光伏电源引入变电站站用电源的实践与应用

2018-04-08中国石化集团胜利石油管理局电力管理总公司刘静范永涛李树军向海

电力设备管理 2018年3期

中国石化集团胜利石油管理局电力管理总公司刘静范永涛李树军向海

东营市地处中纬度，背陆面海，受欧亚大陆和太平洋的共同影响，属暖温带季风型大陆性气候。基本气候特征为冬寒夏热，四季分明。全年雨雪稀少，东营市全年平均日照时数2657.5小时，日均光照量7.3小时，日照率为60.8%。现场资源及环境条件优良，适合光伏发电站的运行和维护。

1 概述

胜利油田电力总公司物探变电站担负着物探公司、现河采油厂的油井及牛庄镇附近居民生产、生活供电任务。该站现有SL7-5000主变两台，35kV进线3条，6kV出线6条，电容器两组。随着站用负荷的不断增加，交流系统供电能力明显不足。此外，本站站用负荷都取自两台站用变所带的交流屏，当发生全站失电故障时，交流屏失电，部分重要负荷由直流蓄电池所带的逆变器供电，供电时间有限，不能保证全部站用负荷的供电，可靠性不足。当光伏发电系统作为站用主要供电电源时，大大节省站用电源的消耗，节能减排效果明显。

1.1 光伏电源引入变电站站用电源的优势

光伏电源作为站用电源的补充，大大提高了站用电源的可靠性；一次投资，终生受益，太阳能清洁电源无辐射，无污染；使用寿命长，无需专人维护，太阳能电池使用寿命长达25年以上；安全可靠无噪声，无需消耗燃料，无需机械转动部件，无需架设输电线路，按照现场实际情况与建筑物结合安装；建设周期短，实际建设时间按规模大小来计算；太阳能电池板一般安装在建筑物屋顶，不破坏建筑外观，不影响环境（图1）。

图1 光伏电池板安装图

1.2 光伏电源引入变电站站用电源的技术内容

1.2.1 总体思路

光伏发电系统作为变电站站用电源的补充电源，提高了交、直流系统测控电源的供电可靠性，减少了站用电的消耗，产生一定的经济和社会效益。

1.2.2 技术方案

图2 光伏发电系统原理图

光伏发电系统的主要部件包括光伏发电系统、光伏并网单元、交流汇流箱组成。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，由光伏并网单元变成交流电供给变电站交流屏，多余或不足的电力通过联接公共电网来调节（图2 图3）。

图3 光伏发电室内布置

1.2.3 光伏发电并网技术要求

额定输入交流电源为三相380V±5%， 50Hz±1%。

额定输出交流电压为380V和220V。

功率因数＞0.9

系统效率≥85%；

2 光伏电源引入变电站站用电源的创新点

2.1 关键技术主要创新点

因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用可再生能源所发出的电力，减小能量损耗，降低系统成本。并网发电系统能够并行使用站用电和可再生能源作为本地交流负载的电源，降低整个系统的负载缺电率。

2.2 主要设备选型最优化

2.2.1 多晶太阳能光伏组件

在单晶硅电池和多晶电池选择上，由于多晶硅电池组件的价格要比单晶硅低，从控制工程造价的方面考虑，本工程选用性价比较高的多晶硅电池组件，这也与国外的太阳能光伏电池使用情况的发展趋势相符合。

固定安装组件安装方位角采用正南方向，安装倾角按当地最佳倾角38°设置。保证全年9～15点（真太阳时）时段内前后组件不遮挡。太阳能光伏组件阵列布置以变电站现场条件划分单元，分别设在主变电室屋顶和两个宿舍屋顶，这样可以优化组串与逆变器之间的接线长度，降低工程造价，减少线路损耗；同时光伏组件阵列划分清晰，有利于将来的运行管理。