24、QSPI 9741-2016 光伏发电工程典型设计

企业 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 Q/SPI9741-2016代替Q/CPI169-2015光伏发电工程典型 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 2016-12-15发布2017-01-01实施国家电力投资集团公司发布Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计-I-目录前言.................................................................I1范围.................................................................12规范性引用文件.......................................................13定义与术语...........................................................24编制原则.............................................................34.1设计原则........................................................34.2使用原则........................................................35典型设计.............................................................35.1概述............................................................35.2光伏阵列系统总体方案............................................45.3升压站/开关站电气一次...........................................85.4升压站/开关站电气二次..........................................125.5固定式支架设计.................................................375.6支架基础设计...................................................405.7房屋建筑工程...................................................445.8升压站室外结构土建设计.........................................475.9其他土建工程...................................................495.10给排水消防设计................................................506典型设计实例........................................................53Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计-II-前言为规范国家电力投资集团公司（以下简称集团公司）全资和控股的新建、扩建和改建光伏发电站项目工程的设计工作，指导设计工作，特制定本标准。本标准由集团公司水电与新能源部提出、组织起草并归口管理。本标准主要起草单位：中电投电力工程有限公司。本标准本次修订主要起草人：周平、贾约明、何小奥、刘春辰、李炅、申红霞、陈小丁、白洁、张大顶、孙春林、李良、钱贇、郭黎、卜芝芳、李海臣、刘璇、徐振兴、董小改、余龙飞。本标准本次修订主要审查人：夏忠、李树雷、徐树彪、李建勋、王举宝、赵永青、郭苏煜、张皖军、李品格、谢骊骊、瑜丽、莫玄超、郭伟锋、王军、邱云、徐林刚、陈春喜、张勇、张洪伟、赵辉、李佳林、石磊、施江峰、胡纯星、曹云雪。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：Q/CPI169-2015。Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第1页共56页光伏发电工程典型设计1范围1.1本标准适用于集团公司及所属全资、控股公司新建、扩建和改建光伏发电站项目工程的设计工作，境外投资建设的光伏发电工程可参照执行。1.2本标准适用于接入10kV及以上电压等级电网的地面并网型光伏发电工程可研设计，其他离网型、微网型及建筑光伏发电工程可参照执行。1.3光伏发电工程设计一般包括光伏发电区和升压变电站（开关站）两部分。光伏发电工程接入系统设计按有关规定执行。1.4集团公司光伏发电工程设计除参照本标准外，还应符合现行国家法律、法规、技术标准的规定。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB8978《污水综合排放标准》GB11032《交流无间隙金属氧化物避雷器》GB50009《建筑结构荷载规范》GB50017《钢结构设计规范》GB50018《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50046《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50229《火力发电厂和变电所设计防火规范》GB50797《光伏发电站设计规范》GB/T13912《金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法》DL/T620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T621《交流电气装置的接地》DL/T634.5101《远动设备及系统第5101部分:传输规约基本远动任务配套标准》DL/T634.5104《远动设备及系统第5-104部分:传输规约采用标准传输协议子Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第2页共56页集的IEC60870-5-101网络访问》DL/T804《交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则》DL/T5002《地区电网调度自动化设计技术规程》DL/T5003《电力系统调度自动化设计技术规程》NB/T32004《光伏发电并网逆变器技术规范》JGJ79《建筑地基处理技术规范》GD003-2011《光伏发电工程可行性 研究报告 水源地可行性研究报告美术课题研究中期报告师生关系的个案研究养羊可行性研究报告可行性研究报告诊所 编制办法（试行）》Q/SPI9705-2016《光伏发电工程可研设计管理导则与深度要求》Q/SPI9708-2016《光伏发电站施工质量检查及验收规程(试行)》Q/SPI9742-2016《光伏发电工程设计造价控制指标（2016年水平）》3定义与术语3.1光伏组件PVmodule具有封装及内部联结的、能独立提供直流电输出的、最小不可分割的太阳电池组合装置。又称太阳电池组件。3.2光伏组件串photovoltaicmodulesstring在光伏发电系统中，将若干个光伏组件串联后，形成具有一定直流输出电压的电路单元。3.3光伏发电单元photovoltaic(PV)powerunit光伏发电站中，以一定数量的光伏组件串，通过直流汇流箱多串汇集，经逆变器逆变与隔离升压变压器升压成符合电网频率和电压要求的电源。这种一定数量光伏组件串的集合称为光伏发电单元，又称单元发电模块。3.4光伏方阵PVarray将若干个光伏组件在机械和电气上按一定方式组装在一起并且有固定的支撑结构而构成的直流发电单元。又称光伏阵列。3.5光伏发电系统PVpowersystem利用太阳电池的光伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。3.6光伏发电站PVStation以光伏发电系统为主，包含各位建（构）筑物及检修、维护、生活等辅助设施在内的发电站。Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第3页共56页3.7峰值日照时数peaksunshinehours一段时间内的辐照度积分总量相当于辐照度为1000W/m2的光源所持续照射的时间，其单位为小时（h）。3.8光伏发电站年峰值日照时数annualpeaksunshinehoursofPVstation将光伏方阵面上接收到的年太阳总辐照量，折算成辐照度1000W/m2下的小时数。3.9年发电利用小时数annualutilizationhours将光伏方阵年度发电总量，折算成按额定工况计算时，电池阵列的年运行小时。3.10集中式逆变器centralinverter阵列采用直流汇流方案时，布置于逆变器室的不小于500kW的逆变器。3.11组串式逆变器stringinverter阵列采用交流汇流方案时，布置于阵列区内的小于100kW的逆变器。4编制原则4.1设计原则4.1.1应符合国家有关法律、法规和国家标准、行业标准及地方标准的要求。4.1.2满足“安全可靠、经济适用、技术先进、节能环保”的要求，具有通用性、统一性、兼顾性和前瞻性。系统设计原则上采用集团技术路线，即采用晶硅组件、固定式支架、集中式逆变器的阵列区布置方案，并通过技术、经济等因素综合比较，选用综合指标最优方案。4.2使用原则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。5典型设计5.1概述本典型设计主要包含以下内容：5.1.1光伏阵列区系统：采用集中式逆变器系统方案、采用组串式逆变器系统方案。5.1.2管理区及升压站电气：35kV/10kV开关站方案、110kV线路变压器组合接线方案、110kV单母线接线方案。5.1.3土建设计：固定式支架设计、支架基础设计、房屋建筑工程、升压站室外结构土建设计、其他土建工程设计。5.1.4给排水消防设计：光伏电站给排水设计和工程消防设计常规方案。Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第4页共56页5.2光伏阵列系统总体方案5.2.1设计原则5.2.1.1太阳电池组件选型1根据目前已商业化的各种太阳电池组件的制造水平、技术成熟度、运行可靠性、未来技术发展趋势等，并结合光伏电站的太阳辐照特征、安装条件和环境条件，经技术经济综合比较，选择太阳电池组件类型。2对于集中式并网光伏电站，由于装机容量大，占地面积广，组件用量和安装量均比较大，故在价格接近的前提下，应优先选用峰值功率较大的电池组件，以减少占地面积，减少组件安装量。3综合集团公司近年来项目建设及运行经验，本典型设计采用晶硅太阳能电池组件。5.2.1.2光伏阵列运行方式1目前集中式并网光伏电站所采用的光伏阵列运行方式主要有最佳倾角（全年发电量最大时的倾角）固定式、水平单轴跟踪式、斜单轴跟踪式以及双轴跟踪式等。固定式初始投资较低、且支架系统基本免维护；自动跟踪式初始投资较高、需要一定的维护，但发电量较最佳倾角固定式相比有一定的提高。2综合集团公司近年项目建设及运行经验，本典型设计采用最佳倾角固定式运行方式，即计算辐照量最大的倾角后，根据场地实际情况，选取最佳倾斜角度。5.2.1.3逆变器选型1逆变器选型应满足NB/T32004-2013等标准及集团公司集中采购技术规范。2逆变器转换效率越高，则光伏发电系统的系统效率越高，系统总发电量损失越小。故在单台额定容量相同时，应优先选择转换效率高的逆变器。3逆变器的直流输入电压范围宽，可以将早晨和傍晚太阳辐照度较低的时间段的发电量加以利用，从而延长发电时间，增加发电量。同时，还可以使逆变器所配用的组件类型多样化。因此应选择直流输入电压范围较宽的逆变器。4逆变器应具有一定的抗干扰能力、环境适应能力、瞬时过载能力。根据电网对光伏电站运行方式的要求，逆变器应具有交流过压、欠压保护，超频、欠频保护，防孤岛保护，短路保护，交流及直流的过流保护，过载保护，反极性保护，高温保护等保护功能，低电压穿越、自动功率调节、自动无功调节及电压调整等功能。5逆变器应有多种通讯接口进行数据采集并发送到控制室，其控制器还应有模Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第5页共56页拟输入端口与外部传感器相连，测量日照和温度等数据，便于相关数据处理分析。6选用集中式逆变器时，根据工程所在地区气候条件可选用集箱式布置方案及逆变器室方案。选用组串式逆变器时，推荐方阵内采用6台交流汇流箱的布置方案，并根据所选设备选择连接电缆型号。7综合集团公司近年项目建设及运行经验，本典型设计推荐在地势较为平坦的平地光伏电站及坡向较为一致的山地光伏电站采用集中式逆变器，在地势起伏较大及坡向较为复杂时采用组串式逆变器。5.2.1.4直流柜设计当采用集中式逆变器方案时，每台500kW逆变器配置1台直流配电柜，每台直流配电柜配置若干个固定式光伏专用直流断路器，直流断路器额定电流按实际工程中汇流路数最多的汇流箱直流断路器或直流负荷开关额定电流选取，直流断路器的开关位置状态、故障状态均引至端子排，接入逆变器室测控装置。应具有测量母线电压、电流、输出功率、电能的功能并配有光伏专用防雷器，正负极都具备防雷功能。5.2.1.5升压箱式变压器原则上每个方阵根据逆变器容量选取对应容量变压器，变压器形式及低压侧电压等级根据所选逆变器的特点来确定，箱变应能进行远程监控，应配置箱变测控装置，具备智能接口，可与逆变器室数据采集装置通讯，自用电源取自箱变内辅助干式变压器，测控装置电源及高压负荷开关操作电源取自箱变内辅助干式变压器。。阵列升压箱式变压器电压等级需根据接入系统方案设计确定，本典型设计推荐在非10kV直接送出情况下，应采用35kV的电压等级。5.2.1.6光伏阵列集电线路1集电线路设计应遵循：因地制宜，缆线结合，做到技术先进、经济合理、安全适用、便于施工和维护。2集电线路分为高压集电线路、方阵内集电线路、通讯电缆线路三部分。3高压集电线路方案需根据电站容量、接入系统电压等级及电站布置等因素进行技术经济比较确定，一般可分为全电缆集电线路和电缆与架空线相结合的集电线路两种方案。原则上35kV集电线路每回输送容量不小于10MWp。4电缆与架空线相结合方案适用于装机容量大、占地面积大、集电线路长的平原光伏电站或山地光伏电站。根据具体布置在光伏阵列区内适当位置沿光伏阵列架设架空线路，作为光伏发电系统输电主通道；若干台箱变在高压侧经电缆并联后以1Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第6页共56页回电缆引至架空线上，电缆线路应根据具体布置确定回路数。5方阵内集电线路、通讯电缆线路应尽量降低直流电缆损耗、减少电缆用量、节约投资，直流电缆选型时应满足各路电池组串至逆变器直流侧的压降尽量接近，确保最远处电池组串至逆变器直流侧总压降不大于1.5%。通信线路与集电线路原则上同径敷设，不新增电缆通道。5.2.1.7阵列区防雷接地本典型设计的光伏电站指地面大型并网电站，由于光伏电池阵列面积较大，电池阵列中一般不配置避雷针。主要通过太阳电池阵列采取电池组件和支架与场区接地网连接进行直击雷保护。光伏阵列根据电站布置形成一个接地网，接地网与光伏电池组件支架底座焊接利用支架基础钢筋做接地体并辅以垂直接地极，子方阵接地体焊接成网状，各子方阵接地体相互连接。接地网采用镀锌扁钢连接，镀锌扁钢截面应满足土壤腐蚀要求，扁钢埋设深度不宜小于0.6m。为防止直流线路上侵入波雷电压，在直流汇流箱、直流配电柜、逆变器及35kV（10kV）箱式变电站内逐级装设避雷器。35kV（10kV）以下电气设备以避雷器标称放电电流5kA时雷电过电压残压为基础进行绝缘配合。5.2.2典型设计方案5.2.2.1本典型设计光伏阵列系统有两个方案：1方案一：采用集中式逆变器系统方案；2方案二：采用组串式逆变器系统方案。5.2.2.2方案一：采用集中式逆变器系统方案1方案特点：阵列区采用直流汇流方案，可较好的利用逆变器过载能力，但同一阵列MPPT跟踪路数较少，当组件发生不匹配时，相比组串式逆变器影响发电量较多。每个1MWp方阵一般配置2台逆变器，运行期维护量较少。2方案适用于大型平原光伏电站工程，以及坡向一致性较好、地形较为规整的山地光伏电站工程。3主要设备有光伏组件、直流汇流箱、直流配电柜、集中式逆变器、箱式变压器及集电、通讯电缆。其中直流汇流箱室外布置，直流配电柜、集中式逆变器布置于集箱式逆变器房或者逆变器室内，箱式变压器布置于集箱式逆变器房或逆变器室旁。4光伏组件组串至直流汇流箱电缆根据光伏电池支架布置可选用ZRC-YJV22-0.6/12×4电缆（方案一）或ZRC-YJV22-0.6/11×4电缆（方案二）。Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第7页共56页5直流汇流箱至直流配电柜电缆根据汇流箱至直流配电柜间距离选用ZRC-YJV22-0.6/1-2×50、ZRC-YJV22-0.6/1-2×70、ZRC-YJV22-0.6/1-2×95、ZRC-YJV22-0.6/1-2×120电缆。6直流配电柜至逆变器电缆选用ZRC-YJV22-0.6/1-1×95电缆。7逆变器至箱式变压器电缆选用ZRC-YJV22-0.6/1-3×240或ZRC-YJV22-0.6/13×185电缆。表5.2.2-1设计图纸目录序号图号名称1D1-D01光伏电池组串内部接线图（方案一）2D1-D02光伏电池组串内部接线图（方案二）3D1-D031MWp光伏发电单元电气系统图（方案一）4D1-D051MWp光伏子方阵布置图（方案一）5D1-D071MWp光伏子方阵集电线路路径图（方案一）5.2.2.3方案二：采用组串式逆变器系统方案1方案特点：阵列区采用交流汇流方案，每个方阵MPPT跟踪路数较多，可较好规避组件不匹配对发电量的影响，但组串式逆变器由于采用自然冷却、过载能力较小，较难增加容量配比，每个1MWp方阵根据选用的型号不同，需要23-35台组串式逆变器；且本部元件故障时不能进行更换，必须整体更换，运行费用较高。2方案适用于坡向较为复杂，地形较为破碎的山地光伏电站工程。3主要设备有光伏组件、组串式逆变器、交流汇流箱、箱式变压器及集电、通讯电缆。其中组串式逆变器、交流汇流箱室外布置，箱式变压器布置于阵列中心位置。4光伏组件组串至组串式逆变器电缆根据光伏电池支架布置可选用ZRC-YJV22-0.6/12×4电缆（组件U型接线）或ZRC-YJV22-0.6/11×4电缆（组件一型接线）。5组串式逆变器至交流汇流箱电缆根据所选组串式逆变器参数选择ZRC-YJV22-0.6/1三芯电缆。61MWp方阵采用6台交流汇流箱，交流汇流箱至箱式变压器电缆选用ZRC-YJV22-0.6/13×120或者ZRC-YJV22-0.6/13×150电缆。Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第8页共56页表5.2.2-2设计图纸目录序号图号名称1D1-D01光伏电池组串内部接线图（方案一）2D1-D02光伏电池组串内部接线图（方案二）3D1-D041MWp光伏发电单元电气系统图（方案二）4D1-D061MWp光伏子方阵布置图（方案二）5D1-D071MWp光伏子方阵集电线路路径图（方案二）5.3升压站/开关站电气一次5.3.1设计原则5.3.1.1本典型设计适用海拔不超过1000m、且环境污秽等级为Ⅲ级及以下的区域，其它环境条件区域可根据工程实际情况参考使用。5.3.1.2主变压器系统及110kV配电设备本典型设计主变压器采用油浸式、低损耗S11型、有载调压升压变压器，容量为50MVA，电压变比115kV/37kV。一般在110kV敞开式配电装置设备中，110kV断路器采用SF6断路器，110kV隔离开关采用双柱水平开启型式，110kV电流互感器采用油浸式电流互感器，110kV电压互感器采用电容式电压互感器，110kV避雷器采用氧化锌避雷器。表5.3.1-1110kV敞开式设备技术参数一览表项目技术参数断路器126kV，1250A，40kA隔离开关126kV，1250A，40kA/4s，100kA电流互感器400/1A，0.2S/0.5/5P30/5P30/5P30/5P30，10VA/10VA/10VA/10VA/10VA/10VA电容式电压互感器（110/√3）/（0.1/√3）/（0.1/√3）/（0.1）kV，0.2S/0.5/3P，30VA/75VA/100VA避雷器Y10W-102/266，附在线监测仪5.3.1.335kV设备当110kV主变压器容量为50MVA，无功补偿装置容量为10Mvar时，35kV侧宜选用以下设备：Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第9页共56页1开关柜设备选用KYN金属封闭开关柜，额定开断电流为25/31.5kA，动稳定电流峰值80kA，开关柜采用手车式，其内部配真空断路器及弹簧操作机构。2主变侧开关设备配置真空断路器，额定电流1250A，额定短路开断电流25/31.5kA，电流互感器额定电流为1200/1A。3光伏阵列进线侧开关设备配置真空断路器，额定电流1250A，额定短路开断电流25/31.5kA，电流互感器额定电流为400/1A。4SVG型动态无功补偿装置回路配置SF6断路器，额定电流1250A，额定短路开断电流25/31.5kA，电流互感器额定电流为400/1A。535kV母线设备柜，其内部配1组氧化锌避雷器，1组电压互感器。6无功补偿装置选用SVG设备，容量范围按-10Mvar～+10Mvar能连续调节设计，隔离开关等相关设备由厂家成套供货。表5.3.1-235kV主要设备技术参数一览表项目技术参数备注真空断路器，40.5kV，1250A，25/31.5kA主变进线SF6断路器，40.5kV，1250A，25/31.5kA无功补偿回路断路器真空断路器，40.5kV，1250A，25/31.5kA其它回路35kV，1200/1A，5P30/5P30/5P30/5P30/0.5/0.2s，25/31.5kA10VA/10VA/10VA/10VA/10VA主变进线35kV，400（50）/1A，5P30/5P30/0.5/0.2s，25/31.5kA,10VA/10VA/10VA/10VA站用电回路电流互感器35kV，400/1A，5P30/5P30/0.5/0.2s，25/31.5kA,10VA/10VA/10VA/10VA其它回路电压互感器（35/√3）/（0.1/√3）/（0.1/√3）/（0.1/3）kV,30VA/50VA/100VA无功补偿35kV，SVG，-10Mvar～+10Mvar，响应时间≤30ms5.3.1.4过电压保护和接地电气设备的绝缘配合，满足DL/T620规范要求。1电气设备的绝缘配合1）避雷器的选择：避雷器参数按GB11032-2010及DL/T804-2002要求进行选择。Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第10页共56页2）电气设备绝缘水平：110kV电气设备与避雷器配合系数不小于1.4，满足DL/T620规范要求。设备绝缘水平均需按升压站实际环境（如海拔高度等）进行修正。2雷电侵入波保护为防止线路雷电侵入波对站内设备造成破坏，在110kV线路及35kV开关柜内均安装有氧化锌避雷器。3直击雷防护本站采用避雷针对升压站（开关站）进行防直击雷保护，在条件允许情况下，优先考虑采用构架避雷针。4接地本工程接地系统按DL/T621标准要求进行设计。35kV中性点接地根据计算单相接地电流并结合接入系统要求不同按照经消弧线圈、接地电阻或不接地考虑。本典型设计按照经电阻接地考虑。升压站接地网由水平接地体和垂直接地极组成复合接地网，接地体的截面充分考虑热稳定和腐蚀要求，本典型设计水平接地体采用热镀锌扁钢，垂直接地极采用热镀锌圆钢，对于地下水位较高，地中腐蚀较严重的地区，接地 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 根据技术经济比较后可采用铜质接地体。升压站接地装置宜采用不少于2根接地干线与光伏方阵接地系统进行连接，以充分利用光伏方阵的大面积接地网进行降阻。对于土壤电阻率较高地区，应考虑采用添加降阻剂及采用接地模块等其它降阻措施。5电气设备外绝缘及绝缘子串泄漏距离本方案电气设备的抗震校验烈度为7度，设备的外绝缘按Ⅲ级污秽选择，对应各电压等级爬电比距应满足规范要求。外绝缘爬电距离均需按项目所有地海拔高度进行高海拔修正。5.3.1.5电气设备布置及配电装置110kV配电装置及主变压器采用户外布置，35kV配电装置、SVG装置功率柜及启动柜采用户内布置。1110kV配电装置110kV配电装置采用户外软母线AIS中型布置，出线采用架空出线。布置特点：将所有电气设备安装在地面的设备支架上，其安装、检修、运行维护十分方便。235kV配电装置Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第11页共56页35kV配电装置采用户内高压开关柜单列布置，与主变低压侧采用共箱母线连接，其它回路采用电缆出线。335kV无功补偿装置SVG无功补偿装置电抗器采用户外布置，与35kV开关柜之间采用电缆连接，电缆截面按稳态过电流最大值确定，并应进行动热稳定校验,SVG无功补偿装置的充电柜、功率柜及控制柜等布置在SVG室。5.3.2典型设计方案5.3.2.1本典型设计方案电气一次分为三个方案，分别为：1方案一：35kV/10kV开关站；2方案二：110kV升压站线路变压器组合接线方案；3方案三：110kV升压站单母线接线方案。5.3.2.2方案一：35kV/10kV开关站电气方案1方案特点：电气主接线采用单母线接线。2方案适用于阵列升压变压器升压后即以35kV/10kV直接送出的光伏发电工程。推荐30MWp及以下光伏电站工程采用此方案。335kV/10kV开关站方案主要一次设备有光伏电源进线开关柜、出线开关柜、无功补偿开关柜、厂用电开关柜、母线设备柜、中性点接地变开关柜、接地变成套装置、无功补偿系统、站用电系统。4继电保护室与35kV/10kV配电室布置于设备楼中，开关柜安装于35kV/10kV配电室内，其余屏柜安装于继电保护室，接地变成套装置、SVG室外部分布置于室外。表5.3.2-1设计图纸目录序号图号名称1D2-D01电气一次主接线（35kV开关站）2D2-Z0135kV开关站及管理区总平面布置图5.3.2.3110kV升压站线路变压器组合接线方案1110kV升压站线路变压器组合接线方案特点：110kV侧采用线路变压器组合接线，35kV侧电气主接线采用单母线接线。2110kV升压站线路变压器组合接线方案适用于50MW且不考虑扩建的光伏发电Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第12页共56页工程。3110kV升压站线路变压器组合接线方案主要一次设备有主变压器系统、110kV配电装置、光伏电源进线开关柜、出线开关柜、无功补偿开关柜、厂用电开关柜、母线设备柜、中性点接地变开关柜、接地变成套装置、无功补偿系统、站用电系统。35kV电气盘柜布置于35kV配电楼，SVG功率柜等布置于SVG室，其余盘柜布置于继电保护室，接地变成套装置、SVG室外部分布置于室外。表5.3.2-2设计图纸序号图号名称1D2-D02电气一次主接线（线变组）2D2-Z02110kV升压站及管理区总平面布置图（线变组）5.3.2.4110kV升压站单母线接线方案1110kV升压站单母线接线方案特点：110kV侧采用单母线接线，按照预留一个备用间隔考虑，35kV侧电气主接线采用单母线分段接线。2110kV升压站线路变压器组合接线方案主要一次设备有主变压器系统、110kV配电装置、光伏电源进线开关柜、出线开关柜、无功补偿开关柜、厂用电开关柜、母线设备柜、中性点接地变开关柜、接地变成套装置、无功补偿系统、站用电系统。35kV电气盘柜布置于35kV配电楼，SVG功率柜等布置于SVG室（与35kV配电装置室合并布置），其余盘柜布置于继电保护室，接地变成套装置、SVG室外部分布置于室外。表5.3.2-3设计图纸目录序号图号名称1D2-D03电气一次主接线（单母线）2D2-Z03110kV升压站及管理区总平面布置图（单母线）5.4升压站/开关站电气二次5.4.1设计原则5.4.1.1计算机监控1光伏电站采用计算机监控系统。2计算机监控系统的设计应安全适用、技术先进、经济合理。监控系统的结构、Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第13页共56页技术性能和指标应与光伏电站的规模及其在电力系统中的地位和当前监控系统的发展水平相适应。3计算机监控系统根据电力系统的要求和光伏电站的运行方式，完成对光伏发电系统及升压变电站电气设备的自动监视、控制和调节，主要功能包括：1）准确、及时地对电气设备运行信息进行采集和处理并实时上送。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。3）根据电力系统调度对本站的运行要求，进行最佳控制和调节。5.4.1.2继电保护及自动化装置1本典型设计的继电保护及自动化装置仅包括元件保护及站内自动化装置相应内容，系统保护及安全自动装置根据具体工程根据接入系统设计配置。2继电保护配置必须满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，保护配置、设备规范应符合继电保护技术规程及反事故措施的相关要求。3继电保护采用微机型保护。本典型设计按35kV中性点经小电阻接地系统，要求装置能快速切除集电线路单相接地故障。4光伏电站设置以下自动装置：对时系统、电能质量监测装置、故障录波装置、环境监测系统、AGC、AVC、光功率预测装置。5.4.1.3系统调度自动化1配置相应的远动通信设备，优先采用专用装置，无硬盘型。远动信息采取“直采直送”原则，直接从计算机监控系统的测控单元获取远动信息并向调度端传送。2设置一套电能量计量系统子站设备，包括电能量计量装置、电能量远方终端等。关口计量点配置0.2级主副电能表，考核点可按单0.5级电能表配置。3为实现调度数据网通信功能，应配置两套调度数据网接入设备，包括交换机、路由器等。4按照“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的基本原则，配置变电站二次系统安全防护设备。二次系统的安全防护应遵循电监会5号令《电力二次系统安全防护规定》及电监安全[2006]34号《电力二次系统安全防护总体方案》和《变电站二次系统安全防护方案》的有关要求。5直流及UPS电源系统1）直流系统额定电压采用220V，设置一组免维护阀控式铅酸蓄电池和高频开Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第14页共56页关充电装置，蓄电池容量按2h放电时间计算。直流系统宜采用光伏电站直流电源与通信直流电源一体化装置。2）升压站/开关站设置一套独立的UPS电源装置。5.4.1.4二次设备布置110kV设备保护控制宜采用集中布置方式，35kV设备保护采用测控保护一体化装置一般布置在开关柜内。5.4.1.5火灾报警根据《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013），设置火灾报警系统一套，报警盘布置在中控室内，不设专门的消防控制室。5.4.1.6图像监视系统电站设置一套图像监视及安全警卫系统，主要实现生产监控和安全警戒功能。5.4.1.7通信站内通信是为行政办公系统各职能部门之间业务联系和对外通信联络提供服务。设置一套数字式程控交换机，布置在控制室内。系统通信的配置一般根据系统接入规定确定。5.4.2技术功能要求5.4.2.1计算机监控系统监控系统采用开放式分层分布结构，由站控层、间隔层以及网络设备构成。站控层设备按变电站远景规模配置，间隔层设备按工程实际建设规模配置。1系统设备配置1）站控层设备（1）主机兼操作员站：用作站控层数据收集、处理、存储及网络管理的中心以及站内监控系统的主要人机界面，用于图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询，设备状态和参数的查询，操作指导，操作控制命令的解释和下达等等。运行人员可通过运行工作站对变电站各一次及二次设备进行运行监测和操作控制。（2）远动通信设备：设备冗余配置，通过专用通道点对点方式以及站内的数据网接入设备向各级调度和远方监控中心传送远动信息。（3）五防工作站：选择配置1台五防工作站，通过五防工作站实现对全站设备的五防操作闭锁功能。在五防工作站上可进行操作预演，可检验、打印和传输操作票，并对一次设备实施“五防”强制闭锁。Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第15页共56页（4）时钟同步及扩展装置：为变电站用时设备提供全站统一的时间基准，应满足电网相关要求。（5）智能设备接口：用于站内智能设备接入的智能转换终端。设备组屏（柜）。（6）打印机：配置一台具有网络打印功能的激光打印机（A3、A4幅面任选）。2）网络设备（1）网络交换机：网络传输速率≥100Mbps，构成一分布式高速工业级双以太网，实现站级单元的信息共享以及站内设备的在线监测、数据处理以及站级联锁控制，设备组屏（柜）布置。（2）其他网络设备：包括光/电转换器，接口设备（如光纤接线盒）和网络连接线、电缆、光缆及网络安全设备等。3）间隔层设备（1）I/O测控单元：I/O单元具有交流采样、测量、防误闭锁、同期 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 、就地断路器紧急操作和单接线状态及测量数字显示等功能，对全所运行设备的信息进行采集、转换、处理和传送。对用于35kV光伏电源进线开关柜、母线分段开关柜、厂用电开关柜、中性点接地变开关柜、无功补偿柜的I/O测控单元要求同时具备相应保护功能：35kV光伏电源进线开关柜I/O测控单元应具有微机型电流速断保护、过流保护、零序保护功能，还应具备故障录波、事故记录掉电不消失等功能；35kV母线分段I/O测控单元应具备微机型电流速断及过流保护功能；35kV厂用电、中性点接地变开关柜I/O测控单元应具备微机型电流速断保护、过流保护、零序保护及本体保护功能；35kV无功补偿柜I/O测控单元应具备微机型电流速断保护、过流保护，中性点电流或电压不平衡保护，以及过压、失压、过负荷保护功能。箱变的遥信、遥测、遥控信号宜采用I/O无源接点和交/直流采样方式送入箱变保护测控装置，由逆变器室通讯服务器经通信网络将数据上传至电站集中计算机监控系统上位机。I/O单元测控单元的配置原则为：开关电气设备按每个电气单元配置，母线单元按每段母线单独配置，公用单元单独配置。光伏组件以1MWp为一个子方阵，配置通信数据采集器，每个汇流箱、直流配电柜、箱变配置一个智能I/O测控单元。（2）间隔层网络设备：包括与站控层网络的接口以及和继电保护通信接口装置Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第16页共56页等，设备组屏（柜）布置。2系统网络结构监控系统网络结构采用间隔层设备直接上站控层网络，测控装置直接与站控层通讯的结构。在站控层网络失效的情况下，间隔层应能独立完成就地数据采集控制层的监测和断路器控制功能。站控层网络负责站控层各个工作站之间和来自间隔层的全部数据的传输和各种访问请求。硬件设备、数据链路用以太网构成，网络传送协议采用TCP/IP网络协议，网络传输速率≥100Mb/s，站控层网络按双网配置，网络配置规模需满足工程远期要求。间隔层设备通过交换机与站控层以太网连接，其网络协议应成熟可靠，符合网络标准。3监控系统硬件要求计算机监控系统应该用标准的、网络的、分布功能和系统化的开放式的硬件结构。计算机的存储和处理能力应满足本变电站的远景要求。所有部件均应采取紧锁措施，抗振性能好，并且更换拆卸方便。I/O数据测控单元应是模块化的、标准化的、容易维护更换的、允许带电插拔的，任何一个模块故障检修时，应不影响其它模块的正常工作。所有I/O数据测控单元的部件在输入输出回路上都必须具有电气隔离措施。在站控层计算机故障停运时，间隔层系统能安全运行。一个元件故障不引起误动作，一个单元故障不影响其它单元。二次设备室或继电保护室内设备之间的通信介质采用屏蔽双绞线通讯，需穿越室外电缆沟的通信媒介则采用光缆。光缆应有外保护层，能承受一定的机械应力。4监控系统软件要求1）监控系统应采用国际上流行的先进的、标准版本的工业软件，有软件许可，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。站控层主机兼操作员站应采用安全性较高的操作系统。2）应采用最新版本的完整的操作系统软件，它应包括操作系统生成包、编译系统、诊断系统和各种软件维护、开发工具。操作系统能防止数据文件丢失或损坏，支持系统生成及用户程序装入，支持虚拟存储，能有效管理多种外部设备。3）数据库的规模应能满足监控系统基本功能所需的全部数据，并适合所需的Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第17页共56页各种数据类型，数据库的各种性能指标应能满足系统功能和性能指标的要求。数据库应用软件应具有实时性，能对数据库进行快速访问，对数据库的访问时间必须小于0.5ms；同时具有可维护性及可恢复性。对数据库的修改，应设置操作权限。4）应采用系统组态软件用于画面编程，数据生成。应满足系统各项功能的要求，为用户提供交互式的、面向对象的、方便灵活的、易于掌握的、多样化的组态工具，应提供一些类似宏命令的编程手段和多种实用函数，以便扩展组态软件的功能。用户能很方便的对图形、曲线、报表、报文进行在线生成、修改。5）应用软件应采用模块化结构，具有良好的实时响应速度和可扩充性。具有出错检测能力。当某个应用软件出错时，除有错误信息提示外，不允许影响其它软件的正常运行。应用程序和数据在结构上应互相独立。6）系统应采用带隔离的、可靠的、抗干扰能力强的网络结构。网络系统应采用成熟可靠软件，管理各个工作站和就地控制单元相互之间的数据通信，保证它们的有效传送、不丢失。支持双总线网络、自动监测网络总线和各个接点的工作状态，自动选择、协调各接点的工作和网络通信。网络传送协议采用TCP/IP网络协议，网络传输速率≥100Mb/s。监控系统应提供通信接口驱动软件，包括与站内各智能设备的通信接口软件及与各级调度中心的通信接口软件等。7）当某种功能运行不正常时，不应影响其他功能的运行。5计算机监控系统功能1）数据采集和处理监控系统通过I/O测控单元实时采集模拟量、开关量等信息量；通过智能设备接口接受来自其他智能装置的数据。I/O数据采集单元对所采集的实时信息进行数字滤波、有效性检查，工程值转换、信号接点抖动消除、刻度计算等加工。从而提供可应用的电流、相电压、有功功率、无功功率，功率因数等各种实时数据，并将这些实时数据传送至站控层和各级调度中心、集控中心。（1）采集信号的类型采集信号的类型分为模拟量、状态量（开关量）。（a）模拟量：包括电流、电压、温度量等。（b）状态量（开关量）：包括断路器、隔离开关以及接地开关的位置信号、一次设备的告警信号、继电保护和安全自动装置的动作及告警信号、运行监视信号、变压器无载调压分接头位置信号等。Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第18页共56页（2）信号输入方式（a）模拟量输入：间隔层测控单元电气量除直流电压、温度通过变送器输入外，其余电气量采用交流采样，输入TA、TV二次值，计算I、U、P、Q、F、COSΦ。交流采样频率≥32点/周波，应能采集到13次谐波分量，变送器输出为4～20mA，DC0～150V（DC0～250V），AC0～450V。（b）状态量（开关量）输入：通过无源接点输入；断路器、隔离开关、接地开关等取双位置接点信号；（c）保护信号的输入：重要的保护动作、装置故障信号等通过无源接点输入；其余保护信号由保护信息采集器通过以太网接口或串口与监控系统相连，或通过保护及故障录波子站上传各类保护信息。（d）智能设备接口信号接入：站内智能设备主要包括无功补偿装置、直流电源系统、交流不停电系统、火灾报警装置、电能计量装置及主要设备在线监测系统等。监控系统智能接口设备采用数据通信方式收集各类信息，且容量及接口数量应满足以上所有设备的接入，并留有一定的余度，具备可扩充性以满足终期要求。（e）光伏方阵通信接口设备信号接入：主要包括逆变器、直流柜、汇流箱、箱式变压器的设备的在线监测。采用数据通信方式收集各类信息。箱变的监控信息内容应包括：遥信量：高低压开关分/合位、接地刀闸分/合位、低压开关手车试验/工作位、箱变门开位、开关就地操作方式等位置信号和高压熔断器动作信号，低压开关过电流保护动作、变压器高温/超温、变压器轻/重瓦斯，油位异常、操作电源异常等故障信号。遥测量：变压器绕组温度（4～20mA）、低压侧三相电流（交流量）、低压侧三相电压（交流量）。控量：合/分高压负荷开关，合/分低压断路器。（3）数据处理（a）模拟量处理定时采集：按扫描周期定时采集数据并进行相应转换、滤波、精度检验及数据库更新等。越限报警：按设置的限值对模拟量进行死区判别和越限报警，其报警信息应包括报警条文、参数值及报警时间等内容。（b）状态量处理定时采集：按快速扫描方式周期采集输入量、并进行状态检查及数据库更新等。Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第19页共56页设备异常报警：当被监测的设备状态发生变化时，应出现设备变位指示或异常报警，其报警信息应包括报警条文、事件性质及报警时间。事件顺序记录：对断路器位置信号、继电保护动作信号等需要快速反应的开关量应按其变位发生时间的先后顺序进行事件顺序记录。开关事故跳闸到指定次数或开关拉闸到指定次数，推出报警信息，提示用户检修。当某一设备设置为挂牌操作时，与该设备相关联的状态量报警和操作将被闭锁。2）数据库的建立与维护（1）数据库的建立（a）实时数据库：存储监控系统采集的实时数据，其数值应根据运行工况的实时变化而不断更新，记录着被监控设备的当前状态。（b）历史数据库：对于需要长期保存的重要数据将存放在历史数据库中。应提供通用数据库，记录周期为1分钟～1小时一次可调。历史数据应能够在线存储1年，所有的历史数据应能够转存到光盘或磁带等大容量存储设备上作为长期存档。对实时数据库中的每一个检测点，都可以由用户事先定义并按设定的周期，以秒、分、时、日、月、年等时间间隔转存入历史数据库。对于状态量变位、事件、越限等信息，应按时间顺序分类保存在历史事件库中，保存时间可由用户自定义为几个月、几年等。（2）数据库的维护（a）数据库应便于扩充和维护，应保证数据的一致性、安全性；可在线修改或离线生成数据库；用人—机交互方式对数据库中的各个数据项进行修改和增删。可修改的主要内容有：——各数据项的编号。——各数据项的文字描述。——对开关量的状态描述。——各输入量报警处理的定义。——模拟量的各种限值。——模拟量的采集周期。——模拟量越限处理的死区。——模拟量转换的计算系数。——开关量状态正常、异常的定义。——电能量计算的各种参数。Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第20页共56页——输出控制的各种参数。——对多个开关量的逻辑运算定义等。（b）可方便地交互式查询和调用。3）控制操作监控系统控制功能应包括两种：自动调节控制，人工操作控制。（1）自动调节控制自动调节控制，由站内操作员站或远方控制中心设定其是否采用。它可以由运行人员投入/退出，而不影响正常运行。在自动控制过程中，程序遇到任何软、硬件故障均应输出报警信息，停止控制操作，并保持所控设备的状态。有功/无功自动调节控制（该功能需服从运行管理部门的要求）,计算机监控系统应能根据监测到的变电站运行状况，根据调度下装电压曲线或根据AGC、AVC控制策略自动对光伏组件、逆变器、无功补偿等设备发出投入或切除的指令，从而控制有功/无功设备的投运或停运，实现对控制目标值—电网有功/无功的自动调节，使其在允许的范围内变化。AGC/AVC功能在站级监控系统中用软件实现，采集的实时信息均可作判据，该软件的逻辑功能包括：闭锁逻辑（开关量、模拟量），控制策略，提示信息输出功能，整定及统计功能等。调节控制操作正常执行或操作异常时均应产生控制操作报告。正常执行的报告内容有：操作前的控制目标值、操作时间及操作内容、操作后的控制目标值。控制操作异常的报告内容有：操作时间、操作内容、引起异常的原因、要否由操作员进行人工处理等。另外，当控制功能被停止或启动时也应产生报告。上述几种报告均应打印输出。（2）人工操作控制操作员可对需要控制的电气设备进行控制操作。监控系统应具有操作监护功能，允许监护人员在操作员站上实施监护，避免误操作；当一台工作站发生故障时，操作人员和监护人员可在另一台工作站上进行操作和监护。站内操作控制分为四级：——第一级控制，设备就地检修控制。具有最高优先级的控制权。当操作人员将就地设备的远方/就地切换开关放在就地位置时，将闭锁所有其他控功能，只能进行现场操作。——第二级控制，间隔层后备控制。其与第三级控制的切换在间隔层完成。Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第21页共56页——第三级控制，站控层控制。该级控制在操作员站上完成，具有调度中心/站内主控层的切换。——第四级控制，为调度/集控站控制，优先级最低。原则上间隔层和设备层只作为后备操作或检修操作手段。为防止误操作，在任何控制方式下都需采用分步操作，即选择、返校、执行，并在站级层设置操作员、监护员口令及线路代码，以确保操作的安全性和正确性。对任何操作方式，应保证只有在上一次操作步骤完成后，才能进行下一步操作。同一时间只允许一种控制方式有效。纳入控制的设备有：——110kV、35kV断路器；——110kV隔离开关及带电动机构的接地开关；——站用电380V进线断路器；——继电保护装置的远方复归及远方投退压板；（3）监控系统的控制输出控制输出的接点为无源接点，接点的容量对直流为220V，5A，对交流为220V，5A。——对110kV和35kV所有断路器的控制输出：1个独立的合闸接点和1个独立的跳闸接点。——对于遥控刀闸（110kV隔离开关及带电动机构的接地开关）的控制应为：1个独立的合闸接点、1个独立的跳闸接点。——对于手动刀闸的就地操作应为：1个独立的闭锁接点。闭锁接点应能实时正确反映手动刀闸的闭锁状态，当满足相关闭锁条件，允许对该手动刀闸进行操作时，该闭锁输出接点闭合，以接通手动刀闸配置的电磁锁回路，且该接点应能长期保持。4）防误闭锁应具有防止误拉、合断路器；防止带负荷拉、合刀闸；防止带电挂接地线；防止带地线送电；防止误入带电间隔的功能（五防）。（1）防误闭锁方案配置独立于监控系统的的专用微机“五防”系统。远方操作时通过专用微机“五防”系统实现全站的防误操作闭锁功能，就地操作时则由电脑钥匙和锁具来实现，同时在受控设备的操作回路中串接本间隔的闭锁回路。专用微机“五防”系统与变电站Q/SPI9741-2016光伏发电工程典型设计第22页共56页监控系统应共享采集的各种实时数据，不应独立采集信息。本间隔的闭锁可以由电气闭锁实现，也可采用能相互通信的间隔层测控单元实现。（2）设备功能要求（a）监控系统操作经微机防误系统闭锁，其它操作使用电脑钥匙进行常规操作。在五防工作站显示一次主接线图及设备当前位置情况，进行模拟预演及开出操作票。（b）具有操作票专家系统，利用计算机实现对倒闸操作票的智能开票及管理功能，能够使用图形开票、手工开票、典型票等方式开出完全符合“五防”要求的倒闸操作票，并能对操作票进行修改、打印。（c）具有操作及操作票追忆功能。电脑钥匙应记录在五防工作站上模拟的操作步骤，以及执行操作过程中的实际操作步骤，并对错误的操作步骤做提示标志。应能记录16个以上的操作任务。（d）具有检修、传动功能（设置此状态时需使用专用钥匙）将五防工作站设置检修状态后，五防工作站上拉合检修（传动）设备偶数次（拉合单数次应报警提示），则选定的设备在监控系统和电脑钥匙中应开放闭锁