La elección del esquema de conexión a la red para plantas de energía fotovoltaica generalmente depende de la escala de la planta, las condiciones de acceso a la red eléctrica local y consideraciones económicas.
Los dos niveles de voltaje conectados a la red de 35 kV y 10 kV tienen cada uno sus propias ventajas y desventajas. A continuación, compararemos estos dos esquemas desde las perspectivas técnica, económica y operativa, y brindaremos ejemplos específicos.
Comparación técnica
esquema de 35kV
Ventaja
Distancia de transmisión:Adecuado para transmisión de larga distancia, reduciendo las pérdidas de línea.
Capacidad del equipo:Admite plantas de energía fotovoltaica de mayor capacidad, adecuadas para proyectos de gran escala.
Estabilidad de voltaje:La transmisión de alto voltaje tiene menos impacto en la red eléctrica, lo que es beneficioso para la estabilidad del voltaje.
Defecto
Costo:Los costos de construcción y mantenimiento son relativamente altos, incluidos equipos de subestaciones, cables, etc.
Complejidad de la construcción:Requiere un diseño y construcción de ingeniería más complejos, ocupando más recursos de tierra.
Requisitos de seguridad:La operación de equipos de alto voltaje requiere personal profesional y tiene altos requisitos de seguridad.
Ejemplos de parámetros
Capacidad de la central fotovoltaica:10MW a 50MW.
Subestación intensificadora:con una capacidad de 10 MVA a 50 MVA, y un nivel de tensión del lado de alta tensión de 35 kV.
Aparamenta de alta tensión:tensión nominal 35 kV, corriente nominal 630 A a 1250 A.
Sección del cable:La sección transversal de los cables de alta tensión suele estar entre 150 mm² y 400 mm².
Longitud de línea:Adecuado para distancias de transmisión de más de 10 kilómetros.
esquema de 10kV
Ventaja
Costo:Los costos de construcción y mantenimiento son relativamente bajos.
Fácil construcción:El equipo tiene un volumen pequeño, ocupa menos terreno y tiene un período de construcción más corto.
Flexibilidad:Adecuado para plantas fotovoltaicas de pequeño y mediano tamaño, con acceso flexible a la red eléctrica.
Defecto
Distancia de transmisión:Adecuado para transmisiones de corta distancia, donde la pérdida de línea aumenta más allá de cierta distancia.
Limitación de capacidad:Adecuado para plantas de energía fotovoltaica de pequeña escala, puede no ser suficiente para proyectos de gran capacidad.
Impacto de la red eléctrica:Tiene un impacto significativo en las fluctuaciones de voltaje en las redes eléctricas locales.
Ejemplos de parámetros
Capacidad de la central fotovoltaica:1MW a 10MW.
Subestación intensificadora:con una capacidad de 1 MVA a 10 MVA, y un nivel de tensión del lado de alta tensión de 10 kV.
Aparamenta de alta tensión:tensión nominal 10 kV, corriente nominal 630 A a 1250 A.
Sección del cable:La sección transversal de los cables de alta tensión suele ser de 70 mm² a 150 mm².
Longitud de línea:Adecuado para distancias de transmisión dentro de los 5 kilómetros.
Comparación económica
Análisis de costos
Esquema de 35kV:La inversión general es relativamente alta, pero el costo por vatio es bajo, lo que lo hace adecuado para proyectos a gran escala.
Esquema de 10kV:La inversión inicial es relativamente baja, pero con la expansión de la escala de la central eléctrica, el costo unitario puede aumentar.
período de recuperación
Esquema de 35kV:Debido a la gran inversión y al largo período de recuperación, pero con buenos rendimientos a largo plazo.
Esquema de 10kV:El período de recuperación es relativamente corto, adecuado para recuperar fondos rápidamente.
Nivel operativo
Moca ITOM
Esquema de 35kV:Los requisitos de operación y mantenimiento son altos y requieren un equipo profesional para realizar inspecciones y mantenimiento regulares.
Esquema de 10kV:Operación y mantenimiento relativamente simples, con menores costos de mantenimiento.
Manejo de fallas
Esquema de 35kV:El alcance del impacto de la falla es relativamente grande y se requiere un trabajo de coordinación más complejo para abordar la falla.
Esquema de 10kV:La falla tiene un rango de impacto relativamente pequeño y es relativamente fácil de manejar.
Caso real
Ejemplo de esquema de 35kV
Suponiendo que un proyecto de central fotovoltaica a gran escala esté ubicado en una zona remota con una capacidad instalada total de 30 MW, necesita transmitir electricidad a una subestación ubicada a 30 kilómetros de distancia.
Capacidad de la central fotovoltaica:30 megavatios.
Subestación intensificadora:Capacidad de 30 MVA, nivel de tensión del lado de alta tensión de 35 kV.
Aparamenta de alta tensión:tensión nominal 35 kV, corriente nominal 1250 A.
Sección del cable:Sección del cable de alta tensión de 400 mm².
Longitud de línea:30 kilómetros.
Ejemplo de esquema de 10kV
Suponiendo que un proyecto de central fotovoltaica de tamaño mediano esté ubicado en las afueras de una ciudad con una capacidad instalada total de 5 MW, necesita transmitir electricidad a una subestación ubicada a 3 kilómetros de distancia.
Capacidad de la central fotovoltaica:5 megavatios.
Subestación intensificadora:capacidad 5 MVA, nivel de tensión lado alta tensión 10 kV.
Aparamenta de alta tensión:tensión nominal 10 kV, corriente nominal 630 A.
Sección del cable:Sección del cable de alta tensión de 150 mm².
Longitud de línea:3 kilómetros.
Los pasos y consideraciones específicas para seleccionar una subestación elevadora adecuada:
1. Determinar la escala y la capacidad de la central eléctrica.
La escala de la central eléctrica determina la demanda de capacidad de la subestación elevadora y es la base para seleccionar una subestación elevadora.
Pasos
Estimar la capacidad instalada total de una central fotovoltaica: Calcule la capacidad instalada total en función del número de módulos fotovoltaicos y la potencia nominal de cada módulo individual.
Determine la potencia máxima de salida: teniendo en cuenta factores como las condiciones de luz solar y la eficiencia de conversión, calcule la potencia máxima de salida de la central fotovoltaica.
Considere la expansión futura: reserve una cierta cantidad de margen de capacidad para satisfacer posibles necesidades de expansión en el futuro.
2. Comprender los requisitos para el acceso a la red
Los requisitos para el acceso a la red determinan el nivel de voltaje y otros indicadores técnicos de la subestación elevadora.
Pasos
Consulte a la compañía de red eléctrica local para obtener los requisitos técnicos y las regulaciones para el acceso a la red.
Determine el nivel de voltaje para la conexión: Determine el nivel de voltaje para la conexión a la red eléctrica de acuerdo con los requisitos de la compañía de la red eléctrica (como 10 kV, 35 kV, etc.).
Comprenda la ubicación del punto de conexión a la red: determine la distancia entre la central fotovoltaica y el punto de conexión a la red.
3. Considere la ubicación geográfica y los factores ambientales.
La ubicación geográfica y las condiciones ambientales afectan el diseño e instalación de subestaciones elevadoras.
Pasos
Evaluar las condiciones del sitio: Investigar la topografía, condiciones climáticas, etc. de la ubicación de la central fotovoltaica.
Considere el transporte y la instalación: asegúrese de que el equipo de la subestación pueda transportarse sin problemas al sitio y tenga en cuenta las dificultades durante el proceso de instalación.
Protección y protección contra el rayo: Diseñar sistemas de puesta a tierra de protección contra el rayo y medidas de protección en función de las condiciones meteorológicas locales.
4. Evaluar la rentabilidad
El análisis de costo-beneficio es uno de los factores clave que determinan el plan final.
Pasos
Calcular la inversión inicial: incluyendo costos de compra de equipos de subestaciones, ingeniería civil, tendido de cables, etc.
Evalúe los costos de operación y mantenimiento: considere los costos de operación y mantenimiento a largo plazo, incluidas inspecciones periódicas, reparaciones, repuestos, etc.
Calcule los beneficios económicos: teniendo en cuenta factores como los ingresos por generación de energía y los subsidios gubernamentales, calcule el período de recuperación de la inversión y la tasa de rendimiento.
5. Elija el tipo de subestación adecuado
Según los resultados del análisis anterior, seleccione el tipo de subestación elevadora más adecuado.
Tipo y características
Transformador tipo seco: apto para instalación en interiores, no requiere inmersión en aceite y es de fácil mantenimiento.
Transformador sumergido en aceite: apto para instalación en exteriores, con buen rendimiento de disipación de calor y gran capacidad.
Subestación modular: Integrada con transformadores, aparamenta, dispositivos de protección, etc., es de fácil instalación y ocupa un área pequeña.
Subestación prefabricada: prefabricada en fábrica, montaje en obra, ciclo corto de instalación.
Ejemplo
Ejemplo 1: Central fotovoltaica de tamaño mediano (con una capacidad de 10MW)
Capacidad de la central fotovoltaica: 10 MW.
Capacidad de la subestación elevadora: 10 MVA.
Nivel de tensión: Lado de alta tensión 10 kV, lado de baja tensión 0,69 kV.
Tipo de transformador: transformador tipo seco.
Aparamenta de alta tensión: tensión nominal 10 kV, corriente nominal 630 A, disyuntor en vacío.
Armario de distribución de baja tensión: tensión nominal 0.4 kV, corriente nominal 400 A.
Sección del cable: Cable de alta tensión 150 mm², cable de baja tensión 70 mm².
Ejemplo 2: Central fotovoltaica a gran escala (capacidad 50 MW)
Capacidad de la central fotovoltaica: 50 MW.
Capacidad de la subestación elevadora: 50 MVA.
Nivel de tensión: Lado de alta tensión 35 kV, lado de baja tensión 0.69 kV.
Tipo de transformador: Transformador sumergido en aceite.
Aparamenta de alta tensión: tensión nominal 35 kV, corriente nominal 1250 A, disyuntor en vacío.
Armario de distribución de baja tensión: tensión nominal 0.4 kV, corriente nominal 630 A.
Sección del cable: Cable de alta tensión 400 mm², cable de baja tensión 150 mm².
