农光互补60MWp项目初步方案全解.docx

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农光互补60MWp项目初步方案全解

农光互补60MWp发现项目初步方案

电气部分

一变电部分

1、110kV配电装置的接线形式

GB50059-2011《35~110kV变电所设计规范》规定：

110kV配电装置，当出线回路在2回及以上时，宜采用扩大桥型、单母线或单母线分段接线。

根据变电站的建设规模，110kV配电装置进出线最终共1回，主变1台，电压互感器间隔一个，综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡等因素，110kV配电装置主接线终期采用线变组单元线。

本期、远期110kV部分接线形式不变。

2、35kV配电装置的接线形式

GB50059-2011《35~110kV变电所设计规范》规定：

35kV配电装置，当出线回路在2回及以上时，宜采用扩大桥型、单母线或单母线分段接线。

根据变电站的终期建设规模，35kV配电装置进出线最终共6回，主变1台，35kV动态无功补偿装置1套，主变35kV侧装设1套无功补偿装置。

综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约、便于过渡和变电站的特殊性等因素，35kV配电装置本期、终期主接线采用单母线接线。

3、设备选择

1）主变压器

容量：

63000kVA

容量比：

100/100/30

额定电压：

115±8×1.25%/35±2×2.5%/10.5kV

调压方式：

有载调压

接线组别：

YN，Yn，d11

2）110kV配电装置

拟采用户外敞开式配电装置，具体设备选型，待系统接入方案确定后确定

3）35kV配电装置拟采用金属铠装型手车式高压开关柜，具体设备选型，待系统接入方案确定后确定。

4、设备参数校正按照海拔2500米，污秽等级d级校正。

5、升压站附图

二发电部分

1逆变器选型

本光伏电站拟建设在定西市榜罗镇四罗坪和刘家湾村之间北侧、马云路南侧，根据当地地形条件，朝向一致性差，建议选择小型、多路MPPT形式逆变器。

初步建议选择33kW逆变器（具有超配能力）。

2逆变器与光伏阵列的组合方式

本光伏发电站本期总容量为62.964MWp，1MWp的光伏发电子方阵由30台33kWp的逆变器组成，采用265Wp的太阳能电池组件，22块组成1串，每个光伏发电单元180串。

6台逆变器接入一个户外交流防雷汇流箱，由5个户外交流汇流箱与一台1000kW箱变相连构成一个光伏发电单元，每个光伏单元组件数为22×6×6×5=3960块、容量为1049.4kW。

3光伏发电站升压方式选择

本光伏发电站交流并网电压为35kV，逆变器出口电压为0.38kV，升压方式为：

由逆变器交流输出电压0.38kV升压→35kV直接升压并网。

本方案为每个1MWp光伏发电子方阵的30台33kW逆变器出口电压经一台容量为1000kVA升压箱式变升至35kV，采用35kV电缆汇流至35kV开关柜母线后经架空线接入电网。

主要电气设备需60台1000kVA、35/0.38kV箱式升压变，6面35kV高压进线开关柜。

本方案为一级升压，其技术特点为减少损耗，简化接线，可靠性高。

这种方案能实现光伏发电站升压并网的功能，由于采用一级升压，系统简单，运行管理方便，故障率低，维护量及维护费用较少。

4逆变器与升压变的组合方式

每个光伏发电单元经33kW逆变器将直流电转换为AC380V，为了减少功率损耗，不宜进行长距离输送，因此需通过升压变压器将低压交流电升压至35kV。

本工程共设置60套升压设备，推荐选用箱式变，具有传统土建型变电的所有功能，并且比传统的土建型变电具有投入少、占地少、安装简便、安全性好等优点。

5箱式变高压侧接线方案的选择

箱式变高压侧采用10台35kV箱式升压变分为1组联合单元进线。

635kV侧接线

35kV侧远期采用单母线接线，本期采用单母线接线，共6回35kV进线。

7主接线方案

经以上比较，本阶段拟采用的电气主接线为：

光伏发电站本期采用6台35kV箱变并联形成1回35kV进线，电站共1回35kV集电线路接入开关站35kV侧，35kV侧采用单母线接线，由35kV侧升压至110kV，然后通过一回110kV架空线送出接入地方电网。

接入点拟定为定西电网内的文峰110kV变，接入电压等级为110kV，接入线路长度约为20km。

8推荐站址坐标及其站址图片

推荐站址经纬度：

北纬35度1分58秒，东经104度54分8秒

站址图片

土建部分

一、变电部分

1建设规模

本工程新建一座户外110kV变电站。

变电站本期建设：

63MVA、100/30kV主变压器1台，110kV出线1回，35kV进出线6回，35kV动态无功补偿装置1套。

土建建设内容：

站区总布置，建筑物，主变压器基础，户外构支架及设备基础等。

2站区总平面布置

1）总平面布置主要设计原则站区总平面布置根据风电场场址规划、工艺布置，遵循总平面布置设计原则，参考国家电网公司变电站通用设计方案，结合实际情况做了相应调整，按照典型化、模块化、紧凑化的要求确定了设计方案。

同时考虑以下要求：

出线方向适应场址规划线路走廊要求，站内建构筑物防火间距满足规范要求，尽量

节省用地

2）主要建筑材料现浇混凝土结构，混凝土：

C15、C25、C30，钢筋：

HPB300、HRB400。

砌体结构，块体：

MU10，砂浆：

M7.5。

钢结构，钢材：

Q235-B，普通螺栓：

4.8C、6.8C。

3站区竖向布置

变电站的站区竖向布置根据风电场场址规划、工艺布置、变电站实际用地综合确定。

变电站建构筑物布置紧凑、空地较少，考虑在建筑物周围场地局部向外做1%的坡度以利排水，1%的坡度为基本要求，施工图设计阶段需要细化。

4消防

4.1消防设计范围及设计原则

①消防设计范围

本工程消防设计的范围主要包括总图布置、建筑、电气、水工及暖通等专业，对变电站内的工艺系统和建构筑物应采取的消防措施。

主要包括：

站区总平面布置与交通。

站区建构筑物的安全疏散和建筑物构造。

变电站电气等工艺系统的消防措施。

变电站主要电气设备的灭火装置。

消防供电及照明。

②消防设计主要原则

本工程依据国家有关消防条例、规范进行设计，本着贯彻“预防为主，防消结合”的消防工作方针，消防系统的设置以加强自身防范力量为主，立足于自救，同时与消防部门联防，做到“防患于未然”，从积极的方面预防火灾的发生及蔓延。

本变电站内的电气设备较多，消防设计的重点是防止电气火灾。

各专业根据工艺流程特点，在设备与器材的选择及布置上充分考虑预防为主的措施。

在建筑物的防火间距及建筑结构设计上采取有效措施，预防火灾的发生

与蔓延。

灭火器选择的基本原则，主要从环境因素、毒性、灭火性能、适用火灾类别及典型场所等方面考虑。

在一般电气设备及公共场所设置灭火器材，对主要电气设备要采取两种以上的灭火手段。

建立全站的火灾探测、报警及控制系统。

以便早期发现通报火灾，并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾。

消防设施的管理与使用考虑值班人员与消防专业人员相结合，消防设施的维护与监视及建筑内早期火灾的扑灭以值班人员为主。

要制定有关火灾预防、消防组织、火灾扑救及消防监督的各项具体制度，加强和重视消防管理工作。

本工程按同一时间火灾次数为一次设计。

4.2总图布置及交通运输主变压器设置在变电站的中部，主变压器配套设置事故油水分离池（容积20m3），且站内道路为混凝土路面，路宽4.0m，道路转弯半径为9.0m、7.0m，满足消防要求。

变电站站内建构筑物之间的距离执行《火力发电厂与变电所设计防火规范》的规定，且各建筑物之间均有环形道路连接，满足防火间距的要求。

二、发电部分

1设计安全标准

光伏发电场设计安全标准，根据《光伏发电站设计规范》（GB50797-2012），本工程为大型地面光伏发电站工程，发电站防洪等级为Ⅱ等。

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）、《光伏发电站设计规范》（GB50797-2012），本工程的主要建（构）筑物设计使用年限和设计基准期采用50年。

1.1建筑物结构安全标准太阳能支架地基基础结构安全等级为二级，结构重要性系数取1.0。

1.2洪水设计标准

110kV电压等级的变电站防洪设计标准为50年一遇，站址标高还应高于当地历史最高内涝水位。

本光伏发电站位于山区，应设防山洪和排山洪的措施，防排设施应按频率的2%的山洪设计。

1.3抗震设计标准

①主要构筑物的抗震设防类别为丙类；

②太阳能支架基础的抗震设防类别为丙类。

1.4地基基础的设计等级

①主要构筑物地基基础的设计等级为丙级；②太阳能支架基础的设计等级为丙级。

2工程地质条件

本光伏电站拟建设在定西市榜罗镇四罗坪和刘家湾村之间北侧、马云路南侧，地形为山地，山地大部分被梯田覆盖，山地坡度约为10°～40°。

址及其附近无全新活动断裂、地震断裂及构造带通过，区域地质构造相对稳定。

场址场地地形相对平坦、开阔，无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用发育，工程地质条件较好。

场址区地下水埋藏深度较深，地下水对工程建设无影响。

本地区地震基本烈度为8度，地震动峰值加速度为0.2g，场地内无软土与饱和砂土存在，在地震作用下，不存在发生地基震陷与地震液化的可能，场址属抗震有利地段，建筑场地类别按Ⅱ类场地考虑。

3电站总平面布置

本光伏电站拟位于定西市榜罗镇四罗坪和刘家湾村之间北侧、马云路南侧，总平面布置以山地不规则布置。

本电站总装机容量62.964MW。

p本工程总占地面积约12平方千米。

生产区包括电池阵列、逆变器、箱式变及检修通道和围栏等。

由于本电站位

于梯田地形的山区，因此电池阵列依地形排布。

1MWp的光伏发电子方阵由30台33kWp的逆变器组成，5个户外交流汇流箱和一台1000kW箱变相连构成一个光伏发电单元。

电池阵列结合用地范围和地形情况，选用多种子方阵形式，通过子方阵的组合，以达到用地较优、节约连接电缆、日常巡查线路较短的最佳布

4设计依据

（1）GB50352-2005《民用建筑设计通则》

（2）JGJ67-2006《办公建筑设计规范》

（3）GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》

5电池组件支架

本工程光伏电池组件支架全部采用固定式支架。

考虑本电站位于山区，支架前后腿高度应具备一定的高度调整功能。

（1）主要材料:

钢材:

冷弯薄壁型钢、材料应具有钢厂出具的质量证明书或检验报告；其化学成分、力学性能和其他质量要求必须符合国家现行标准规定。

所有钢结构均应热镀锌防腐处理。

钢板主要用Q235-B钢；

焊条：

E43；

螺栓:

檩条、支撑的连接采用普通螺栓，性能等级4.6级；底脚板与基础连接采用锚栓。

（2）荷载组合：

根据《建筑抗震设计规范》，对于一般结构地震荷载与风荷载不进行组合，由于电池组件自重很小，支架设计时风荷载起控制作用，因此最不利荷载组合中不考虑地震荷载。

荷载组合考虑下列两种组合：

a）自重荷载+正风荷载+0.7雪荷载；

b）自重荷载+逆风荷载。

（3）电池组件阵列支架设计在各种荷载组合下，支架应满足规范对强度、刚度、稳定等各项指标要求。

设计时采用多年最大风速作为设计依据，确保支架系统安全、稳定

a）支架结构布置

多晶硅电池组件采用265Wp电池组件，固定式支架每个组串单元由2x11块1950mm×992mm多晶硅电池组件组成，横向11列，竖向2行，电池板横向布置，1MWp子方阵内布置180个组串单元。

电池组件固定支架结合电池组件排列方式布置，支架倾斜角度36左右，采用纵向檩条，横向支架布置方案，支架由立柱、横梁及水平拉梁组成。

支架设计采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数设计表达式进行算。

设计主要控制参数：

受压构件容许长细比150受拉构件容许长细比200柱顶位移和柱高度1/150梁的挠度1/200支架与基础为刚接，立柱与横梁、横梁与檩条之间均为铰接。

通过计算支架、檩条的强度、稳定性等均满足规范要求，无超限，可作为下阶段设计依据，1MWp子方阵多晶硅电池组件固定式支架主材用钢量约50t。

总计3000t。

6光伏电站围栏设计

光伏电站为了防止围栏遮挡太阳光及从安全、美观、经济、实用考虑，采用高速公路围栏网，喷塑,总高为1.8m。

光伏方阵与四周围栏距离为10m。

围栏在道路出入口处设置钢管栅栏门。

7基础设计

钢筋:

采用HPB300、HRB400钢；

混凝土强度等级：

垫层C15，其余C25。

支架采用钢筋混凝土基础，逆变器和箱变采用素混凝土基础。

8防风沙设计

太阳电池组件分布在整个电站场区内，数量多、密度大，这在一定程度上增加了场地内地面的粗糙度，起到平铺式沙障的作用。

平铺式沙障既能用于固定流沙，又能抑制风速的增加，这样可以防止风速再次加速，同时也减少了沙源，增

强防沙措施的效果

9电池组件的清洗

电站所处环境的沙尘较大，经常受到沙尘、强风的影响，电池组件很容易积尘，影响发电效率。

必须对电池组件进行清洗，保证电池组件的发电效率。

光伏阵列的电池组件表面的清洗可分为定期清洗和不定期清洗。

定期清洗一般每两个月进行一次，制定清洗路线。

清洗时间安排在日出前或日落后。

不定期清洗分为恶劣气候后的清洗和季节性清洗。

恶劣气候分为大风、沙尘或雨雪后的清洗。

每次大风或沙尘天气后应及时清洗。

雨雪后应及时巡查，对落在电池面组件上的泥点和积雪应予以清洗。

季节性清洗主要指春秋季位于候鸟迁徙线路下的发电区域，对候鸟粪便的清洗。

在此季节应每天巡视，发现电池组件被污染的应及时清洗。

日常维护主要是每日巡视检查电池组件的清洁程度。

不符合要求的应及时清洗，确保电池面组件的清洁。

由于光伏电站占地面积较大，采用人工清洗耗时耗水，故本电站的清洗方式考虑采用机械清洗。

机械清洗分为粗洗和精洗两种方式。

在每次大风或沙尘天气之后采用移动式空气压缩机吹洗电池组件表面进行粗洗，将电池组件表面较大的灰尘颗粒吹落，但由于二次扬尘的问题，细小的灰尘仍会落在电池组件表面。

之后，采用移动式节能喷水设施进行精洗。

电池组件清洗后应保持其表面干燥。

由于本地区冬季寒冷，所以冬季不考虑水洗。

10工程消防设计

10.1设计依据

（1）《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-2006）

（2）《光伏发电站设计规范》（GB50797-2012）以上规范与标准如有最新版，均以最新版为准。

10.2主要设计原则、功能及配置

本工程依据国家有关消防条例、规范进行设计，本着“预防为主、防消结合”的消防工作方针，消防系统的设置以加强自身防范力量为主，立足于自救，同时与消防部门联防，做到“防患于未然”，从积极的方面预防火灾的发生及蔓延。

站内电气设备较多，消防设计的重点是防止电气火灾。

10.3消防和灭火设施在每个发电单元附近配置干粉灭火器，用于发电单元电气设备的灭火。

10.4电气消防

（1）电缆的防火措施按规程要求执行。

电缆沟分段分隔，封堵电缆孔洞，

涂刷防火阻燃涂料等。

（2）根据不同场所，配置相应的消防器材。

（3）加强全站防雷措施，避免设备因雷击破坏造成火灾等次生灾害。

10.5消防监控系统

参照《220kV～500kV变电所设计技术规程》（DL/T5218-2005）的有关规定，本工程应设有火灾探测报警及控制系统。

根据不同的保护对象，分别采用温、烟、光感探测器和热敏温感线等探测手段。

探测报警控制系统的主要功能是收集各方的火灾信息，同时发出报警信息。