伏电站场址选择原则（3）
第二章光伏阵列布置（4）
太阳电池组件选型原则（4）
光伏阵列运行方式选择原则（4）
逆变器选型原则（4）
光伏阵列布置原则................................................................................................................5第三章结构设计.（6）
固定式支架设计（6）
支架基础设计（7）
第四章电站总图及土建（10）
设计依据（10）
总平面布置（11）
土建设计（12）
消防设计（13）
第五章阵列区电气设计（14）
设计依据（14）
汇流箱设计（14）
直流柜设计（15）
升压箱变设计（16）
集电线路典型设计（18）
第六章35kV（10kV）开关站电气设计（20）
设计依据（20）
配电装置设计原则（20）
过电压保护和接地典型设计（21）
接地变及消弧线圈设计原则（21）
无功补偿装置设计原则（21）
厂用电设计原则（22）
电气二次（22）
开关站主要电气设备清单（25）
第七章110kV升压站设计（26）
设计技术原则（26）
110kVAIS典型设计方案（28）
110kVGIS典型设计方案（34）
土建设计（38）
消防设计（40）
第三篇典型设计实例（一级升压）（41）
第一章光伏电站场址选择（41）
太阳能资源条件分析（41）
电站场址选择（41）
第二章光伏阵列布置（41）
太阳电池组件选型（41）
光伏阵列运行方式（42）
光伏阵列布置（42）
第三章结构设计（45）
电池组件支架基础（45）
固定式支架设计（45）
固定式多晶硅电池组件支架、基础工程量（46）
第四章电站总图及土建（46）
总图设计（46）
建筑单体设计（46）
结构设计（47）
给排水设计（47）
暖通设计（48）
消防系统（48）
第五章阵列区电气设计（49）
汇流箱（49）
直流配电柜（49）
箱式升压变电站（49）
逆变器室及箱式升压变电站布置（50）
集电线路（50）
第六章管理区电气设计..................................................................................................................51方案概述..（51）
系统接入要求（51）
主要电气设备选型及参数（51）
电气二次（51）
第一篇总论
第一章概述
编制目的
为贯彻落实中电投集团“安、快、好、省、廉”的基建工作管理要求，规范中电投集团所属各产业公司、区域公司的光伏发电工程设计工作，进一步明确和统一设计标准，特编制《中国电力投资集团光伏发电工程典型设计》（以下简称典型设计）
本典型设计以已建光伏发电工程为依据，在总结已建工程设计经验的基础上，通过比较、提炼、总结相关设计参数，进行设计优化，提出了光伏发电工程设计的一般性指导原则和典型性方案，为建设工程质量可靠、运行安全稳定、技术经济指标先进、造价控制合理、市场竞争力强劲、具有中电投特色的光伏发电工程起到典型示范作用。
设计原则
满足“安全可靠、经济适用、技术先进、工程优质”的要求，具有通用性、统一性、兼顾性和前瞻性。
（1）通过技术、经济等因素综合比较，选用综合指标最优方案。
（2）采用技术先进、成熟可靠的新技术、新工艺、新材料、新设备。
（3）充分体现环境保护和节能降耗的理念。
（4）充分体现中电投集团“奉献绿色能源，服务社会公众”的企业精神和“策划程序修正卓越”的企业理念。
设计依据
（1）国家现行相关法律、法规；
（2）国家和电力行业有关标准、规程、规范；
（3）《中电投集团光伏发电工程标准设计大纲》
（4）国内外已建兆瓦级并网光伏发电工程实例。
适用范围
（1）本典型设计适用于中电投集团所属各产业公司、区域公司新建和扩建的光伏发电工程。
（2）本典型设计适用于装机容量1MWp及以上与公共电网连接的光伏发电工程，其他光伏发电工程可参照执行。
使用原则
（1）在建设条件相同或相近的情况下，原则上采用本典型设计方案。
（2）在建设条件差异较大或不同时，不采用本典型设计方案，需专题论证。
（3）在保证工程安全可靠、节省投资的前提下，鼓励创新和优化设计，但需专题论证。
第二章编制说明
光伏电站选址
光伏电站的选址主要与当地的太阳能资源、场地地形、地貌，气候条件以及我国现行的政策等因素有关，宜根据实际情况现场勘查后确定。
光伏阵列布置
光伏阵列布置包括电池组件选型、组件运行方式确定、逆变器设备选型、支架单元组件布置、最佳倾角及支架间距计算等方面，应根据工程实际情况进行技术经济比较，确定最佳组合方式。
结构设计
本典型设计明确了光伏组件支架及其基础的设计原则，提出了支架及其基础设计的方法和主要控制指标，根据不同的气象条件（特别是风速）和地质条件支架及其基础的结构形式可能会有所不同，因此需因地制宜的确定方案，确保安全经济、便于施工。
本典型设计按照风速及地域不同列举了部分已建工程的支架基础设计资料，供类似项目参考。
总平面布置与土建设计
总平面的布置主要结合地形地貌、环保、电力系统接入和节约用地要求有机进行，又兼顾扩建的要求。
总平面布置按功能进行分区，满足生产、运行、维护、清洗和生活的需求。
土建设计应按照电站功能要求控制建筑总规模，进行生产楼、逆变器室等的平面设计和其他专业的设计。
阵列区电气设计
本典型设计列出了汇流箱、直流柜及集电线路设计的主要原则并根据工程实例推荐选型结果。
用于逆变升压的变压器原则上推荐采用体积小，安装方便、少维护、造价低等特点的箱式变电站。
即变压器本体户外布置，高压设备与变压器本体密封于变压器室，低压柜独立布置。
如有有特殊要求，配置方案应作相应调整。
35kV（10kV）开关站电气设计
本典型设计主要列出了35kV（10kV）开关站电气设备设计的主要原则，依此来控制和把握电气一次、二次设备的选型和布置。
根据海拔的高低或特殊条件的要求来确定配电装置的型式，参数选择按常规及有关要求执行即可。
户外布置设备按厂区总平面要求合理布置，应考虑与其连接设备的电连接线方便及检修维护方便，设备型式选择及参数规格应满足接入系统及相关规程、规范规定的要求。
110kV升压站设计
本典型设计110kV升压站按户外AIS站及户外GIS站两种型式考虑。
列出了升压站主要设备、导体的选择原则和电气二次部分的配置要求，并提出布置方式。
分别根据两种方案要求列举了主要设备的选型结果和技术参数。
按照110kV升压站工艺要求进行建筑、结构、给排水、暖通等专业的设计，叙述了各设备基础结构设计的主要控制因素和型式选择。
本典型设计的定位
本典型设计为集团企业标准。
在发布实施一定时间后，根据使用情况和各公司的反馈意见进行修编，届时将进行完善。
第二篇典型设计
第一章光伏电站场址选择
太阳能资源条件分析原则
（1）光伏发电工程的太阳能资源条件分析，应采用气象站近期（不少于10年）实测数据及场址区太阳辐射观测站实测数据经分析、整理进行。
其它场址附近的短期实测数据可作为参考。
（2）对于气象站及太阳辐射观测站应了解其基本情况，如位置、高程、周围地形地貌及建筑物现状和历史变迁、太阳辐射测量仪器型号、位置及记录方式的变化等。
（3）检查获得的原始数据，对其完整性和合理性进行判断，检验出不合理的数据和缺测的数据。
对检验出的不合理辐射数据应进行订正，对于缺测的辐射数据应采用气象学或其它合理方法进行补充。
（4）根据附近气象站数据，将验证后的现场测光数据订正为反映电站长期平均水平的工程代表年太阳辐射数据。
（5）说明工程场址区的
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