国网南阳供电公司
摘要：南阳市镇平县高丘乡计划建设一座光伏电站，容量为20MWP，工程计划2016年3月投产。本文分析了所在区域电力供需情况及光伏电站的消纳方向，确定了光伏电站的系统地位和作用；研究拟定了光伏电站的接入系统方案，并进行了分析计算，形成了推荐方案。
1 光伏电站概况
1.1 拟建站址及太阳能资源
南阳镇平县高丘20MWp分布式光伏发电项目位于南阳市镇平县高丘镇境内。项目利用当地未利用荒山荒坡，新建20MWp分布式光伏发电系统，工程占地约600亩。站址地貌为丘陵地形，海拔高度为240m~270m之间，场址交通便利。
镇平县位于河南省西南部，北纬32度51分至33度21分，东经111度58分至112度25分之间。镇平具属北亚热带季风型大陆性气候，年均气温15.1℃，极端最高气温为42.6℃，极端最低气温为-16.3 ℃，年平均降水量750毫米。年平均日照时数2307.7小时，年无霜期220-245天，年平均接受太阳辐射量为 5230 (MJ/m2)。是河南省适于建设光伏电站的地区之一。
南阳周边气象站1961～1990 年各月平均太阳总辐射量绘制出该地区太阳辐射量月际变化图，如下图所示：
1.2 建设规模
南阳镇平县20MWp光伏电站项目规划总容量20MWp，计划2016年3月底投产发电。项目采用转换效率较高、制造技术成熟、产品性能稳定的多晶硅太阳能电池，本工程共安装250Wp多晶硅组件80000块，总容量为20MWp。
根据项目所在地区日照情况分析，考虑光伏发电站组件25年的效率20%的衰减，25年总发电量为56400万kWh。根据项目实施方案数据，本光伏发电站最大出力约为安装容量的80%，光伏发电站工程寿命周期内年平均发电量为2256 万 kWh，所发电力全额上网。
1.3 电站布局
南阳镇平县20MWp光伏电站项目选用多晶硅光伏组件，数量为80000块，容量为20MWp，共配40台500kW逆变器。每2台500kW逆变器配1台1000kVA升压变，组成1个逆变升压单元，共20个逆变升压单元。20个逆变升压单元分散布置在光伏电站内，升压变将电压升至35kV后，每10个逆变升压单元并联成1回线路接入光伏电站开关站35kV母线，然后以1回线路接入电网。光伏电站内部系统图如下所示。
2.1 镇平县电网概况
镇平县位于南阳市中部，2014年底，镇平县有4座110 kV变电站，即徐桥变(31.5+50MVA）、涅阳变（2×40MVA）、袁营变（40+50MVA）、张林变（1×50MVA）。2014年最大负荷235MW。
2.2 镇平供电区电网规划
2015～2020期间，镇平县将新建王岗变（1×50MVA）、柳泉变（1×50MVA）、安子营变（1×50MVA）、扩建张林变（1×50MVA）。
2.3 电力平衡结果分析
南阳供电区在2015年存在电力缺额1982MW；2019年达到3638MW；2020年，考虑内乡电厂投运和南阳抽蓄新增2台300MW机组，供电区电力缺额降至1710MW。根据南阳供电区电力平衡结果，南阳镇平县20MWp光伏电站项目所发电力可在南阳供电区完全消纳。
3 项目在电力系统中的地位及作用
南阳镇平县20MWp光伏电站项目建成投运后，需与地方已建电站联网运行。项目的建成提高了新能源发电在能源结构中的比重，符合国家能源政策，满足了当地经济可持续健康发展需要。
本工程拟建容量为20MWp，项目利用地为荒山、荒坡及未利用地，并网电压等级为35kV，符合国家能源局相关要求及条件，在系统中的性质为统调电站。
4 接入系统方案
4.1 光伏电站内部接线初步方案
本工程共设20个1MWp 光伏发电单元，光伏发电单元经逆变器转变为交流电后，通过一台1000kVA箱式升压变压器，将电压升至35kV；每10个1MWp光伏发电单元并联后经1回35kV电缆集电线路接入新建35kV开关站，共2回路35kV集电线路，经开关站后以1回35kV线路接入电网。
根据上述原则，镇平县分布式光伏发电项目装机容量为20MWp，适合以35kV电压等级接入电网。根据拟建光伏电站所在地区电网情况可知，35kV电压等级具有较好的接入条件。
4.2 接入系统方案拟定
结合前述电网发展和接入点情况的分析，周边电网具备35kV接入条件的变电站有2个，即110kV涅阳变、110kV王岗变（在建），本次接入系统设计拟定了2个接入系统方案，具体情况如下所述。
方案一：光伏电站以1回35kV线路接入110kV王岗变，过渡期间考虑光伏电站送出线路T接涅阳~官路河35kV线路，待王岗变建成后，接入王岗变电站35kV母线，T接线路长度约14km；
方案二：光伏电站以1回35kV线路接入110kV涅阳变，线路长度约18km；
方案一潮流图：
投运年高丘光伏电站满发时（80%出力），并网线路潮流为16MW，南阳主网经220kV雪枫变向涅阳变送电44.8MW。光伏电站所发电量能在涅阳变完全消纳。方案二潮流图：
投运年高丘光伏电站满发时（80%出力），并网线路潮流为16MW，南阳主网经220kV雪枫变向涅阳变送电45MW。光伏电站所发电量能在涅阳变完全消纳。
从潮流计算结果可以看出，近、远期两个接入系统方案下正常运行时潮流流向合理，节点电压合格，均能保证高丘光伏电站电力的送出。从投资建设和并网损耗上来看，方案一较方案二节省投资，因此本工程推荐方案一为推荐接入方案。
5 主要结论
南阳镇平县20MWp光伏电站项目计划于2016年3月建成投运。
依据南阳电网现状以及《南阳供电区“十三五”电网发展规划及2025年展望（2016年～2020年）》，通过对南阳镇平县20MWp光伏电站项目接入系统方案论证分析，本工程接入系统推荐方案为：光伏电站以1回35kV电压等级的架空线路接入110kV王岗变电站35kV母线，过渡期间暂T接至涅阳至官路河35kV线路。导线选用LGJ-185，线路长度14km。
作者信息
郭旭，工作于国网南阳供电公司，本科学历，工程师，从事电网规划工作。
论文作者:郭旭
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/22
标签：镇平县论文; 光伏论文; 南阳论文; 电站论文; 方案论文; 电网论文; 项目论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;