Die Wahl des Netzanschlussschemas für Photovoltaik-Kraftwerke hängt in der Regel von der Größe des Kraftwerks, den Zugangsbedingungen des örtlichen Stromnetzes und wirtschaftlichen Überlegungen ab.
Die beiden netzgebundenen Spannungsebenen 35kV und 10kV haben jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile. Im Folgenden vergleichen wir diese beiden Systeme aus technischer, wirtschaftlicher und betrieblicher Sicht und geben konkrete Beispiele.
Technischer Vergleich
35-kV-Schema
Vorteil
Übertragungsentfernung:Geeignet für die Übertragung über große Entfernungen, wodurch Leitungsverluste reduziert werden.
Gerätekapazität:Unterstützt Photovoltaikkraftwerke mit größerer Kapazität, geeignet für Großprojekte.
Spannungsstabilität:Die Hochspannungsübertragung hat weniger Auswirkungen auf das Stromnetz, was sich positiv auf die Spannungsstabilität auswirkt.
Mangel
Kosten:Die Bau- und Wartungskosten sind relativ hoch, einschließlich der Umspannwerksausrüstung, Kabel usw.
Baukomplexität:erfordert eine komplexere technische Planung und Konstruktion und beansprucht mehr Landressourcen.
Sicherheitsanforderungen:Der Betrieb von Hochspannungsgeräten erfordert professionelles Personal und stellt hohe Sicherheitsanforderungen.
Parameterbeispiele
Kapazität des Photovoltaik-Kraftwerks:10 MW bis 50 MW.
Umspannwerk hochrüsten:mit einer Leistung von 10 MVA bis 50 MVA und einem hochspannungsseitigen Spannungsniveau von 35 kV.
Hochspannungsschaltanlagen:Nennspannung 35 kV, Nennstrom 630 A bis 1250 A.
Kabelquerschnitt:Der Querschnitt von Hochspannungskabeln liegt üblicherweise zwischen 150 mm² und 400 mm².
Leitungslänge:Geeignet für Übertragungsentfernungen von mehr als 10 Kilometern.
10-kV-Schema
Vorteil
Kosten:Die Bau- und Wartungskosten sind relativ gering.
Einfacher Aufbau:Die Ausrüstung hat ein kleines Volumen, nimmt weniger Land ein und hat eine kürzere Bauzeit.
Flexibilität:Geeignet für kleine und mittlere Photovoltaik-Kraftwerke, mit flexiblem Zugang zum Stromnetz.
Mangel
Übertragungsentfernung:Geeignet für die Übertragung über kurze Entfernungen, bei denen der Leitungsverlust ab einer bestimmten Entfernung zunimmt.
Kapazitätsbeschränkung:Geeignet für kleine Photovoltaikkraftwerke, für Projekte mit großer Kapazität möglicherweise nicht ausreichend.
Auswirkungen auf das Stromnetz:Es hat erhebliche Auswirkungen auf Spannungsschwankungen in lokalen Stromnetzen.
Parameterbeispiele
Kapazität des Photovoltaik-Kraftwerks:1 MW bis 10 MW.
Umspannwerk hochrüsten:mit einer Leistung von 1 MVA bis 10 MVA und einem hochspannungsseitigen Spannungsniveau von 10 kV.
Hochspannungsschaltanlagen:Nennspannung 10 kV, Nennstrom 630 A bis 1250 A.
Kabelquerschnitt:Der Querschnitt von Hochspannungskabeln beträgt üblicherweise 70 mm² bis 150 mm².
Leitungslänge:Geeignet für Übertragungsentfernungen innerhalb von 5 Kilometern.
Wirtschaftsvergleich
Kostenanalyse
35-kV-Schema:Die Gesamtinvestition ist relativ hoch, die Kosten pro Watt sind jedoch niedrig, sodass es sich für Großprojekte eignet.
10-kV-Schema:Die Anfangsinvestition ist relativ gering, aber mit der Erweiterung der Kraftwerksgröße können die Stückkosten steigen.
Amortisationszeit
35-kV-Schema:Aufgrund der hohen Investition und der langen Amortisationszeit, aber mit guten langfristigen Renditen.
10-kV-Schema:Die Amortisationszeit ist relativ kurz und eignet sich für eine schnelle Rückzahlung der Mittel.
Operative Ebene
Mokka ITOM
35-kV-Schema:Die Betriebs- und Wartungsanforderungen sind hoch und erfordern ein professionelles Team, das regelmäßige Inspektionen und Wartungsarbeiten durchführt.
10-kV-Schema:relativ einfache Bedienung und Wartung, mit geringeren Wartungskosten.
Fehlerbehandlung
35-kV-Schema:Das Ausmaß der Fehlerauswirkungen ist relativ groß und es sind komplexere Koordinationsarbeiten bei der Fehlerbeseitigung erforderlich.
10-kV-Schema:Der Fehler hat eine relativ kleine Auswirkungsreichweite und ist relativ einfach zu handhaben.
Tatsächlicher Fall
Beispiel eines 35-kV-Schemas
Geht man davon aus, dass sich ein großes Photovoltaik-Kraftwerksprojekt in einer abgelegenen Gegend mit einer installierten Gesamtleistung von 30 MW befindet, muss es Strom an ein 30 Kilometer entferntes Umspannwerk übertragen.
Kapazität des Photovoltaik-Kraftwerks:30 MW.
Umspannwerk hochrüsten:Kapazität von 30 MVA, hochspannungsseitiges Spannungsniveau von 35 kV.
Hochspannungsschaltanlagen:Nennspannung 35 kV, Nennstrom 1250 A.
Kabelquerschnitt:Hochspannungskabelquerschnitt von 400 mm².
Leitungslänge:30 Kilometer.
Beispiel eines 10-kV-Schemas
Geht man davon aus, dass sich ein mittelgroßes Photovoltaik-Kraftwerksprojekt am Rande einer Stadt mit einer installierten Gesamtleistung von 5 MW befindet, muss es Strom an ein 3 Kilometer entferntes Umspannwerk übertragen.
Kapazität des Photovoltaik-Kraftwerks:5 MW.
Umspannwerk hochrüsten:Kapazität 5 MVA, hochspannungsseitige Spannungsebene 10 kV.
Hochspannungsschaltanlagen:Nennspannung 10 kV, Nennstrom 630 A.
Kabelquerschnitt:Hochspannungskabelquerschnitt von 150 mm².
Leitungslänge:3 Kilometer.
Die Schritte und spezifischen Überlegungen zur Auswahl einer geeigneten Aufspannstation:
1. Bestimmen Sie die Größe und Kapazität des Kraftwerks
Die Größe des Kraftwerks bestimmt den Kapazitätsbedarf der Booster-Umspannstation und ist die Grundlage für die Auswahl einer Booster-Umspannstation.
Schritte
Schätzen Sie die installierte Gesamtleistung eines Photovoltaikkraftwerks: Berechnen Sie die installierte Gesamtleistung anhand der Anzahl der Photovoltaikmodule und der Nennleistung jedes einzelnen Moduls.
Maximale Ausgangsleistung ermitteln: Berechnen Sie unter Berücksichtigung von Faktoren wie Sonneneinstrahlung und Umwandlungseffizienz die maximale Ausgangsleistung des Photovoltaik-Kraftwerks.
Erwägen Sie zukünftige Erweiterungen: Reservieren Sie einen bestimmten Betrag an Kapazitätsmarge, um möglichen Erweiterungsbedarf in der Zukunft zu decken.
2. Verstehen Sie die Anforderungen für den Netzzugang
Die Anforderungen an den Netzzugang bestimmen das Spannungsniveau und andere technische Indikatoren des Umspannwerks.
Schritte
Wenden Sie sich an das örtliche Stromnetzunternehmen, um technische Anforderungen und Vorschriften für den Netzzugang zu erhalten.
Bestimmen Sie die Spannungsebene für den Anschluss: Bestimmen Sie die Spannungsebene für den Anschluss an das Stromnetz gemäß den Anforderungen des Stromnetzbetreibers (z. B. 10 kV, 35 kV usw.).
Position des Netzanschlusspunkts ermitteln: Bestimmen Sie die Entfernung zwischen Photovoltaik-Kraftwerk und Netzanschlusspunkt.
3. Berücksichtigen Sie den geografischen Standort und Umweltfaktoren
Der geografische Standort und die Umgebungsbedingungen wirken sich auf die Konstruktion und Installation von Aufspannstationen aus.
Schritte
Standortbedingungen beurteilen: Untersuchen Sie die Topographie, Klimabedingungen usw. des Standorts des Photovoltaikkraftwerks.
Berücksichtigen Sie Transport und Installation: Stellen Sie sicher, dass die Umspannwerksausrüstung reibungslos zum Standort transportiert werden kann, und berücksichtigen Sie die Schwierigkeiten während des Installationsprozesses.
Blitzschutz und Schutz: Entwerfen Sie Blitzschutz-Erdungssysteme und Schutzmaßnahmen basierend auf den örtlichen meteorologischen Bedingungen.
4. Bewerten Sie die Kosteneffizienz
Die Kosten-Nutzen-Analyse ist einer der Schlüsselfaktoren für den endgültigen Plan.
Schritte
Berechnen Sie die Anfangsinvestition: einschließlich der Kosten für den Kauf von Umspannwerksausrüstung, Tiefbau, Kabelverlegung usw.
Bewerten Sie die Betriebs- und Wartungskosten: Berücksichtigen Sie die langfristigen Betriebs- und Wartungskosten, einschließlich regelmäßiger Inspektionen, Reparaturen, Ersatzteile usw.
Berechnen Sie den wirtschaftlichen Nutzen: Berechnen Sie unter Berücksichtigung von Faktoren wie Stromerzeugungseinnahmen und staatlichen Subventionen die Amortisationszeit und Rendite der Investition.
5. Wählen Sie den geeigneten Umspannwerkstyp
Wählen Sie auf der Grundlage der obigen Analyseergebnisse den am besten geeigneten Typ einer Aufspannstation aus.
Typ und Eigenschaften
Trockentransformator: geeignet für Innenaufstellung, erfordert kein Eintauchen in Öl und ist leicht zu warten.
Öltransformator: Geeignet für die Installation im Freien, mit guter Wärmeableitungsleistung und großer Kapazität.
Modulare Umspannstation: Integriert in Transformatoren, Schaltanlagen, Schutzgeräte usw., ist sie einfach zu installieren und nimmt eine kleine Fläche ein.
Vorgefertigte Unterstation: werkseitig vorgefertigt, Montage vor Ort, kurzer Installationszyklus.
Beispiel
Beispiel 1: Mittelgroßes Photovoltaikkraftwerk (mit einer Leistung von 10 MW)
Kapazität des Photovoltaikkraftwerks: 10 MW.
Kapazität der Aufspannstation: 10 MVA.
Spannungsniveau: Hochspannungsseite 10 kV, Niederspannungsseite 0,69 kV.
Transformatortyp: Trockentransformator.
Hochspannungsschaltanlage: Nennspannung 10 kV, Nennstrom 630 A, Vakuum-Leistungsschalter.
Niederspannungsverteilerschrank: Nennspannung 0,4 kV, Nennstrom 400 A.
Kabelquerschnitt: Hochspannungskabel 150 mm², Niederspannungskabel 70 mm².
Beispiel 2: Großes Photovoltaikkraftwerk (Kapazität 50 MW)
Kapazität des Photovoltaikkraftwerks: 50 MW.
Kapazität der Aufspannstation: 50 MVA.
Spannungsniveau: Hochspannungsseite 35 kV, Niederspannungsseite 0,69 kV.
Transformatortyp: Öltransformator.
Hochspannungsschaltanlage: Nennspannung 35 kV, Nennstrom 1250 A, Vakuum-Leistungsschalter.
Niederspannungsverteilerschrank: Nennspannung 0,4 kV, Nennstrom 630 A.
Kabelquerschnitt: Hochspannungskabel 400 mm², Niederspannungskabel 150 mm².
