Солнечная электростанция мощностью 200 МВт, расположенная на ветреном плато на северо-западе Китая, была готова к подключению к сети, но возникла проблема с одним из ее подрядчиков. Инвертор должен достичь высоковольтной подстанции, но путь к ней проходит через три километра сложного рельефа и должен быть пройден за несколько недель. Было решено отправить группу специально изготовленных подстанций, произведенных Jiangsu Subian Electric Power, на указанную солнечную станцию, чтобы подключить ее к сети вовремя.
В этой статье вы можете узнать о различиях между типичной подстанцией, производимой в Китае, и аналогичными, разработанными инженерами из Европы и Северной Америки. Будет представлено много полезной информации, такой как характеристики устройства, процесс тестирования и причины использования этого типа оборудования, продаваемого поставщикам.
Этап поставки
Поставка описанного выше проекта состояла из сорока двух специфических фотогальванических блоков подстанции, оснащенных трансформаторами мощностью 2000 кВА с повышающими функциями (35 кВ / 0,69 кВ), промышленными RMU в сетях, низковольтными распределительными щитами с инверторными окончаниями, числовыми реле для защиты, а также приборами для измерения и полной эксплуатации. Каждая сборка проходила заводские испытания, а именно: повышение температуры в рабочем состоянии, устойчивость к короткому замыканию, испытание на напряжение, а также способность выдерживать внутренний дуговой разряд. Каждое устройство имело сертификат для рутинных испытаний, соответствовало стандартам GB, а также имело полное оборудование для EPC-подрядчика для передачи его владельцу.
Завершение поставки таких этапов имеет значимость с более широкой точки зрения, чем просто точка зрения проекта. Это доказывает, что полная и сертифицированная точка подключения PV может быть изготовлена и протестирована, вместо того чтобы требовать строительных работ со стороны строительства.
Что такое подстанция PV в китайском стиле?
Подстанция фотогальваническая в китайском стиле была разработана с учетом огромного местного солнечного рынка Китая, что потребовало стандартизации дизайна подстанций производителями подстанций. Подстанция китайского типа имеет следующие характеристики по сравнению с ее европейскими и американскими аналогами:
Интегрированная инверторная станция: Низковольтная секция была спроектирована вокруг выхода инвертора, который обычно составляет от 800 до 1500 В постоянного тока и от 400 до 690 В переменного тока. Это может быть инвертор, произведенный в Европе или Америке, что минимизирует длину кабелей, поскольку инвертор часто расположен в одном каркасе или соседнем корпусе.
Стандартизированная архитектура среднего/низкого напряжения: Двух- или трехкомпонентная компоновка (средневольтные, трансформаторные, низковольтные секции) с стандартными модульными размерами, что позволяет разработчикам постоянно заказывать одну и ту же подстанцию.
Соответствие двойным стандартам: Спроектировано в соответствии со стандартами GB/T и разрешено IEC 62271-202 и IEC 60076.
Модель быстрой доставки: Благодаря стандартизации дизайна, сроки изготовления короче — 10-16 недель — и затраты ниже, чем в Европе.
Готовность к сетевым стандартам: Интегрированные числовые реле выполняют функцию защиты от островного режима, а также имеют направленную защиту от перегрузки и функциональность поддержания напряжения/частоты, подготовленную для рынка.
Что касается международных покупателей, термин “китайский стиль” означает хорошо зарекомендовавший себя тип дизайна, который сочетает в себе компактные и предварительно изготовленные особенности проектирования подстанций и специфическую фотогальваническую инженерию, и, таким образом, стоит рассмотреть наряду с европейскими и американскими моделями.
Структура и ключевые компоненты
| Отсек | Основное оборудование | Типичное номинование |
|---|---|---|
| Отсек со стороны инвертора низкого напряжения | Щит низкого напряжения, AC автоматические выключатели, ограничители перенапряжения, реле защиты, подключения инвертора | 400–690 В, 2,000–4,000 А |
| Отсек трансформатора | Повышающий трансформатор, система удержания масла, мониторинг температуры, опция принудительного воздушного охлаждения | 630–4,000 кВА, 35/0.69 кВ |
| Отсек со стороны сети среднего напряжения | RMU с твердой изоляцией или SF6, опция вакуумного выключателя, измерительные трансформаторы тока/напряжения, ограничители | 10–40.5 кВ, 630 А |
| Управление и вспомогательные устройства | DC питание, обогреватели, SCADA/RTU, телекоммуникационные каналы, контроль против конденсации | — |
Конструктивные особенности для солнечных приложений включают кривые снижения мощности, рассчитанные для условий высокой температуры окружающей среды (до 50 °C), проект трансформатора, способного к термическому циклу на ежедневной основе, вентиляцию с фильтрацией пыли для сухих мест и систему защиты от коррозии, используемую в пустынных и прибрежных зонах. Эти детали позволяют блоку эффективно работать в течение 25 лет в условиях ежедневных солнечных циклов.
Почему солнечные электростанции нуждаются в специализированном блоке PV
Четыре фактора указывают на то, что солнечная электростанция не должна полагаться на стандартную распределительную подстанцию.
Во-первых, схема нагрузки солнечной установки повлияет на загрузку трансформатора из-за уровней солнечной радиации, которые достигают пика в полдень и почти до нуля падают ночью. Если проект электростанции не учитывает это, изоляция будет изнашиваться быстрее, чем обычно, из-за постоянного термического цикла.
Во-вторых, сетевые регламенты устанавливают требования к схемам защиты от островного режима, направленной защите от перегрузки, поддержанию напряжения и частоты, включая время ожидания и временные характеристики тока, которые трудно выполнить с использованием стандартных распределительных реле.
В-третьих, оборудование для реактивной мощности необходимо для обеспечения правильного напряжения по линии сети, поставляя регулируемую реактивную мощность в сеть.
В-четвертых, измерение осуществляется в точке соединения солнечной установки и должно соответствовать установленным классам точности (0.2s/0.5s) с полной документацией SCADA.
Передатчики на основе PV объединяют все четыре области технологии. Именно это делает оборудование Subian, поэтому его можно доставить без настройки на месте.
Китайский стиль против европейского и североамериканского дизайна
| Фактор | Китайский стиль | Европейский стиль | Североамериканский стиль |
|---|---|---|---|
| Базовый стандарт | GB/T + IEC 62271-202 | IEC 62271-202 | IEEE C57 / UL |
| Интеграция инвертора | Общий на одном скиде | Обычно отдельный кожух | Обычно отдельная станция |
| Типичное номинование | 630–4,000 кВА | 630–2,500 кВА | 75–5,000 кВА на плите |
| Уровни напряжения | 10–40.5 кВ / 400–690 В | 10–36 кВ / 400–690 В | 15–35 кВ / 480–690 В |
| Корпус | IP54, на раме или в шкафу | IP54, шкаф | Шкаф с защитой от несанкционированного доступа |
| Уровень цен | Самый низкий ценовой уровень | Премиум-уровень | Премиум-уровень |
| Время выполнения | 10–16 недель | 16–28 недель | 20–35 недель |
Каждый стиль эффективен для своего рынка. Китайская версия превосходит по плотности интеграции, цене и времени выполнения. В то время как европейские и североамериканские подходы имеют местные квалификации и сервис. Для глобальных солнечных проектов, где цена и время имеют наибольшее значение, солнечная станция в китайском стиле является наиболее привлекательной.
Типовые спецификации
Представительная спецификация для поставляемого блока подстанции Subian PV:
| Параметр | Типичное значение |
|---|---|
| Номинальная мощность трансформатора | 2,000 кВА, масляный, ONAN |
| Напряжение | 35 кВ / 0.69 кВ (варианты 10/20/33 кВ) |
| Векторная группа | Dyn11 или Dyn5 |
| Потребление без нагрузки | ~2.2–3.0 кВт |
| Потери нагрузки при 75°C | ~16–20 кВт |
| Напряжение импеданса | 6%–8% |
| Низковольтное оборудование | 2,500–4,000 А ACB, подключения инвертора |
| Средневольтное оборудование | Твердое изолированное или SF6 RMU, 20–25 кА/3с |
| Защита | Числовое реле: 50/51, 50N/51N, 27/59, 81, защита от островного режима, направленная |
| Измерение | Класс 0.5s или 0.2s, CTs/VTs |
| Корпус | IP54, горячее оцинкованное основание, антикоррозийное покрытие |
| Дизайн для окружающей среды | До 50°C с кривой снижения мощности |
| Стандарты | GB/T + IEC 62271-202 + IEC 60076 + IEC 60529 |
Соответствие стандартам и сетевому кодексу
| Стандарт | Объем | Актуальность |
|---|---|---|
| IEC 62271-202 | Заводские трансформаторные подстанции | Дизайн полного блока, корпус, типовые испытания |
| IEC 60076 | Электрические трансформаторы | Номинальные мощности трансформаторов, потери, испытания |
| IEC 60529 | Защита оболочки IP | Уличные рейтинги IP54/IP55 |
| GB/T 17467 | Стандарт китайской сборной подстанции | Внутренние основы проектирования в Китае |
| IEEE 1547 / EN 50549 | Сетевое соединение (региональное) | Настроенная защита от островного режима и поддержка |
Покупатели должны подтвердить, какие настройки сетевого кода поставляются с реле, и запросить исследование координации реле для площадки. То же оборудование часто может соответствовать EN 50549 (Европа), IEEE 1547 (Северная Америка) и различным национальным кодам с изменением прошивки/настроек.
Заводские испытания и документация
Все блоки, полученные в процессе доставки, прошли полную программу заводских испытаний.
Трансформаторы были проверены (частично и полностью) в соответствии с IEC 60076, что включало следующие испытания: соотношение; сопротивление обмотки; потери; импеданс; и диэлектрические испытания.
В дополнение к стандартным инспекциям трансформаторов, полный блок прошел рутинные типовые испытания в соответствии с IEC 62271-202. Испытания включали испытания в процессе работы, такие как: повышение температуры с корпусом; сопротивление короткому замыканию к внутренней дуге; и диэлектрические испытания.
Распределительное оборудование также прошло плановые испытания, включая испытания механической работы; испытания контактного сопротивления; испытания изоляции; и испытания защитных функций.
В дополнение к этим плановым испытаниям, защитные реле были проверены, чтобы убедиться, что их настройки конфигурации соответствуют проектным сетевым кодам.
Перед отгрузкой каждое устройство было проверено, чтобы подтвердить, что они соответствуют всем требованиям, включая: конструкцию; клеммы; уровень масла; покраску; и соответствие документации.
Каждое устройство поставлялось с плановым отчетом; отчетом о типовых испытаниях; отчетами о испытаниях использованных материалов; и полным пакетом документации, чтобы у них было все необходимое для конечных пользователей.
Затраты и ценовые диапазоны
Указательные цены на полные единицы подстанций, специфичных для PV, в конфигурации в китайском стиле (трансформатор повышающего типа, СВ и НВ распределительное оборудование, защита, измерение, корпус IP54):
| Рейтинг | Класс напряжения | Типичная цена (USD) | Срок поставки |
|---|---|---|---|
| 630–1,000 кВА | 10–35 кВ | $12,000–$25,000 | 10–14 недель |
| 1,250–2,000 кВА | 10–35 кВ | $16,000–$35,000 | 10–16 недель |
| 2,500–3,150 кВА | 10–40.5 кВ | $30,000–$60,000 | 12–18 недель |
| 3,550–4,000 кВА | 10–40.5 кВ | $45,000–$90,000 | 14–20 недель |
Добавьте 15–30% для корпусов из нержавеющей стали или с высокой коррозионной стойкостью, 10–20% для трансформаторов сухого типа и $1,500–$5,000 для современных реле, класса 0.2s для измерения и полного SCADA. Цены являются ориентировочными FOB и варьируются в зависимости от спецификации и региона.
Топ бренды и сравнение цен
| Бренд | Страна | Прочность | Указательная цена — 2,000 кВА (USD) |
|---|---|---|---|
| Schneider Electric | Франция | Интегрированные решения, глобальное обслуживание | $38,000–$60,000 |
| Сименс | Германия | Цифровая сеть, ссылки на коммунальные услуги | $40,000–$65,000 |
| ABB / Hitachi Energy | Швейцария | Широкий портфель, сильные солнечные ссылки | $38,000–$62,000 |
| Sungrow / Huawei | Китай | Пакеты инверторов + станций | $32,000–$58,000 |
| Jiangsu Subian Electric Power | Китай | Подстанции PV в китайском стиле, сертификация IEC/GB, OEM | $16,000–$35,000 |
Крупные игроки в Европе и производители инверторов объединяют усилия с местными командами поддержки и соблюдения, чтобы сделать подстанции привлекательными для крупных тендеров. Jiangsu Subian Electric Power предлагает подстанцию PV в полном китайском стиле с трансформаторами повышающего типа, СВ/НВ распределительным оборудованием, защитой по сетевым кодам и готовыми к SCADA измерениями по 40-55% европейских цен, включая заводские испытания, сертификацию в GB/T и IEC, и индивидуальную настройку OEM. Эта комбинация испытаний, интегрированных решений по плотности и устойчивости цен гарантирует, что Subian занимает высокие позиции в списке кандидатов на тендеры, проводимые EPC отраслями, которые охватывают различные солнечные проекты.
Как специфицировать и купить
Чтобы получить соответствующий выход вашего инвертора переменного тока, сложите выход инвертора переменного тока (кВА) с 10 – 20% запасом, учитывая коэффициент снижения мощности из-за окружающей среды.
Чтобы обеспечить плавную настройку проекта, заранее уточните у коммунальной компании экспортное напряжение, а также точку подключения.
Определите тип трансформатора — масляный для открытых наземных установок и сухой для ограниченных пространств или мест, чувствительных к огню.
Подтвердите с коммунальными службами спецификации сетевого кода — время для защиты от островного режима, поддержания работы и реактивной мощности в соответствии с законами вашей страны.
Запросите испытания для полной работы устройства в соответствии с требованиями, указанными в IEC 62271-202.
Для подводных или особенно важных проектов запросите проект координации реле в случае, если у вас есть более 1 МВт выходной мощности.
Выберите компанию на основе оцененных затрат на операции в течение 25 лет, а не затрат, понесенных на получение генератора.
Подтвердите местные ресурсы и поддержку компании.
Часто задаваемые вопросы
Что такое подстанция солнечной энергии в китайском стиле?
Это заводская сборная подстанция MV/LV, специально разработанная для солнечных электростанций, разработанная для высокообъемного внутреннего рынка Китая и теперь экспортируемая. Она интегрирует трансформатор повышающего напряжения (630–4,000 кВА), MV распределительное оборудование, распределительное оборудование на стороне инвертора LV, защиту по стандартам сетевого кода и измерение в одном корпусе IP54 в соответствии с IEC 62271-202, часто с инверторной станцией на том же шасси.
Сколько стоит подстанция солнечной энергии в китайском стиле?
Полные единицы варьируются от $12,000–$25,000 (630–1,000 кВА) до $45,000–$90,000 (3,550–4,000 кВА). Это примерно на 40–55% ниже европейских цен для сопоставимого объема. Нержавеющие корпуса добавляют 15–30%, трансформаторы сухого типа добавляют 10–20%, а SCADA добавляет $1,500–$5,000. Цены являются ориентировочными FOB и варьируются в зависимости от спецификации и региона.
Какие испытания я должен запросить перед приемкой доставки?
Запросите рутинные испытания трансформатора в соответствии с IEC 60076 (соотношение, сопротивление обмотки, потери, диэлектрические), механические и изоляционные испытания распределительного оборудования, а также полные испытания типа единицы IEC 62271-202 — повышение температуры с установленным корпусом, стойкость к короткому замыканию и внутреннюю дугу. Для экспорта добавьте свидетельство о заводском испытании и предвывозную инспекцию.
Соответствует ли дизайн в китайском стиле международным стандартам?
Да. Устройства построены в соответствии с национальными стандартами GB/T и протестированы по IEC 62271-202, IEC 60076 и IEC 60529. Защитные реле поставляются с настройками сетевого кода, настраиваемыми для EN 50549, IEEE 1547 или национальных кодов, а измерение соответствует требованиям точности класса 0.5s/0.2s.
Каков срок поставки для полной доставки?
Стандартные рейтинги отправляются за 10–16 недель; более крупные единицы (2,500–4,000 кВА) занимают 14–20 недель. Поскольку дизайн в китайском стиле стандартизирован, производственные слоты короче, чем у индивидуальных европейских сборок. Подтвердите слоты письменно заранее, особенно для многосетевых программ.
Ссылки
- IEC 62271-202 — Предварительно изготовленные подстанции — регулирующий стандарт для проектирования и типового испытания полной единицы.
- Серия IEC 60076 — Электрические трансформаторы — базовый стандарт для трансформатора повышающего напряжения.
- IEC 60529 — Код IP — определяет защиту корпуса IP54/IP55.
- IEEE 1547 — Взаимодействие распределенных энергетических ресурсов — требования к подключению к сети Северной Америки.
- IRENA — Статистика по возобновляемым мощностям — данные о глобальном развертывании солнечной энергии и спросе на подключение.
- U.S. DOE — Руководство по подключению солнечной энергии — требования к подключению для солнечных электростанций крупного масштаба.
- Jiangsu Subian Electric Power — официальный сайт — производитель и экспортер подстанций, специфичных для ФЭУ.
Заключение
Введение специализированных подстанций Subian на рынок представляет собой значительный этап на пути к созданию поставок солнечного баланса установок. Новое оборудование представляет собой полностью сертифицированную точку поставки для солнечных подстанций, основные компоненты которых — трансформаторы, распределительные устройства, защита и измерение — производятся, тестируются и поставляются как стандартное оборудование. Это означает, что как разработчики проектов, так и подрядчики должны соблюдать свои графики и снижать затраты без компромиссов по качеству на месте.
Основные новшества включают:
– Новые типы китайских солнечных подстанций объединяют трансформаторы с подключением к преобразователю и распределительные устройства низкого и среднего напряжения в одно протестированное оборудование.
– Прицепные устройства должны пройти испытания IEC 62271-202 и соответствовать требованиям сетевого кодекса.
– Их ценовой диапазон варьируется от $12,000 до $90,000 в зависимости от номинала, который на 40–55% ниже, чем у аналогичного европейского оборудования.
– Важно сравнить потери и общую стоимость за 25 лет и заранее согласовать время поставки.
– Сравните бренды — Schneider, Siemens и ABB с утвержденными производителями, такими как Jiangsu Subian Electric Power.
Для получения информации о ценах на подстанции ФЭУ, спецификациях и поддержке экспорта свяжитесь с Jiangsu Subian Electric Power по адресу www.subian-electric.com.