Volba schématu připojení k síti pro fotovoltaické elektrárny obvykle závisí na velikosti elektrárny, podmínkách přístupu k místní elektrické síti a ekonomických úvahách.
Dvě napěťové úrovně připojené k síti 35 kV a 10 kV mají každá své výhody a nevýhody. Níže porovnáme tato dvě schémata z technického, ekonomického a provozního hlediska a uvedeme konkrétní příklady.
Technické srovnání
schéma 35kV
Výhoda
Přenosová vzdálenost:vhodné pro přenos na dlouhé vzdálenosti, snižující ztráty ve vedení.
Kapacita zařízení:Podporuje fotovoltaické elektrárny s větší kapacitou, vhodné pro rozsáhlé projekty.
Stabilita napětí:Přenos vysokého napětí má menší dopad na elektrickou síť, což je výhodné pro stabilitu napětí.
Nedostatek
Náklady:Náklady na výstavbu a údržbu jsou poměrně vysoké, včetně vybavení rozvodny, kabelů atd.
Stavební složitost:vyžaduje složitější inženýrský návrh a konstrukci, zabírá více půdních zdrojů.
Bezpečnostní požadavky:Provoz vysokonapěťových zařízení vyžaduje profesionální personál a má vysoké bezpečnostní požadavky.
Příklady parametrů
Kapacita fotovoltaické elektrárny:10 MW až 50 MW.
Zvyšovací rozvodna:s kapacitou 10 MVA až 50 MVA a napěťovou hladinou vysokého napětí 35 kV.
Vysokonapěťový rozvaděč:jmenovité napětí 35 kV, jmenovitý proud 630 A až 1250 A.
Průřez kabelu:Průřez vysokonapěťových kabelů je obvykle mezi 150 mm² a 400 mm².
Délka čáry:vhodné pro přenosové vzdálenosti větší než 10 kilometrů.
schéma 10kV
Výhoda
Náklady:Náklady na výstavbu a údržbu jsou relativně nízké.
Snadná konstrukce:Zařízení má malý objem, zabírá méně půdy a má kratší dobu výstavby.
Flexibilita:Vhodné pro malé a středně velké fotovoltaické elektrárny, s flexibilním přístupem k elektrické síti.
Nedostatek
Přenosová vzdálenost:vhodné pro přenos na krátkou vzdálenost, kde se ztráta linky zvyšuje nad určitou vzdálenost.
Omezení kapacity:Vhodné pro malé fotovoltaické elektrárny, nemusí být dostatečné pro velkokapacitní projekty.
Dopad na elektrickou síť:Má významný dopad na kolísání napětí v místních energetických sítích.
Příklady parametrů
Kapacita fotovoltaické elektrárny:1 MW až 10 MW.
Zvyšovací rozvodna:s kapacitou 1 MVA až 10 MVA a napěťovou hladinou vysokého napětí 10 kV.
Vysokonapěťový rozvaděč:jmenovité napětí 10 kV, jmenovitý proud 630 A až 1250 A.
Průřez kabelu:Průřez vysokonapěťových kabelů je obvykle 70 mm² až 150 mm².
Délka čáry:vhodné pro přenosové vzdálenosti do 5 kilometrů.
Ekonomické srovnání
Analýza nákladů
Schéma 35kV:Celková investice je relativně vysoká, ale náklady na watt jsou nízké, takže je vhodný pro velké projekty.
Schéma 10kV:Počáteční investice je relativně nízká, ale s rozšiřováním rozsahu elektráren se mohou jednotkové náklady zvýšit.
Doba návratnosti
Schéma 35kV:Vzhledem k velké investici a dlouhé době návratnosti, ale s dobrou dlouhodobou návratností.
Schéma 10kV:Doba návratnosti je relativně krátká, vhodná pro rychlé vymáhání finančních prostředků.
Provozní úroveň
Mocha ITOM
Schéma 35kV:Požadavky na provoz a údržbu jsou vysoké a vyžadují profesionální tým, aby prováděl pravidelné kontroly a údržbu.
Schéma 10kV:relativně jednoduchá obsluha a údržba, s nižšími náklady na údržbu.
Řešení poruch
Schéma 35kV:Rozsah dopadu poruchy je poměrně velký a při řešení poruchy je zapotřebí složitější koordinační práce.
Schéma 10kV:Porucha má relativně malý dosah dopadu a je relativně snadno ovladatelná.
Skutečný případ
Příklad schématu 35kV
Za předpokladu, že se projekt rozsáhlé fotovoltaické elektrárny nachází v odlehlé oblasti s celkovým instalovaným výkonem 30 MW, potřebuje přenášet elektřinu do 30 kilometrů vzdálené rozvodny.
Kapacita fotovoltaické elektrárny:30 MW.
Zvyšovací rozvodna:Výkon 30 MVA, napěťová hladina na straně vysokého napětí 35 kV.
Vysokonapěťový rozvaděč:jmenovité napětí 35 kV, jmenovitý proud 1250 A.
Průřez kabelu:Průřez vysokonapěťového kabelu 400 mm².
Délka čáry:30 kilometrů.
Příklad schématu 10kV
Za předpokladu, že se projekt středně velké fotovoltaické elektrárny nachází na okraji města s celkovým instalovaným výkonem 5 MW, potřebuje přenášet elektřinu do 3 km vzdálené rozvodny.
Kapacita fotovoltaické elektrárny:5 MW.
Zvyšovací rozvodna:výkon 5 MVA, napěťová hladina na straně vysokého napětí 10 kV.
Vysokonapěťový rozvaděč:jmenovité napětí 10 kV, jmenovitý proud 630 A.
Průřez kabelu:Průřez vysokonapěťového kabelu 150 mm².
Délka čáry:3 kilometry.
Kroky a konkrétní úvahy pro výběr vhodné zvyšovací rozvodny:
1. Určete rozsah a kapacitu elektrárny
Rozsah elektrárny určuje požadavky na kapacitu posilovací stanice a je základem pro výběr posilovací stanice.
Kroky
Odhadněte celkový instalovaný výkon fotovoltaické elektrárny: Vypočítejte celkový instalovaný výkon na základě počtu fotovoltaických modulů a jmenovitého výkonu každého jednotlivého modulu.
Určete maximální výstupní výkon: S ohledem na faktory, jako jsou podmínky slunečního záření a účinnost konverze, vypočítejte maximální výstupní výkon fotovoltaické elektrárny.
Zvažte budoucí rozšíření: Vyhraďte si určité množství kapacitní rezervy, abyste splnili možné potřeby rozšíření v budoucnu.
2. Pochopte požadavky na přístup k síti
Požadavky na přístup do sítě určují napěťovou úroveň a další technické ukazatele zvyšovací rozvodny.
Kroky
Chcete-li získat technické požadavky a předpisy pro přístup k síti, obraťte se na místní společnost zajišťující rozvodnou síť.
Určete úroveň napětí pro připojení: Určete úroveň napětí pro připojení k elektrické síti podle požadavků provozovatele distribuční sítě (např. 10 kV, 35 kV atd.).
Pochopte umístění přípojného bodu sítě: Určete vzdálenost mezi fotovoltaickou elektrárnou a přípojným bodem sítě.
3. Zvažte geografickou polohu a faktory prostředí
Geografická poloha a podmínky prostředí ovlivňují návrh a instalaci zvyšovacích rozvoden.
Kroky
Posouzení podmínek na místě: Prozkoumejte topografii, klimatické podmínky atd. umístění fotovoltaické elektrárny.
Zvažte přepravu a instalaci: Zajistěte, aby bylo možné zařízení rozvodny hladce přepravit na místo, a vezměte v úvahu potíže během procesu instalace.
Ochrana a ochrana před bleskem: Navrhujte uzemňovací systémy ochrany před bleskem a ochranná opatření na základě místních meteorologických podmínek.
4. Vyhodnoťte nákladovou efektivitu
Analýza nákladů a přínosů je jedním z klíčových faktorů určujících konečný plán.
Kroky
Vypočítejte počáteční investici: včetně nákladů na nákup vybavení rozvodny, inženýrské stavby, pokládku kabelů atd.
Vyhodnoťte náklady na provoz a údržbu: Zvažte dlouhodobé náklady na provoz a údržbu, včetně pravidelných kontrol, oprav, náhradních dílů atd.
Vypočítejte ekonomické přínosy: S přihlédnutím k faktorům, jako jsou příjmy z výroby elektřiny a vládní dotace, vypočítejte dobu návratnosti investice a míru návratnosti.
5. Vyberte vhodný typ rozvodny
Na základě výše uvedených výsledků analýzy vyberte nejvhodnější typ zvyšovací rozvodny.
Typ a vlastnosti
Suchý typ transformátoru: vhodný pro vnitřní instalaci, nevyžaduje ponoření do oleje a snadno se udržuje.
Olejový transformátor: vhodný pro venkovní instalaci, s dobrým odvodem tepla a velkou kapacitou.
Modulární rozvodna: Integrovaná s transformátory, rozvaděči, ochrannými zařízeními atd., snadno se instaluje a zabírá malou plochu.
Prefabrikovaná rozvodna: továrně prefabrikovaná, montáž na místě, krátký instalační cyklus.
Příklad
Příklad 1: Středně velká fotovoltaická elektrárna (s kapacitou 10 MW)
Výkon fotovoltaické elektrárny: 10 MW.
Kapacita zvyšovací rozvodny: 10 MVA.
Úroveň napětí: strana vysokého napětí 10 kV, strana nízkého napětí 0,69 kV.
Typ transformátoru: suchý transformátor.
Rozváděč vysokého napětí: jmenovité napětí 10 kV, jmenovitý proud 630 A, vakuový vypínač.
Nízkonapěťová rozvodná skříň: jmenovité napětí 0,4 kV, jmenovitý proud 400 A.
Průřez kabelu: Vysokonapěťový kabel 150 mm², nízkonapěťový kabel 70 mm².
Příklad 2: Velkokapacitní fotovoltaická elektrárna (výkon 50 MW)
Kapacita fotovoltaické elektrárny: 50 MW.
Kapacita zvyšovací rozvodny: 50 MVA.
Úroveň napětí: strana vysokého napětí 35 kV, strana nízkého napětí 0,69 kV.
Typ transformátoru: Olejový transformátor.
Rozváděč vysokého napětí: jmenovité napětí 35 kV, jmenovitý proud 1250 A, vakuový vypínač.
Nízkonapěťová rozvodná skříň: jmenovité napětí 0,4 kV, jmenovitý proud 630 A.
Průřez kabelu: Vysokonapěťový kabel 400 mm², nízkonapěťový kabel 150 mm².
