Výber schémy pripojenia do siete pre fotovoltaické elektrárne zvyčajne závisí od veľkosti elektrárne, podmienok prístupu k miestnej elektrickej sieti a ekonomických úvah.
Dve napäťové úrovne pripojené k sieti 35 kV a 10 kV majú každá svoje výhody a nevýhody. Nižšie porovnáme tieto dve schémy z technického, ekonomického a prevádzkového hľadiska a uvedieme konkrétne príklady.
Technické porovnanie
Schéma 35 kV
Výhoda
Prenosová vzdialenosť:vhodné na prenos na veľké vzdialenosti, čím sa znižujú straty vo vedení.
Kapacita zariadenia:Podporuje fotovoltaické elektrárne s väčšou kapacitou, vhodné pre rozsiahle projekty.
Stabilita napätia:Prenos vysokého napätia má menší vplyv na elektrickú sieť, čo je prospešné pre stabilitu napätia.
Nedostatok
Cena:Náklady na výstavbu a údržbu sú relatívne vysoké, vrátane vybavenia rozvodne, káblov atď.
Zložitosť konštrukcie:vyžaduje zložitejší inžiniersky dizajn a výstavbu, zaberá viac pôdnych zdrojov.
Bezpečnostné požiadavky:Prevádzka vysokonapäťových zariadení vyžaduje profesionálny personál a má vysoké bezpečnostné požiadavky.
Príklady parametrov
Kapacita fotovoltaickej elektrárne:10 MW až 50 MW.
Zvyšovacia rozvodňa:s kapacitou 10 MVA až 50 MVA a napäťovou úrovňou vysokého napätia 35 kV.
Vysokonapäťový rozvádzač:menovité napätie 35 kV, menovitý prúd 630 A až 1250 A.
Prierez kábla:Prierez vysokonapäťových káblov je zvyčajne medzi 150 mm² a 400 mm².
Dĺžka riadku:vhodné na prenosové vzdialenosti viac ako 10 kilometrov.
10kV schéma
Výhoda
Cena:Náklady na výstavbu a údržbu sú relatívne nízke.
Jednoduchá konštrukcia:Zariadenie má malý objem, zaberá menej pôdy a má kratšiu dobu výstavby.
Flexibilita:Vhodné pre malé a stredné fotovoltaické elektrárne, s flexibilným prístupom k elektrickej sieti.
Nedostatok
Prenosová vzdialenosť:vhodné pre prenos na krátke vzdialenosti, kde sa strata linky zvyšuje nad určitú vzdialenosť.
Obmedzenie kapacity:Vhodné pre malé fotovoltaické elektrárne, nemusí postačovať pre veľkokapacitné projekty.
Vplyv na elektrickú sieť:Má významný vplyv na kolísanie napätia v miestnych energetických sieťach.
Príklady parametrov
Kapacita fotovoltaickej elektrárne:1 MW až 10 MW.
Zvyšovacia rozvodňa:s kapacitou 1 MVA až 10 MVA a napäťovou úrovňou na strane vysokého napätia 10 kV.
Vysokonapäťový rozvádzač:menovité napätie 10 kV, menovitý prúd 630 A až 1250 A.
Prierez kábla:Prierez vysokonapäťových káblov je zvyčajne 70 mm² až 150 mm².
Dĺžka riadku:vhodné na prenosové vzdialenosti do 5 kilometrov.
Ekonomické porovnanie
Analýza nákladov
35kV schéma:Celková investícia je relatívne vysoká, ale náklady na watt sú nízke, vďaka čomu je vhodný pre veľké projekty.
10kV schéma:Počiatočná investícia je relatívne nízka, ale s rozširovaním rozsahu elektrární sa môžu zvýšiť jednotkové náklady.
Doba návratnosti
35kV schéma:Vzhľadom na veľkú investíciu a dlhú dobu návratnosti, ale s dobrými dlhodobými výnosmi.
10kV schéma:Doba návratnosti je relatívne krátka, vhodná na rýchle vymáhanie finančných prostriedkov.
Operatívna úroveň
Mocha ITOM
35kV schéma:Požiadavky na prevádzku a údržbu sú vysoké, čo si vyžaduje, aby profesionálny tím vykonával pravidelné kontroly a údržbu.
10kV schéma:relatívne jednoduchá obsluha a údržba, s nižšími nákladmi na údržbu.
Riešenie porúch
35kV schéma:Rozsah dopadu poruchy je pomerne veľký a pri riešení poruchy je potrebná zložitejšia koordinačná práca.
10kV schéma:Porucha má relatívne malý dosah nárazu a je relatívne ľahko ovládateľná.
Skutočný prípad
Príklad schémy 35kV
Za predpokladu, že projekt rozsiahlej fotovoltaickej elektrárne sa nachádza v odľahlej oblasti s celkovým inštalovaným výkonom 30 MW, potrebuje prenášať elektrickú energiu do 30 kilometrov vzdialenej rozvodne.
Kapacita fotovoltaickej elektrárne:30 MW.
Zvyšovacia rozvodňa:Kapacita 30 MVA, napäťová úroveň na strane vysokého napätia 35 kV.
Vysokonapäťový rozvádzač:menovité napätie 35 kV, menovitý prúd 1250 A.
Prierez kábla:Prierez vysokonapäťového kábla 400 mm².
Dĺžka riadku:30 kilometrov.
Príklad schémy 10kV
Za predpokladu, že projekt stredne veľkej fotovoltaickej elektrárne sa nachádza na okraji mesta s celkovým inštalovaným výkonom 5 MW, potrebuje prenášať elektrinu do 3 km vzdialenej rozvodne.
Kapacita fotovoltaickej elektrárne:5 MW.
Zvyšovacia rozvodňa:výkon 5 MVA, napäťová úroveň na strane vysokého napätia 10 kV.
Vysokonapäťový rozvádzač:menovité napätie 10 kV, menovitý prúd 630 A.
Prierez kábla:Prierez vysokonapäťového kábla 150 mm².
Dĺžka riadku:3 kilometre.
Kroky a špecifické úvahy pre výber vhodnej zvyšovacej rozvodne:
1. Určite rozsah a kapacitu elektrárne
Rozsah elektrárne určuje dopyt po kapacite posilňovacej stanice a je základom pre výber pomocnej stanice.
Kroky
Odhadnite celkový inštalovaný výkon fotovoltaickej elektrárne: Vypočítajte celkový inštalovaný výkon na základe počtu fotovoltaických modulov a menovitého výkonu každého jednotlivého modulu.
Stanovte maximálny výstupný výkon: Vzhľadom na faktory, ako sú podmienky slnečného žiarenia a účinnosť konverzie, vypočítajte maximálny výstupný výkon fotovoltaickej elektrárne.
Zvážte budúce rozšírenie: Vyhraďte si určitú rezervu kapacity, aby ste uspokojili možné potreby rozšírenia v budúcnosti.
2. Pochopte požiadavky na prístup do siete
Požiadavky na prístup do siete určujú úroveň napätia a ďalšie technické ukazovatele zvyšovacej rozvodne.
Kroky
Technické požiadavky a predpisy pre prístup do siete získate od miestnej spoločnosti zaoberajúcej sa rozvodnou sieťou.
Určenie úrovne napätia pre pripojenie: Stanovte úroveň napätia pre pripojenie k elektrickej sieti podľa požiadaviek spoločnosti rozvodnej siete (napríklad 10 kV, 35 kV atď.).
Pochopte umiestnenie bodu pripojenia do siete: Určite vzdialenosť medzi fotovoltaickou elektrárňou a bodom pripojenia do siete.
3. Zvážte geografickú polohu a environmentálne faktory
Geografická poloha a podmienky prostredia ovplyvňujú návrh a inštaláciu zvyšovacích rozvodní.
Kroky
Posúdenie podmienok na mieste: Preskúmajte topografiu, klimatické podmienky atď. umiestnenia fotovoltaickej elektrárne.
Zvážte prepravu a inštaláciu: Zabezpečte, aby bolo možné zariadenie rozvodne bez problémov prepraviť na miesto a zohľadnite ťažkosti počas procesu inštalácie.
Ochrana a ochrana pred bleskom: Navrhnite uzemňovacie systémy ochrany pred bleskom a ochranné opatrenia na základe miestnych meteorologických podmienok.
4. Vyhodnoťte efektívnosť nákladov
Analýza nákladov a výnosov je jedným z kľúčových faktorov určujúcich konečný plán.
Kroky
Vypočítajte počiatočnú investíciu: vrátane nákladov na nákup zariadenia rozvodne, stavebného inžinierstva, kladenia káblov atď.
Vyhodnoťte náklady na prevádzku a údržbu: Zvážte dlhodobé náklady na prevádzku a údržbu vrátane pravidelných kontrol, opráv, náhradných dielov atď.
Vypočítajte ekonomické výhody: S prihliadnutím na faktory, ako sú príjmy z výroby elektriny a vládne dotácie, vypočítajte dobu návratnosti investície a mieru návratnosti.
5. Vyberte vhodný typ rozvodne
Na základe vyššie uvedených výsledkov analýzy vyberte najvhodnejší typ zvyšovacej rozvodne.
Typ a vlastnosti
Transformátor suchého typu: vhodný pre vnútornú inštaláciu, nevyžaduje ponorenie do oleja a ľahko sa udržiava.
Olejový transformátor: vhodný na vonkajšiu inštaláciu, s dobrým výkonom pri odvádzaní tepla a veľkou kapacitou.
Modulárna rozvodňa: Integrovaná s transformátormi, rozvádzačmi, ochrannými zariadeniami atď., Ľahko sa inštaluje a zaberá malú plochu.
Prefabrikovaná rozvodňa: továrenská prefabrikovaná, montáž na mieste, krátky inštalačný cyklus.
Príklad
Príklad 1: Stredne veľká fotovoltaická elektráreň (s kapacitou 10 MW)
Výkon fotovoltaickej elektrárne: 10 MW.
Kapacita zvyšovacej rozvodne: 10 MVA.
Úroveň napätia: strana vysokého napätia 10 kV, strana nízkeho napätia 0,69 kV.
Typ transformátora: suchý transformátor.
Rozvádzač vysokého napätia: menovité napätie 10 kV, menovitý prúd 630 A, vákuový istič.
Nízkonapäťová rozvodná skriňa: menovité napätie 0,4 kV, menovitý prúd 400 A.
Prierez kábla: Vysokonapäťový kábel 150 mm², nízkonapäťový kábel 70 mm².
Príklad 2: Veľkokapacitná fotovoltaická elektráreň (výkon 50 MW)
Kapacita fotovoltaickej elektrárne: 50 MW.
Kapacita zvyšovacej rozvodne: 50 MVA.
Úroveň napätia: strana vysokého napätia 35 kV, strana nízkeho napätia 0,69 kV.
Typ transformátora: Olejový transformátor.
Vysokonapäťové rozvádzače: menovité napätie 35 kV, menovitý prúd 1250 A, vákuový istič.
Nízkonapäťová rozvodná skriňa: menovité napätie 0,4 kV, menovitý prúd 630 A.
Prierez kábla: Vysokonapäťový kábel 400 mm², nízkonapäťový kábel 150 mm².
