Eine Solarstromanlage mit einer Größe von 200 MW, die auf einem windigen Plateau im Nordwesten Chinas liegt, sollte an ein Netz angeschlossen werden, aber es gab ein Problem mit einem ihrer Auftragnehmer. Der Wechselrichter muss die Hochspannungsunterstation erreichen, aber der Weg dorthin führt über drei Kilometer schwieriges Gelände und muss innerhalb von Wochen bewältigt werden. Es wurde beschlossen, eine Gruppe von speziell hergestellten Unterstationen, die von Jiangsu Subian Electric Power produziert wurden, zur genannten Solarstation zu senden, um rechtzeitig an das Netz angeschlossen zu werden.
In diesem Artikel können Sie die Unterschiede zwischen der typischen Unterstation, die in China produziert wird, und ähnlichen, die von Ingenieuren aus Europa und Nordamerika entworfen wurden, kennenlernen. Es wird viele nützliche Informationen enthalten, wie die Eigenschaften der Einheit, den Testprozess und die Gründe für die Verwendung dieser Art von Ausrüstung, die an Lieferanten verkauft wird.
Der Liefermeilenstein
Die Lieferung des oben beschriebenen Projekts bestand aus zweiundvierzig spezifischen Unterstationen mit Photovoltaikeinheiten, die mit 2.000 kVA Transformatoren mit Hochsetzfunktionen (35 kV / 0,69 kV), industriellen RMUs in den Netzen, Niederspannungsschaltanlagen mit Wechselrichteranschlüssen, numerischen Relais zum Schutz sowie Messinstrumenten und vollständiger Betriebsfähigkeit ausgestattet waren. Jede Baugruppe unterzog sich einer werkseitigen Typprüfung, nämlich Temperaturanstieg unter Betriebsbedingungen, Kurzschlussfestigkeit, Spannungstest sowie der Fähigkeit, einem inneren Lichtbogen standzuhalten. Jede Einheit hatte eine Zertifizierung für Routineprüfungen, deckte die GB-Standards ab und verfügte über eine vollständige Instrumentierung, damit der EPC-Auftragnehmer sie an den Eigentümer liefern konnte.
Der Abschluss der Lieferung solcher Meilensteine ist aus einer breiteren Perspektive bedeutend, als nur aus der des Projekts. Es beweist, dass der vollständige und zertifizierte PV-Anschluss hergestellt und getestet werden kann, anstatt Bauarbeiten von der Baustelle zu erfordern.
Was ist eine chinesische PV-Unterstation?
Die chinesische Photovoltaikunterstation wurde im Hinblick auf Chinas riesigen lokalen Solarmarkt entwickelt, der eine Standardisierung der Unterstationsdesigns durch Unterstationshersteller erforderlich gemacht hat. Die chinesische Unterstation weist im Vergleich zu ihren europäischen und amerikanischen Pendants folgende Merkmale auf:
Integrierte Wechselrichterstation: Der Niederspannungsbereich wurde um den Wechselrichterausgang herum gestaltet, der normalerweise zwischen 800 — 1.500 V Gleichstromeingang und 400—690 V Wechselstromausgang liegt. Es kann sich entweder um einen in Europa oder Amerika hergestellten Wechselrichter handeln, was die Kabelwege minimiert, da der Wechselrichter oft im selben Gestell oder angrenzenden Gehäuse untergebracht ist.
Standardisierte Mittelspannungs/Niederspannungsarchitektur: Zwei- oder dreikammerige Anordnung (Mittelspannungs-, Transformator-, Niederspannungsabschnitte) mit standardisierten modularen Abmessungen, die es Entwicklern ermöglichen, immer dieselbe Unterstation zu bestellen.
Doppelte Normen-Konformität: Entworfen nach GB/T-Standards und zugelassen nach IEC 62271-202 und IEC 60076.
Schnellliefermodell: Dank der Standardisierung des Designs ist die Fertigungszeit kürzer — 10-16 Wochen — und die Kosten sind niedriger als in Europa.
Netzcode-bereit: Integrierte numerische Relais tragen die Anti-Insel-Funktion sowie die Richtungsüberstrom- und Spannungs-/Frequenzdurchlauf-Funktionalität, die für den Markt vorbereitet ist.
Für internationale Käufer bedeutet der Begriff “chinesischer Stil” eine gut etablierte Art von Design, die die kompakten und vorgefertigten Merkmale von Umspannungsstationen mit spezifischer Photovoltaiktechnik kombiniert und daher zusammen mit europäischen und amerikanischen Modellen in Betracht gezogen werden sollte.
Struktur und Hauptkomponenten
| Abteil | Hauptausrüstung | Typische Nennleistung |
|---|---|---|
| Fach auf der Niederspannungsseite des Wechselrichters | Niederspannungsschaltanlage, AC-Schutzschalter, Überspannungsableiter, Schutzrelais, Wechselrichteranschlüsse | 400–690 V, 2.000–4.000 A |
| Transformatorabteil | Transformator zur Spannungsanhebung, Ölschutz, Temperaturüberwachung, Zwangsluftkühlungsoption | 630–4.000 kVA, 35/0,69 kV |
| Fach auf der Mittelspannungsseite des Netzes | Festisolierte oder SF6 RMU, Vakuumschalteroption, Mess-CTs/VTs, Ableiter | 10–40,5 kV, 630 A |
| Steuerung und Hilfseinrichtungen | DC-Versorgung, Heizungen, SCADA/RTU, Telekommunikationsverbindungen, Antikondensationssteuerung | — |
Konstruktive Besonderheiten für Solar-Anwendungen umfassen Herabsetzungs-Kurven, die für hohe Umgebungstemperaturen (bis zu 50 °C) berechnet wurden, das Design eines Transformators, der täglich thermischen Zyklen standhalten kann, staubgefilterte Belüftung für trockene Orte und ein Korrosionsschutzsystem, das in Wüsten- und Küstenzonen verwendet wird. Diese Details ermöglichen es einer Einheit, unter Bedingungen täglicher Solarzyklen effizient für 25 Jahre zu arbeiten.
Warum Solarparks eine PV-spezifische Einheit benötigen
Vier Faktoren deuten darauf hin, dass ein Solarpark nicht auf eine generische Verteilungsumspannungsstation angewiesen sein sollte.
Erstens wird das Lastmuster einer Solaranlage die Transformatorbelastung aufgrund der Solarstrahlungsniveaus beeinflussen, die zur Mittagszeit ihren Höhepunkt erreichen und nachts nahezu auf null fallen. Wenn das Design einer Energieanlage dies nicht berücksichtigt, wird die Isolierung schneller abnutzen als gewöhnlich aufgrund kontinuierlicher thermischer Zyklen.
Zweitens legen die Netzvorschriften Anforderungen an Anti-Insel-Schemata, Richtungsüberstromschutz, Spannungs- und Frequenzdurchläufe fest, einschließlich Wartezeiten und Zeit-Strom-Eigenschaften, die mit Standard-Verteilungsrelais schwer zu erfüllen sind.
Drittens ist reaktive Leistungsausrüstung notwendig, um eine ordnungsgemäße Spannung über die Netzleitung sicherzustellen, indem regulierte reaktive Leistung ins Netz eingespeist wird.
Viertens erfolgt die Messung am Anschlusspunkt der Solaranlage und muss den vorgeschriebenen Genauigkeitsklassen (0,2s/0,5s) mit der vollständigen SCADA-Dokumentation entsprechen.
PV-basierte Sender kombinieren alle vier Technologiebereiche. Das ist es, was Subian-Ausrüstung tut, sodass sie ohne Anpassung vor Ort geliefert werden kann.
Chinesischer Stil vs. Europäischer vs. Nordamerikanischer Designs
| Faktor | Chinesischer Stil | Europäischer Stil | Nordamerikanischer Stil |
|---|---|---|---|
| Basisstandard | GB/T + IEC 62271-202 | IEC 62271-202 | IEEE C57 / UL |
| Wechselrichterintegration | Gemeinsam auf einem Skid | Getrennte Gehäuse typischerweise | Getrennte Station typischerweise |
| Typische Nennleistung | 630–4.000 kVA | 630–2.500 kVA | 75–5.000 kVA Pad-Mounts |
| Spannungsniveaus | 10–40,5 kV / 400–690 V | 10–36 kV / 400–690 V | 15–35 kV / 480–690 V |
| Gehäuse | IP54, Skid oder Schrank | IP54, Schrank | Manipulationssicherer Schrank |
| Preisniveau | Niedrigste Kostenstufe | Premium-Kategorie | Premium-Kategorie |
| Lieferzeit | 10–16 Wochen | 16–28 Wochen | 20–35 Wochen |
Jeder Stil ist für seinen Markt effektiv. Die chinesische Version zeichnet sich durch Integrationsdichte, Preis und Lieferzeit aus. In der Zwischenzeit haben die europäischen und nordamerikanischen Ansätze lokale Qualifikationen und Service. Für globale Solarprojekte, bei denen Preis und Zeit am wichtigsten sind, ist die chinesische Solarstation am attraktivsten.
Typische Spezifikationen
Repräsentative Spezifikation für die gelieferte Subian PV-Umspannstationseinheit:
| Parameter | Typischer Wert |
|---|---|
| Transformatorbewertung | 000 kVA, ölgetaucht, ONAN |
| Übersetzungsverhältnis | 35 kV / 0,69 kV (10/20/33 kV Optionen) |
| Vektorguppe | Dyn11 oder Dyn5 |
| Leerlaufverlust | ~2,2–3,0 kW |
| Lastverlust bei 75°C | ~16–20 kW |
| Impedanzspannung | 6%–8% |
| LV-Schaltanlagen | 500–4.000 A ACB, Wechselrichteranschlüsse |
| MV-Schaltanlagen | Festisolierte oder SF6 RMU, 20–25 kA/3s |
| Schutz | Numerisches Relais: 50/51, 50N/51N, 27/59, 81, Anti-Inselbildung, richtungsabhängig |
| Messung | Klasse 0,5s oder 0,2s, CTs/VTs |
| Gehäuse | IP54, feuerverzinkter Sockel, Korrosionsschutzbeschichtung |
| Umgebungsgestaltung | Bis zu 50°C mit Abregelkurve |
| Normen | GB/T + IEC 62271-202 + IEC 60076 + IEC 60529 |
Standards und Netzcode-Konformität
| Norm | Umfang | Relevanz |
|---|---|---|
| IEC 62271-202 | Vorgefertigte Transformator-Umspannwerke | Komplettgeräte-Design, Gehäuse, Typprüfung |
| IEC 60076 | Leistungstransformatoren | Transformatorbewertungen, Verluste, Tests |
| IEC 60529 | IP-Gehäuseschutz | IP54/IP55 Außenbewertungen |
| GB/T 17467 | Chinesischer Standard für vorgefertigte Umspannstationen | Inlandsdesignbasis in China |
| IEEE 1547 / EN 50549 | Netzanschluss (regional) | Konfigurierte Anti-Inselung und Durchlauf |
Käufer sollten bestätigen, welche Netzcode-Einstellungen mit den Relais geliefert werden, und eine Relais-Koordinationsstudie für den Standort anfordern. Die gleiche Hardware kann oft EN 50549 (Europa), IEEE 1547 (Nordamerika) und verschiedene nationale Codes mit einer Firmware-/Einstellungänderung erfüllen.
Werkstests und Dokumentation
Alle Einheiten, die durch den Lieferprozess erhalten wurden, durchliefen ein vollständiges Werkstestprogramm.
Die Transformatoren wurden (teilweise und vollständig) gemäß IEC 60076 geprüft, was die folgenden Tests umfasste: Verhältnis; Wicklungswiderstand; Verluste; Impedanz; und dielektrische Tests.
Neben den Standardinspektionen der Transformatoren unterzog sich die gesamte Einheit routinemäßigen Typentests gemäß IEC 62271-202. Die Tests umfassten während des Betriebs Tests wie: Temperaturanstieg mit Gehäuse; Kurzschlusswiderstand gegen innere Lichtbogen; und dielektrisch.
Die Schaltanlagen unterzogen sich ebenfalls routinemäßigen Tests, einschließlich mechanischer Betriebstests; Kontaktwiderstand; Isolierungstests; und Tests der Schutzfunktion.
Neben diesen routinemäßigen Tests wurden die Schutzrelais überprüft, um sicherzustellen, dass ihre Konfigurationseinstellungen den Projekt-Netzcodes entsprachen.
Vor dem Versand wurde jede Einheit inspiziert, um zu bestätigen, dass sie allen Anforderungen entsprach, einschließlich: Konstruktion; Anschlüsse; Ölstand; Lackierung; und Dokumentationskonformität.
Jede Einheit kam mit einem Routinedokument; Typprüfbericht; Prüfberichte für die verwendeten Materialien; und einem vollständigen Dokumentationspaket, damit sie alles Notwendige für die Endbenutzer hatten.
Kosten und Preisspannen
Richtpreise für komplette PV-spezifische Umspannstationseinheiten in der chinesischen Konfiguration (Hochtransformator, MV- und LV-Schaltanlagen, Schutz, Messung, IP54-Gehäuse):
| Nennleistung | Spannungsklasse | Typischer Preis (USD) | Vorlaufzeit |
|---|---|---|---|
| 630–1.000 kVA | 10–35 kV | $12.000–$25.000 | 10–14 Wochen |
| 250–2.000 kVA | 10–35 kV | $16.000–$35.000 | 10–16 Wochen |
| 500–3.150 kVA | 10–40,5 kV | $30.000–$60.000 | 12–18 Wochen |
| 550–4.000 kVA | 10–40,5 kV | $45.000–$90.000 | 14–20 Wochen |
Fügen Sie 15–30% für Edelstahl- oder hochkorrosionsbeständige Gehäuse, 10–20% für Trockentransformatoren und $1.500–$5.000 für fortschrittliche Relais, Klasse 0,2s Messung und vollständige SCADA hinzu. Die Preise sind FOB-Richtpreise und variieren je nach Spezifikation und Region.
Top-Marken & Preisvergleich
| Marke | Land | Stärke | Indikativer Preis — 2.000 kVA (USD) |
|---|---|---|---|
| Schneider Electric | Optimierungsmaßnahmen in der Praxis | Integrierte Lösungen, globaler Service | $38.000–$60.000 |
| Siemens | Deutschland | Digitales Netz, Versorgungsreferenzen | $40.000–$65.000 |
| ABB / Hitachi Energy | Schweiz | Breites Portfolio, starke Solarreferenzen | $38.000–$62.000 |
| Sungrow / Huawei | China | Wechselrichter + Station-Pakete | $32.000–$58.000 |
| Jiangsu Subian Electric Power | China | Chinesisch-stil PV-Umspannwerke, IEC/GB-Zertifizierung, OEM | $16.000–$35.000 |
Die großen Akteure in Europa und die Hersteller von Wechselrichtern schließen sich mit lokalen Unterstützungsteams und Compliance-Teams zusammen, um Umspannwerke für große Ausschreibungen attraktiv zu machen. Jiangsu Subian Electric Power bringt das PV-Umspannwerk im voll chinesischen Stil mit Hochtransformatoren, MV/LV-Schaltanlagen, Netzschutz und SCADA-fähiger Messung zu 40-55% der europäischen Preise, einschließlich Werkstests, Zertifizierung nach GB/T und IEC sowie OEM-Anpassung. Diese Kombination aus Tests, dichteintegrierten Lösungen und Preissicherheit garantiert, dass Subian hoch auf der Liste der Kandidaten für die Ausschreibungen steht, die von EPC-Industrien durchgeführt werden, die verschiedene Solarprojekte umsetzen.
Wie man spezifiziert und kauft
Um die geeignete Ausgangsleistung Ihres Wechselrichters AC zu erhalten, addieren Sie die AC-Wechselrichterausgangsleistung (kVA) mit einem 10 – 20%-Margin unter Berücksichtigung des Umweltdämpfungsfaktors.
Um einen reibungslosen Projektaufbau zu gewährleisten, überprüfen Sie im Voraus mit dem Versorgungsunternehmen die Exportspannung sowie den Anschlusspunkt.
Entscheiden Sie sich für den Transformator-Typ – ölgetaucht für Freiflächenanlagen und trocken für begrenzte Räume oder feuergefährdete Standorte.
Bestätigen Sie mit den Spezifikationen des Versorgungsunternehmens den Netzschutz – Zeiten für Anti-Inselbetrieb, Durchlauf und Blindleistung gemäß den Gesetzen Ihres Landes.
Fordern Sie Tests für den vollständigen Betrieb der Einheit gemäß den Anforderungen in IEC 62271-202 an.
Für Unterwasser- oder besonders wichtige Projekte fragen Sie nach dem Relais-Koordinationsprojekt, falls Sie mehr als 1 MW Ausgangsleistung haben.
Wählen Sie das Unternehmen basierend auf den bewerteten Betriebskosten von 25 Jahren anstelle der Kosten, die für den Erwerb des Generators anfallen.
Bestätigen Sie lokale Ressourcen und Unternehmensunterstützung.
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein chinesisch-stil PV-Umspannwerk?
Es handelt sich um ein werkseitig montiertes MV/LV-Umspannwerk, das speziell für Solarparks entwickelt wurde, ursprünglich für den hochvolumigen Binnenmarkt Chinas und jetzt exportiert. Es integriert einen Hochtransformator (630–4,000 kVA), MV-Schaltanlagen, LV-Wechselrichter-Seiten-Schaltanlagen, Netzschutz und Messung in einem IP54-Gehäuse gemäß IEC 62271-202, oft mit der Wechselrichterstation auf demselben Gestell.
Wie viel kostet ein chinesisch-stil PV-Umspannwerk?
Vollständige Einheiten kosten zwischen $12,000–$25,000 (630–1,000 kVA) bis $45,000–$90,000 (3,550–4,000 kVA). Dies liegt ungefähr 40–55% unter den europäischen Preisen für vergleichbaren Umfang. Edelstahlgehäuse kosten zusätzlich 15–30%, trocken-transformatoren kosten zusätzlich 10–20%, und SCADA kostet zusätzlich $1,500–$5,000. Die Preise sind FOB-indikativ und variieren je nach Spezifikation und Region.
Welche Tests sollte ich vor der Annahme der Lieferung verlangen?
Verlangen Sie Routineprüfungen für Transformatoren gemäß IEC 60076 (Verhältnis, Wicklungswiderstand, Verluste, Dielektrikum), mechanische und Isolationsprüfungen für Schaltanlagen sowie die vollständigen Typprüfungen gemäß IEC 62271-202 — Temperaturanstieg mit montiertem Gehäuse, Kurzschlussfestigkeit und innerer Lichtbogen. Für den Export fügen Sie einen Zeugen für die Werkstests und eine Vorversandinspektion hinzu.
Ist das chinesische Design mit internationalen Standards konform?
Ja. Die Einheiten werden nach GB/T-Nationalstandards gebaut und gemäß IEC 62271-202, IEC 60076 und IEC 60529 getestet. Schutzrelais werden mit netzcodekonfigurierbaren Einstellungen für EN 50549, IEEE 1547 oder nationale Codes geliefert, und die Messung erfüllt die Genauigkeitsanforderungen der Klassen 0,5s/0,2s.
Wie lange ist die Lieferzeit für eine vollständige Lieferung?
Standardbewertungen werden in 10–16 Wochen geliefert; größere Einheiten (2.500–4.000 kVA) benötigen 14–20 Wochen. Da das chinesische Design standardisiert ist, sind die Produktionszeiten kürzer als bei maßgeschneiderten europäischen Konstruktionen. Bestätigen Sie die Slots schriftlich frühzeitig, insbesondere für Programme mit mehreren Einheiten.
Referenzen
- IEC 62271-202 — Vorgefertigte Umspannstationen — maßgeblicher Standard für das Design und die Typprüfung von Komplettanlagen.
- IEC 60076-Serie — Leistungstransformatoren — Basisstandard für den Transformator zur Spannungsanhebung.
- IEC 60529 — IP-Code — definiert den Schutzgrad IP54/IP55 für Gehäuse.
- IEEE 1547 — Anschluss von Verteilten Energiequellen — Anforderungen für die Netzanschlussverbindung in Nordamerika.
- IRENA — Statistiken zur erneuerbaren Kapazität — Daten zur globalen Solarbereitstellung und Nachfrage nach Netzanschlüssen.
- U.S. DOE — Leitfaden für Solaranschlüsse — Anschlussanforderungen für Solarprojekte im Versorgungsmaßstab.
- Jiangsu Subian Electric Power — offizielle Seite — Hersteller und Exporteur von PV-spezifischen Umspannwerken.
Fazit
Die Einführung der anlagen-spezifischen Umspannwerke von Subian auf dem Markt stellt einen bedeutenden Meilenstein auf dem Weg zur Etablierung der Versorgung mit Solar-Balance-of-Plants dar. Die neue Anlage stellt einen vollständig zertifizierten Lieferpunkt für Solar-Umspannwerke dar, deren wesentliche Komponenten — Transformatoren, Schaltanlagen, Schutz und Messung — als Standardausrüstung hergestellt, getestet und geliefert werden. Das bedeutet, dass sowohl Projektentwickler als auch Auftragnehmer ihre Zeitpläne einhalten und die Kosten senken müssen, ohne Kompromisse bei der Qualität vor Ort einzugehen.
Zu den grundlegenden Neuheiten gehören:
– Neue Typen von chinesischen PV-Umspannwerken kombinieren umrichterverbundene Transformatoren und Niederspannungs-, Mittelspannungs-Schaltanlagen zu einem getesteten Gerät.
– Nachgeführte Geräte müssen die Tests gemäß IEC 62271-202 bestehen und die Anforderungen des Netzcodes erfüllen.
– Ihre Preisspanne variiert von $12.000 bis $90.000, abhängig von der Bewertung, die 40–55% niedriger ist als die ähnlicher europäischer Geräte.
– Es ist wichtig, die Verluste und die Gesamtkosten über 25 Jahre zu vergleichen und die Lieferzeit im Voraus zu vereinbaren.
– Vergleichen Sie die Marken — Schneider, Siemens und ABB mit genehmigten Herstellern wie Jiangsu Subian Electric Power.
Für Preise, Spezifikationen und Exportunterstützung von PV-Umspannwerken kontaktieren Sie Jiangsu Subian Electric Power unter www.subian-electric.com.