第五章光伏并網(wǎng)發(fā)電電氣系統(tǒng)設計第一節(jié)一、有/無逆流方式并網(wǎng)并網(wǎng)方式設計有逆流無逆流5/1/20242第一節(jié) 并網(wǎng)方式設計切換型5/1/20243第一節(jié)二、可/不可調(diào)度方式并網(wǎng)方式設計可調(diào)度式不可調(diào)度式5/1/20244第一節(jié) 并網(wǎng)方式設計三、低/高壓并網(wǎng)低壓并網(wǎng)5/1/20245高壓并網(wǎng)第一節(jié) 并網(wǎng)方式設計四、單/雙級并網(wǎng)系統(tǒng)雙級并網(wǎng)系統(tǒng)5/1/2024單級并網(wǎng)系統(tǒng)6第一節(jié)五、接入電網(wǎng)點并網(wǎng)方式設計以專線接入公用電網(wǎng)T接方式接入公用電網(wǎng)接入用戶內(nèi)部電網(wǎng)5/1/20247第二節(jié)一、集中式逆變器并網(wǎng)逆變方式設計5/1/20248第二節(jié) 并網(wǎng)逆變方式設計二、集成式逆變器5/1/20249第二節(jié)并網(wǎng)逆變方式設計四、帶逆變器組件（微逆變器）三、組串型逆變器5/1/2024105/1/202411第三節(jié)并網(wǎng)控制與保護系統(tǒng)設計一、并網(wǎng)要求對并網(wǎng)點的要求光伏電站只能有唯一一個并網(wǎng)點。并網(wǎng)點應設置易于操作、可閉鎖且具有明顯開斷點的并網(wǎng)斷路器。準入功率除光伏電站接入220、110kV變電站低壓母線外，其總容量宜控制在所接主變、配變接入側線圈額定容量的30％以內(nèi)。T接入10/20kV公用線路的光伏電站，其總容量宜控制在該線路最大輸送容量的

10～30%以內(nèi)。5/1/202412第三節(jié) 并網(wǎng)控制與保護系統(tǒng)設計二、功率控制1.

有功功率控制大、中型光伏發(fā)電站應配置有功功率控制系統(tǒng)。大、中型光伏發(fā)電站應具有限制輸出功率變化率的能力。光伏發(fā)電站啟動應確保輸出的有功功率變化不超過所設定的最大功率變化率。光伏發(fā)電站同時切除的功率應在電網(wǎng)允許的最大功率變化率范圍內(nèi)。5/1/202413第三節(jié)并網(wǎng)控制與保護系統(tǒng)設計2.

電壓及無功調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)的方式包括調(diào)節(jié)光伏發(fā)電站逆變器輸出的無功功率、無功補償設備的投入量和變壓器的電壓比。大、中型光伏發(fā)電站應配置無功電壓控制系統(tǒng)。專線接入220kV及以下電壓

等級公用電網(wǎng)的大、中型光伏發(fā)電站，其配置的感性無功容量能夠補償光伏接入500kV及以上電壓等級公用電網(wǎng)的光伏發(fā)電站，其配置的感性無功容量能夠補償光伏發(fā)電站送出線路的全部充電無功功率。T接于公用電網(wǎng)和接入用戶內(nèi)部電網(wǎng)，結合電網(wǎng)的實際情況論證其配置無功裝置的類型及容量。小型光伏發(fā)電站輸出有功功率大于其額定功率的50％時，功率因數(shù)應不小于0.98（超發(fā)電站送出線路的一半充電無功功率。前或滯后），輸出有功功率在20％～50%之間時，功率因數(shù)應不小于0.95（超前或滯后）。5/1/202414第三節(jié)并網(wǎng)控制與保護系統(tǒng)設計三、電能質(zhì)量光伏發(fā)電站應在并網(wǎng)點或公共連接點裝設電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置。并網(wǎng)點諧波電壓以及向電網(wǎng)公共連接點注入的諧波電流應符合GB/T14549《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》的規(guī)定。公共連接點的電壓應符合GB/T 12325《電能質(zhì)量 供電電壓偏差》的規(guī)定。公共連接點處電壓波動和閃變應符合GB/T

12326《電能質(zhì)量電壓波動和閃變》的規(guī)定。并網(wǎng)點三相電壓不平衡度應符合GB/T15543《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》的規(guī)定。向電網(wǎng)饋送的直流電流分量不應超過其交流額定值的0.5%。第三節(jié) 并網(wǎng)控制與保護系統(tǒng)設計四、電網(wǎng)異常響應能力1.

電壓異常光伏發(fā)電站并網(wǎng)時輸出電壓應與電網(wǎng)電壓相匹配。大、中型光伏發(fā)電站應具備一定的低電壓穿越能力。小型光伏發(fā)電站并網(wǎng)點電壓在不同的運行范圍時，光伏發(fā)電站允許運行時間應滿足要求。5/1/2024155/1/202416第三節(jié)并網(wǎng)控制與保護系統(tǒng)設計2.

頻率異常光伏發(fā)電站并網(wǎng)時應與電網(wǎng)保持同步運行。在電網(wǎng)不同頻率下的允許運行時間應滿足要求。當電網(wǎng)頻率超出49.5～50.2Hz范圍時，小型光伏發(fā)電站應在

0.2s以內(nèi)停止向電網(wǎng)線路送電。在指定的分閘時間內(nèi)系統(tǒng)頻率恢復到正常的電網(wǎng)持續(xù)運行狀態(tài)，則光伏電站不需要停止送電。過載能力光伏發(fā)電站需具備一定的過載能力，在1.2倍額定電流以下，光伏發(fā)電站連續(xù)可靠工作時間應不小于1min。并網(wǎng)總斷路器光伏發(fā)電站應在并網(wǎng)點內(nèi)側設置易于操作、可閉鎖、且具有明顯斷開點的并網(wǎng)總斷路器。第三節(jié)并網(wǎng)控制與保護系統(tǒng)設計五、繼電保護及自動裝置1.

繼電保護一般情況下，專線接入公用電網(wǎng)的光伏發(fā)電站可配置光纖電流差動保護裝置。光伏發(fā)電站設計為不可逆并網(wǎng)方式時，應配置逆向功率保護設備，當檢測到逆流超過額定輸出的5％時，逆向功率保護應在0.5～2s內(nèi)將光伏發(fā)電站與電網(wǎng)斷開。小型光伏發(fā)電站應具備快速檢測孤島且立即斷開與電網(wǎng)連接的能力，其防孤島5/1保/202護4應與電網(wǎng)側線路保護相配合北。京建筑大情學況李英，姿并能夠與電力調(diào)度部門進行數(shù)據(jù)17傳輸。對于大、中型光伏發(fā)電站，公用電網(wǎng)繼電保護裝置應保障公用電網(wǎng)故障時切除光伏發(fā)電站，光伏發(fā)電站可不設置防孤島保護。其中接入用戶內(nèi)部電網(wǎng)的中型光伏發(fā)電站的防孤島保護能力由電力調(diào)度部門確定。在并網(wǎng)線路同時T接有其他用電負荷的情況下，光伏發(fā)電站防孤島效應保護動作時間應小于電網(wǎng)側線路保護重合閘時間。接入66kV及以上電壓等級的大、中型光伏發(fā)電站應裝設專用故障記錄裝置。故障記錄裝置應記錄故障前10s到故障后60s的5/1/202418第三節(jié)并網(wǎng)控制與保護系統(tǒng)設計2.

自動化應配置相應的自動化終端設備，采集發(fā)電裝置及并網(wǎng)線路的

遙測和遙信量，接收遙控、遙調(diào)指

令，通過專用通道與調(diào)度部門相連。應采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)，且應實現(xiàn)以下主要功能：對電網(wǎng)電氣設備的安全監(jiān)控。滿足電網(wǎng)調(diào)度自動化要求，完成遙測、遙信、遙調(diào)、遙控等遠動功能。3）電氣參數(shù)的實時監(jiān)測，也可根據(jù)需要實現(xiàn)其他電氣設備的監(jiān)控操作。遠動通信設備宜雙套配置，分別以主、備兩個通道與調(diào)度端進行通信。大型光伏發(fā)電站站內(nèi)宜配置統(tǒng)一的同步時鐘設備。5/1/202419第三節(jié) 并網(wǎng)控制與保護系統(tǒng)設計（5）信息1）遙量：有功功率和無功功率。無功的無功功率。升的有功功率和無功功率。雙向器的雙向功率。站用能量。光伏率。光伏度、溫度等。光伏。2）遙信量：并網(wǎng)點斷路器的位置信號。逆變器、變壓器和無功補償設備的斷路器位置信號。事故總信號。出線主要保護動作信號。5/1/202420第三節(jié) 并網(wǎng)控制與保護系統(tǒng)設計（6）遙控或遙調(diào)命令：

1）并網(wǎng)線路斷路器的分合。無功補償裝置的投切。有載調(diào)壓變壓器抽頭的調(diào)節(jié)。逆變器的起停。逆變器的功率調(diào)節(jié)。（7）采用交流不間斷電源設備（UPS）系統(tǒng)供電。持續(xù)供電時間不宜小于1h。5/1/202421第三節(jié) 并網(wǎng)控制與保護系統(tǒng)設計六、通信通信通信設計應符合DL/T544《電力通信運行管理規(guī)程》和DL/T 598《電力系統(tǒng)自動交換電話網(wǎng)技術規(guī)范》的規(guī)定。站內(nèi)通信應包括生產(chǎn)管理通信和生產(chǎn)調(diào)度通信。宜設置生產(chǎn)程控調(diào)度交換機，統(tǒng)一供生產(chǎn)管理通信和生產(chǎn)調(diào)度通信使用。所需的交流電源，應由能自動切換的、可靠的、來自不同站用電母線段的雙回路交流電源供電。專用的通信直流電源，電源宜為直流48V。通信專用電源的容量，應按發(fā)展所需最大負荷確定，在交流電源失電后能維持放電不小于1h。可不單獨設置通信機房，通信設備安裝于繼電器室。5/1/202422第三節(jié) 并網(wǎng)控制與保護系統(tǒng)設計3.系統(tǒng)通信應裝設與電力調(diào)度聯(lián)系的專用調(diào)度通信設施。通信系統(tǒng)應滿足調(diào)度自動化、繼電保護、安全自動裝置及調(diào)度電話等對電力通信的要求。大型光伏發(fā)電站至電網(wǎng)調(diào)

度機構應有兩個相互獨立的調(diào)度通道，中型光伏發(fā)電站至電網(wǎng)調(diào)度機構宜有

兩個相互獨立的調(diào)度通道。（3）光伏發(fā)電站與電網(wǎng)調(diào)度機構之間的通信方式和信息傳輸應由雙方協(xié)商一致后確定，并在接入系統(tǒng)方案設計中加以明確。4.通信協(xié)議光伏發(fā)電站與電網(wǎng)調(diào)度機構之間的通信方式和信息傳輸，一般可采用基于IEC

60870-5-101和IEC

60870-5-104的通信協(xié)議。第三節(jié)并網(wǎng)控制與保護系統(tǒng)設計3.配置七、電能計量1.

計量點應設置在電站與電網(wǎng)設施的產(chǎn)權分界處，也可設置在購售電合同協(xié)議中規(guī)定的貿(mào)易結算點處。光伏發(fā)電站自用電取自外網(wǎng)時，應在高壓引入線高壓側設置計量點。2.

設備每個計量點均應裝設電能計量裝置。電能計量裝置應符合DL/T 448《電能計量裝置技術管理規(guī)程》，DL/T 5137《電測量及電能計量裝置設計技術規(guī)程》的規(guī)定。5/1/2024光伏發(fā)電站應在關口電能計量點配置具有通信功能的電能計量裝置和相應的電能量采集裝置。光伏發(fā)電站電能計量裝置采集的信息應接入電網(wǎng)調(diào)度機構的電能信息采集系統(tǒng)。4.電源及設備布置光伏電站站內(nèi)電源及設備布置應滿足繼電保護、調(diào)度自動化及通信專業(yè)的相關要求。

23第四節(jié)主接線系統(tǒng)設計一、主接線的要求

1．主接線主接線就是指由發(fā)電廠和變電所中發(fā)電機、變壓器、斷路器、母線隔離開關以及線路等相互之間的連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的通道，成為強電流、高電壓的網(wǎng)絡，又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。主接線常用主接線圖來表示，它是一種用規(guī)定的設備文字和圖形符號并按電流通過順序排列，詳細地表示電氣設備或成套裝置的全部基本組成和連接關系的單線接線5/1/圖2024。2．基本要求可靠性靈活性安全性經(jīng)濟性具有發(fā)展與擴建的方便性24第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計二、接線方式1.單母線接線單母不分北段京建筑大學李英姿單母帶旁路5/1/202425第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計單母分段帶旁路5/1/202426單母分段帶旁路第四節(jié)2．雙母線接線主接線系統(tǒng)設計雙母不分段雙母分段5/1/202427第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計5/1/2024雙母帶旁路北京建雙筑大斷學路李器英姿雙母“一個半”斷路器（3/2接28線）第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計3．無母線接線擴大單元多角形5/1/202429第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計3．無母線接線橋形單元5/1/202430擴大單元5/1/202431第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計主接線形式缺

點（1）母線、母線隔離開關發(fā)生故障或檢修期間，連接在母線上的所有回路都需長時間停止工作（2）檢修出線回路斷路器時，該回路必須停電（3）增大投資（4）檢修任一回路母線隔離開關，使該回路停電單母線接線單母不分段存在存在單母分段減少停電回路數(shù)目存在加分段斷路器單母帶旁路存在加旁母、旁路斷路器單母分段帶旁路減少停電回路數(shù)目加分段斷路器、旁母、旁路斷路器（有時兩斷路器合并為一個）雙母線接線雙母不分段短時停電存在（可以是短時停電）加母聯(lián)斷路器、備用母線雙母單分段短時停電（范圍減?。┘幽嘎?lián)斷路器、備用母線、分段斷路器存在雙母帶旁母短時停電加母聯(lián)斷路器、備用母線、旁路斷路器（有時兩斷路器合并為一個）雙母雙斷路器加一倍斷路器3/2接線（一個半）加1/2倍斷路器無母線接線橋形（內(nèi)橋、外橋）適應于兩臺變壓器、兩臺斷路器的情況。內(nèi)橋用于線路較長、變壓器不許經(jīng)常切換的情況，外橋則相反單元經(jīng)濟可靠，但當單元中任一元器件發(fā)生故障或需要檢修時，都會引起整個單元的停運擴大單元多角形斷路器少、可靠性高，運行靈活、操作方便設備檢修時需開環(huán)；元器件的選擇和繼電保護整定困難；不易擴建5/1/202432第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計三、光伏電站主接線設計1.

升壓變壓器由一定數(shù)量的光伏組件→直流匯流箱→逆變器→就地升壓變壓器的集合體構成為一個發(fā)電單元，光伏發(fā)電站就是由多個發(fā)電單元組合而成的。光伏發(fā)電站發(fā)電單元接線及就地升壓變壓器的連接應符合下列要求：逆變器—就地升壓變壓器接線方案。為了限制并聯(lián)兩臺逆變器交流低壓輸出側的環(huán)流，宜選用分裂變壓器。第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計5/1/202433第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計分裂變壓器5/1/2024345/1/202435第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計2.

電壓等級光伏電站母線電壓可有380V、10kV、20kV和35kV四種系統(tǒng)標稱電壓等級。光伏發(fā)電站安裝總容量小于等于1MW時，可采用0.4kV電壓等級。不能就地消納時，也可采用10kV等級。光伏發(fā)電站安裝總容量大于1MW、不大于30MW時，宜采用

10～35kV電壓等級。光伏發(fā)電站安裝容量大于30MW時，應采用35kV電壓等級。第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計3.

接線方式光伏發(fā)電站安裝容量小于或等于

30MW時，宜采用單母線接線。光伏發(fā)電站安裝容量大于30MW時，宜采用單母線或單母線分段接線。當分段時，應采用分段斷路器。4.

電抗器光伏發(fā)電站母線上的短路電流超過所選擇的開斷設備允許值時，可在母線分段回路中安裝電抗器。母線分段電抗器的額定電流應按其中一段母線上所連接的最大容量的電流值選擇。5/1/202436第四節(jié)主接線系統(tǒng)設計。5.

單元發(fā)電模塊輻射式連接方式。T接式連接方式。環(huán)網(wǎng)式連接方式。但電壓不高于

10kV的環(huán)網(wǎng)連接系統(tǒng)正常情況下應開環(huán)運行5/1/202437第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計6.

電壓互感器和避雷器光伏發(fā)電站母線上的電壓互感器和避雷器應合用一組隔離開關，組裝在一個柜內(nèi)。主變壓器引出線的避雷器，不應裝設隔離開關。5/1/202438第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計，7.

接地方式10kV與35kV中性點采用不接地方式。對于單相接地故障電容電流，當10kV系統(tǒng)超過30A、35kV系統(tǒng)超過10A又需在接地故障條件下運行時，采用消弧線圈接地方式。5/1/2024395/1/202440第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計8.

升壓站接線方式（1）光伏發(fā)電站110kV及以上電壓等級的升壓站接線方式。（2）110～220kV等級電壓的主變壓器的中性點為直接接地方式。（3）220kV以下等級電壓的母線避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關，110～220kV線路電壓互感器與耦合電容器、避雷器、主變壓器引出線的避雷器不宜裝設隔離開關；主變壓器中性點避雷器不應裝設隔離開關。5/1/202441第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計四、自用電系統(tǒng)自用電系統(tǒng)的電壓宜采用380V。動力與照明網(wǎng)絡共用的中性點直接接地方式。隔離變壓器輸出為0.4kV，自用電可直接引接，不需配置自用變壓器。自用電工作電源宜采用下列引接方式：當光伏發(fā)電站有發(fā)電母線時，宜從發(fā)電母線引接，供給自用負荷。可由外部電網(wǎng)引接電源供給發(fā)電站自用負荷。就地逆變升壓室自用電也可由各發(fā)電單元逆變器交流出線側引接。第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計4.備用電源只有一段發(fā)電母線時，宜由外部電網(wǎng)引接電源。當單母線分段時，可由外部電網(wǎng)引接電源，也可由其中的一段母線上引接電源。各發(fā)電單元的工作電源分別由各自的逆變器交流出線側引接時，宜采用鄰近的兩發(fā)電單元互為備用的方式，或由外部電網(wǎng)5引/1/202接4電源。42第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計5/1/202443備自投裝置工作電源與備用電源間應設置備自投裝置。變壓器容量自用電工作變壓器容量宜為計算負荷的1.1倍。自用電備用變壓器的容量與工作變壓器容量相同。第四節(jié) 主接線系統(tǒng)設計5/1/202444五、直流系蓄池蓄裝置等控制源裝置、斷路器合蓄池方式運行。主接直流系分段的接方式。當采用池和相的充用的充上。第五節(jié) 無功補償系統(tǒng)設計一、功率因數(shù)1.功率因數(shù)的定2.瞬功率因數(shù)瞬量，用在同一算得到；3.最大負荷時的功率因數(shù)100kV·A及以上高功

最大負荷時的功率因率因數(shù)不宜低于0.95；其他力客的功率因數(shù)不宜低于0.90。數(shù)是指在年最大負荷（計算負荷）時的功率因數(shù)cosφmax——最大負荷時的功率因數(shù)；Pcmax——最大負荷時有功計算負荷，kW；Qcmax——最大負荷時無功計算負荷，4k5

var；cosφ——瞬功率因數(shù)；P——功率表數(shù)，kW

V5—/1/2—024

表數(shù)，北京建k筑V大；學李英姿第五節(jié)無功補償系統(tǒng)設計二、算1.后荷若jP

——容量后的有功功率，kW；jQ

——容量后的無功功率耗，kvar；S

——后在功率；kVA；jPc——前有功荷，kW；Qc——前無功荷，kvar；

PT——器有功功率耗，kW；

QT——器無功功率耗，kvar；5/1/202Q4

cc——無功容量，kvar；2.補償后的功率因數(shù)

補償后平均功率因數(shù)為cosφav——補償后的平均功率因數(shù)；

Pjav——補償后的平均有功計算負荷，kW；

Qjav——補償后的平均無功計算負荷，kvar；Sjav——補償后的平均計算容量，kVA；自動補償一般計算其最大負荷時的功率因數(shù)46第五節(jié)無功補償系統(tǒng)設計3.無功補償容量（1）固定補償。固定補償容量Qcc——計算的無功補償容量，kvar；Pav——平均的有功計算負荷，kW；Pc——有功計算負荷，kW；tanφ1——補償前計算負荷的功率因數(shù)角的正切值；

tanφ2——補償后計算負荷的功率因數(shù)角的正切值；α——有功負荷系數(shù)，取0.7~0.75；qc——無功功率補償率系數(shù)。（2）自動補償。自動補償容量5/1/202447第五節(jié) 無功補償系統(tǒng)設計三、補償方式1.

低壓集中補償壓無功補2.

高償5/1/202448第五節(jié)無功補償系統(tǒng)設計四、無功無功容量光伏算，充分考路、器和送出耗等因素。無功裝置光伏控制系器的無功裝置宜采用自安裝裝置。5/1/202449第五節(jié) 無功補償系統(tǒng)設計5/1/202450第五節(jié)無功補償系統(tǒng)設計，3.

補償方式通過10（6）～35kV電壓等級并網(wǎng)可在升壓變壓器低壓側配置無功補償裝置。通過380V電壓等級并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)，無功補償裝置可集中安裝或分散安裝但分散安裝時應能按要求自動調(diào)節(jié)。5/1/202451第六節(jié) 中性點運行方式一、中性點不接地系統(tǒng)1.中性點不接地系統(tǒng)5/1/202452第六節(jié) 中性點運行方式2.電弧接地電流大于30A時，將形成穩(wěn)定電弧，成為持續(xù)性電弧接地。接地電流大于5A，而小于30A，則有可能形成間歇性電??；間歇性電弧容易引起弧光接地過電壓，其幅值可達（2.5～3）倍相電壓。如果接地電流在5A以下，當電流經(jīng)過零值時，電弧就會自然熄滅。5/1/202453第六節(jié) 中性點運行方式3.容流估算當架空當架空Vr──架空

kV；L1──架空度，km。路L2──路的度，km?；旌下奉~定電壓（kV）610153563110電容電流的增值（%）1816151312105/1/202454變電設備的電容電流總的對地電容電流，應該是從電源到短路點所有電氣設備和元器件的電容電流的總和。4.應用可以帶故障運行2h。在我國系統(tǒng)電壓為6～35kV之間的架空供電線路。第六節(jié)中性點運行方式單相接地時電壓情況（C相）接地相電壓降低→為0非接地相電壓不變→為相電壓中性點對地電壓不變→為0電流情況形成短路→危害大→裝設繼電保護→跳閘切除故障（供電可靠性降低），避免接地點的電弧持續(xù)。應用在接有單相負載的低壓（380/220V）配電系統(tǒng)和電力系統(tǒng)高壓（110kV以上）輸電線路上。二、中性點直接接地系統(tǒng)1.

中性點直接接地系統(tǒng)5/1/202455第六節(jié)中性點運行方式三、中性點經(jīng)消弧線圈（電阻）接地系統(tǒng)1. 中性點經(jīng)消弧線圈（電阻）接地系統(tǒng)正常運行時：180

中性點對地電位為零：UN=0消弧線圈中無電流：IL=0流過地中的電容電流為零：IC=0單相接地時：→實現(xiàn)補償中性點電位升高為相電壓：消弧線圈中出現(xiàn)感性電流

與