农光互补60MWp项目初步方案.doc

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
GB50059-2023《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、运营灵活、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
GB50059-2023《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、运营灵活、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，待系统接入方案拟定后拟定。
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，待系统接入方案拟定后拟定。
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，根据本地地形条件，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。
重要电气设备需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，系统简朴，运营管理方便，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。本工程共设立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。
6　35kV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）总平面布置重要设计原则
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、紧凑化的规定拟定了设计方案。同时考虑以下规定：出线方向适应场址规划线路走廊规定，站内建构筑物防火间距满足规范规定，尽量节省用地。
2）重要建筑材料
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拟定。
变电站建构筑物布置紧凑、空地较少，考虑在建筑物周边场地局部向外做1%的坡度以利排水，1%的坡度为基本规定，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重要涉及总图布置、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用的消防措施。重要涉及：
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。
变电站重要电气设备的灭火装置。
消防供电及照明。
②消防设计重要原则
本工程依据国家有关消防条例、规范进行设计，本着贯彻“防止为主，防消结合”的消防工作方针，消防系统的设立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”，从积极的方面防止火灾的发生及蔓延。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足考虑防止为主的措施。在建筑物的防火间距及建筑结构设计上采用有效措施，防止火灾的发生与蔓延。
灭火器选择的基本原则，重要从环境因素、毒性、灭火性能、合用火灾类别及典型场合等方面考虑。
在一般电气设备及公共场合设立灭火器材，对重要电气设备要采用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。以便初期发现通报火灾，并及时采用有效措施，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初期火灾的扑灭以值班人员为主。
要制定有关火灾防止、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总图布置及交通运送
主变压器设立在变电站的中部，主变压器配套设立事故油水分离池(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，满足消防规定。
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，满足防火间距的规定。
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》(GB50797-2023)，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》（GB50007-2023）、《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2023）、《光伏发电站设计规范》(GB50797-2023)，本工程的重要建（构）筑物设计使用年限和设计基如期采用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，站址标高还应高于本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重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重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也许，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62.964MWp。本工程总占地面积约 12平方千米。
生产区涉及电池阵列、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，以达成用地较优、节约连接电缆、平常巡查线路较短的最佳布置方案。
4设计依据
（1）GB 50352-2023《民用建筑设计通则》
（2）JGJ67-2023《办公建筑设计规范》
（3）GB 50189-2023《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所有采用固定式支架。考虑本电站位于山区，支架前后腿高度应具有一定的高度调整功能。
(1) 重要材料:
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查报告；其化学成分、力学性能和其他质量规定必须符合国家现行标准规定。所有钢结构均应
热镀锌防腐解决。
钢板重要用 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、稳定等各项指标规定。
设计时采用数年最大风速作为设计依据，保证支架系统安全、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。 设计重要控制参数：受压构件允许长细比 150 受拉构件允许长细比 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规定，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3000 t。
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。光伏方阵与四周边栏距离为10m。围栏在道路出入口处设立钢管栅栏门。
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，这在一定限度上增
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，又能克制风速的增长，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。 季节性清洗重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。在此季节应天天巡视，发现电池组件被污染的应及时清洗。
平常维护重要是每日巡视检查电池组件的清洁限度。不符合规定的应及时清
洗，保证电池面组件的清洁。
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》（GB50229-2023）
（2）《光伏发电站设计规范》（GB50797-2023）
以上规范与标准如有最新版，均以最新版为准。
10.2 重要设计原则、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“防止为主、防消结合”的消防工作方针，消防系统的设立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”，从积极的方面防止火灾的发生及蔓延。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规定执行。电缆沟分段分隔，封堵电缆孔洞，涂刷防火阻燃涂料等。
（2）根据不同场合，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导致火灾等次生灾害。
10.5 消防监控系统
参照《220kV～500kV变电所设计技术规程》（DL/T5218-2023）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重要功能是收集各方的火灾信息，同时发出报警信息。