Việc lựa chọn sơ đồ kết nối lưới cho các nhà máy điện quang điện thường phụ thuộc vào quy mô của nhà máy điện, điều kiện tiếp cận lưới điện địa phương và các cân nhắc về kinh tế.
Hai cấp điện áp nối lưới 35kV và 10kV đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Dưới đây, chúng tôi sẽ so sánh hai phương án này từ các góc độ kỹ thuật, kinh tế và vận hành, đồng thời đưa ra các ví dụ cụ thể.
So sánh kỹ thuật
sơ đồ 35kV
Lợi thế
Khoảng cách truyền:thích hợp cho việc truyền tải đường dài, giảm tổn thất đường dây.
Công suất thiết bị:Hỗ trợ các nhà máy quang điện công suất lớn hơn, phù hợp cho các dự án quy mô lớn.
Ổn định điện áp:Truyền tải điện áp cao ít ảnh hưởng đến lưới điện, có lợi cho việc ổn định điện áp.
Thiếu sót
Trị giá:Chi phí xây dựng và bảo trì tương đối cao, bao gồm thiết bị trạm biến áp, dây cáp, v.v.
Độ phức tạp của việc xây dựng:đòi hỏi thiết kế và xây dựng kỹ thuật phức tạp hơn, chiếm nhiều tài nguyên đất đai hơn.
Yêu cầu an toàn:Vận hành thiết bị điện áp cao đòi hỏi nhân viên chuyên nghiệp và có yêu cầu an toàn cao.
Ví dụ về thông số
Công suất trạm quang điện:10MW đến 50MW.
Nâng cấp trạm biến áp:có công suất từ 10 MVA đến 50 MVA, cấp điện áp phía cao áp 35 kV.
Thiết bị chuyển mạch điện áp cao:điện áp định mức 35 kV, dòng điện định mức 630 A đến 1250 A.
Mặt cắt cáp:Mặt cắt ngang của cáp cao thế thường nằm trong khoảng từ 150 mm 2 đến 400 mm 2.
Chiều dài dòng:thích hợp cho khoảng cách truyền dẫn hơn 10 km.
sơ đồ 10kV
Lợi thế
Trị giá:Chi phí xây dựng và bảo trì tương đối thấp.
Dễ dàng xây dựng:Thiết bị có khối lượng nhỏ, chiếm ít đất và thời gian xây dựng ngắn hơn.
Tính linh hoạt:Thích hợp cho các nhà máy quang điện quy mô vừa và nhỏ, có khả năng tiếp cận lưới điện linh hoạt.
Thiếu sót
Khoảng cách truyền:thích hợp cho truyền dẫn khoảng cách ngắn, nơi mà suy hao đường truyền tăng vượt quá một khoảng cách nhất định.
Giới hạn công suất:Thích hợp cho các nhà máy quang điện quy mô nhỏ, có thể không đủ cho các dự án công suất lớn.
Tác động của lưới điện:Nó có tác động đáng kể đến sự dao động điện áp trong lưới điện địa phương.
Ví dụ về thông số
Công suất trạm quang điện:1MW đến 10MW.
Nâng cấp trạm biến áp:có công suất từ 1 MVA đến 10 MVA, cấp điện áp phía cao áp 10 kV.
Thiết bị chuyển mạch điện áp cao:điện áp định mức 10 kV, dòng điện định mức 630 A đến 1250 A.
Mặt cắt cáp:Tiết diện của cáp cao thế thường từ 70 mm 2 đến 150 mm 2.
Chiều dài dòng:thích hợp cho khoảng cách truyền trong vòng 5 km.
So sánh kinh tế
Phân tích chi phí
Sơ đồ 35kV:Tổng mức đầu tư tương đối cao nhưng chi phí trên mỗi watt thấp nên phù hợp với các dự án quy mô lớn.
Sơ đồ 10kV:Đầu tư ban đầu tương đối thấp, nhưng khi mở rộng quy mô nhà máy điện, đơn giá có thể tăng lên.
Thời gian hoàn vốn
Sơ đồ 35kV:Do khoản đầu tư lớn và thời gian hoàn vốn dài nhưng mang lại lợi nhuận lâu dài tốt.
Sơ đồ 10kV:Thời gian hoàn vốn tương đối ngắn, thích hợp để thu hồi vốn nhanh chóng.
Cấp độ hoạt động
Mocha ITOM
Sơ đồ 35kV:Yêu cầu vận hành và bảo trì cao đòi hỏi phải có đội ngũ chuyên nghiệp tiến hành kiểm tra, bảo trì thường xuyên.
Sơ đồ 10kV:vận hành và bảo trì tương đối đơn giản, với chi phí bảo trì thấp hơn.
Xử lý lỗi
Sơ đồ 35kV:Phạm vi tác động của lỗi tương đối lớn và cần có công tác phối hợp phức tạp hơn khi xử lý lỗi.
Sơ đồ 10kV:Lỗi có phạm vi tác động tương đối nhỏ và tương đối dễ xử lý.
Trường hợp thực tế
Ví dụ về sơ đồ 35kV
Giả sử một dự án nhà máy quang điện quy mô lớn nằm ở vùng sâu vùng xa với tổng công suất lắp đặt là 30 MW thì cần truyền tải điện đến trạm biến áp cách đó 30 km.
Công suất trạm quang điện:30 MW.
Nâng cấp trạm biến áp:Công suất 30 MVA, cấp điện áp cao thế 35 kV.
Thiết bị chuyển mạch điện áp cao:điện áp định mức 35 kV, dòng điện định mức 1250 A.
Mặt cắt cáp:Mặt cắt cáp cao thế 400 mm2.
Chiều dài dòng:30 km.
Ví dụ về sơ đồ 10kV
Giả sử một dự án nhà máy quang điện quy mô trung bình nằm ở ngoại ô thành phố với tổng công suất lắp đặt là 5 MW thì cần truyền tải điện đến trạm biến áp cách đó 3 km.
Công suất trạm quang điện:5 MW.
Nâng cấp trạm biến áp:công suất 5 MVA, cấp điện áp cao thế 10 kV.
Thiết bị chuyển mạch điện áp cao:điện áp định mức 10 kV, dòng điện định mức 630 A.
Mặt cắt cáp:Mặt cắt cáp cao thế 150 mm 2.
Chiều dài dòng:3 km.
Các bước và những lưu ý cụ thể để lựa chọn trạm biến áp tăng áp phù hợp:
1. Xác định quy mô, công suất nhà máy điện
Quy mô trạm điện xác định nhu cầu công suất của trạm biến áp tăng áp và là cơ sở để lựa chọn trạm biến áp tăng áp.
bước
Ước tính tổng công suất lắp đặt của một nhà máy quang điện: Tính tổng công suất lắp đặt dựa trên số lượng mô-đun quang điện và công suất định mức của từng mô-đun riêng lẻ.
Xác định công suất đầu ra cực đại: Xem xét các yếu tố như điều kiện ánh sáng mặt trời và hiệu suất chuyển đổi, tính toán công suất đầu ra cực đại của trạm quang điện.
Xem xét việc mở rộng trong tương lai: Dự trữ một lượng công suất nhất định để đáp ứng nhu cầu mở rộng có thể có trong tương lai.
2. Hiểu các yêu cầu truy cập lưới
Các yêu cầu về khả năng tiếp cận lưới điện xác định cấp điện áp và các chỉ số kỹ thuật khác của trạm biến áp tăng cường.
bước
Tham khảo ý kiến của công ty lưới điện địa phương để có được các yêu cầu và quy định kỹ thuật về tiếp cận lưới điện.
Xác định cấp điện áp đấu nối: Xác định cấp điện áp đấu nối vào lưới điện theo yêu cầu của công ty lưới điện (như 10kV, 35kV,…).
Hiểu vị trí điểm đấu nối lưới: Xác định khoảng cách giữa trạm quang điện và điểm đấu nối lưới.
3. Xem xét vị trí địa lý và yếu tố môi trường
Vị trí địa lý và điều kiện môi trường ảnh hưởng đến việc thiết kế và lắp đặt trạm biến áp tăng áp.
bước
Đánh giá điều kiện địa điểm: Điều tra địa hình, điều kiện khí hậu… của vị trí đặt nhà máy quang điện.
Xem xét việc vận chuyển và lắp đặt: Đảm bảo thiết bị trạm biến áp có thể được vận chuyển thuận lợi đến công trường và có tính đến những khó khăn trong quá trình lắp đặt.
Chống sét và chống sét: Thiết kế hệ thống nối đất chống sét và các biện pháp bảo vệ dựa trên điều kiện khí tượng địa phương.
4. Đánh giá hiệu quả chi phí
Phân tích lợi ích chi phí là một trong những yếu tố chính quyết định kế hoạch cuối cùng.
bước
Tính toán mức đầu tư ban đầu: bao gồm chi phí mua sắm thiết bị trạm biến áp, xây dựng dân dụng, lắp đặt cáp…
Đánh giá chi phí vận hành và bảo trì: Xem xét chi phí vận hành và bảo trì dài hạn, bao gồm kiểm tra, sửa chữa thường xuyên, phụ tùng thay thế, v.v.
Tính toán lợi ích kinh tế: Có tính đến các yếu tố như doanh thu sản xuất điện và trợ cấp của chính phủ, tính toán thời gian hoàn vốn đầu tư và tỷ lệ hoàn vốn.
5. Lựa chọn loại trạm biến áp phù hợp
Dựa vào kết quả phân tích trên, lựa chọn loại trạm biến áp tăng áp phù hợp nhất.
Loại và đặc điểm
Máy biến áp loại khô: thích hợp lắp đặt trong nhà, không cần ngâm dầu, dễ bảo trì.
Máy biến áp ngâm dầu: thích hợp lắp đặt ngoài trời, có hiệu suất tản nhiệt tốt và công suất lớn.
Trạm biến áp mô-đun: Được tích hợp với máy biến áp, thiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ, v.v., rất dễ lắp đặt và chiếm diện tích nhỏ.
Trạm biến áp đúc sẵn: được chế tạo sẵn tại nhà máy, lắp ráp tại chỗ, chu kỳ lắp đặt ngắn.
Ví dụ
Ví dụ 1: Nhà máy quang điện cỡ vừa (công suất 10MW)
Công suất trạm điện quang điện: 10 MW.
Công suất trạm tăng áp: 10 MVA.
Cấp điện áp: Phía cao thế 1{1}} kV, phía hạ thế 0,69 kV.
Loại máy biến áp: Máy biến áp loại khô.
Thiết bị đóng cắt cao áp: điện áp định mức 10 kV, dòng điện định mức 630 A, cầu dao chân không.
Tủ phân phối hạ thế: điện áp định mức 0,4 kV, dòng điện định mức 400 A.
Mặt cắt cáp: Cáp cao thế 150 mm 2, cáp hạ thế 70 mm 2.
Ví dụ 2: Nhà máy quang điện quy mô lớn (công suất 50MW)
Công suất trạm điện quang điện: 50 MW.
Công suất trạm tăng áp: 50 MVA.
Cấp điện áp: Phía cao thế 35 kV, phía hạ thế 0,69 kV.
Loại máy biến áp: Máy biến áp ngâm dầu.
Thiết bị đóng cắt cao áp: điện áp định mức 35 kV, dòng điện định mức 1250 A, cầu dao chân không.
Tủ phân phối hạ thế: điện áp định mức 0,4 kV, dòng điện định mức 630 A.
Mặt cắt cáp: Cáp cao thế 400 mm 2, cáp hạ thế 150 mm 2.
