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.
The switchgear also underwent routine tests, including mechanical operation tests; contact resistance; insulation tests; and protection function tests.
In addition to these routine tests, protection relays were checked to ensure that their configuration settings conformed to the project grid codes.
Before the shipment, each unit was inspected to confirm that they complied with all requirements, including: construction; terminals; level of oil; painting; and documentation compliance.
Every unit came with a routine report; type testing report; test reports for the used materials; and a full package of documentation so that they would have everything necessary for the end users.
Costs and Price Ranges
Indicative prices for complete PV-specific substation units in the Chinese-style configuration (step-up transformer, MV and LV switchgear, protection, metering, IP54 enclosure):
| Рейтинг | Voltage Class | Typical Price (USD) | Lead Time |
|---|---|---|---|
| 630–1,000 kVA | 10–35 кВ | $12,000–$25,000 | 10–14 weeks |
| 1,250–2,000 kVA | 10–35 кВ | $16,000–$35,000 | 10–16 недель |
| 2,500–3,150 kVA | 10–40.5 kV | $30,000–$60,000 | 12–18 weeks |
| 3,550–4,000 kVA | 10–40.5 kV | $45,000–$90,000 | 14–20 weeks |
Add 15–30% for stainless-steel or high-corrosion enclosures, 10–20% for dry-type transformers, and $1,500–$5,000 for advanced relays, class 0.2s metering, and full SCADA. Prices are FOB indicative and vary with specification and region.
Top Brands & Price Comparison
| Бренд | Страна | Прочность | Indicative Price — 2,000 kVA (USD) |
|---|---|---|---|
| Schneider Electric | Франция | Integrated solutions, global service | $38,000–$60,000 |
| Сименс | Германия | Digital grid, utility references | $40,000–$65,000 |
| ABB / Hitachi Energy | Швейцария | Broad portfolio, strong solar references | $38,000–$62,000 |
| Sungrow / Huawei | Китай | Inverter + station packages | $32,000–$58,000 |
| Jiangsu Subian Electric Power | Китай | Chinese-style PV substations, IEC/GB certification, OEM | $16,000–$35,000 |
The major players in Europe and the makers of inverters join forces with local teams of support and compliance teams to make substations appealing for major bids. Jiangsu Subian Electric Power brings to the table the PV substation in full Chinese style with step-up transformers, MV/LV switchgear, grid code protection, and SCADA-ready metering at 40-55% of European prices, including factory-testing, certification in GB/T and IEC, and OEM customization. This combination of testing, density-integrated solutions, and price sustainability guarantees that Subian ranks high on the list of candidates for the tenders run by EPC industries that embrace various solar projects.
How to Specify and Buy
To get the appropriate output of your inverter AC, sum the AC inverter output(kVA) with 10 – 20% margin considering environmental derating factor.
To ensure a smooth project setup, check with utility company in advance the export voltage as well as connection point.
Decide transformer type – oil-immersed for open ground units and dry-type for limited space or fire sensitive locations.
Confirm with utility specifications of grid code – times for anti-islanding, ride-through and reactive power according to your country` laws.
Request for tests for complete unit operations in accordance with requirements provided in IEC 62271-202.
For underwater or especially important projects, ask for the relay coordination project in case you have more than 1 MW of power output.
Select the company based on evaluated operations cost of 25 years instead of cost incurred for getting the generator.
Confirm local resources and company support.
Часто задаваемые вопросы
What is a Chinese-style PV substation?
It is a factory-assembled MV/LV substation purpose-built for solar plants, developed for China’s high-volume domestic market and now exported. It integrates a step-up transformer (630–4,000 kVA), MV switchgear, LV inverter-side switchgear, grid-code protection, and metering in one IP54 enclosure per IEC 62271-202, often with the inverter station on the same skid.
How much does a Chinese-style PV substation cost?
Complete units range from $12,000–$25,000 (630–1,000 kVA) to $45,000–$90,000 (3,550–4,000 kVA). This is roughly 40–55% below European pricing for comparable scope. Stainless enclosures add 15–30%, dry-type transformers add 10–20%, and SCADA adds $1,500–$5,000. Prices are FOB indicative and vary by specification and region.
What tests should I require before accepting delivery?
Require transformer routine tests per IEC 60076 (ratio, winding resistance, losses, dielectric), switchgear mechanical and insulation tests, and the IEC 62271-202 complete-unit type tests — temperature rise with the enclosure fitted, short-circuit withstand, and internal arc. For export, add a factory test witness and pre-shipment inspection.
Is the Chinese-style design compliant with international standards?
Yes. The units are built to GB/T national standards and tested to IEC 62271-202, IEC 60076, and IEC 60529. Protection relays ship with grid-code settings configurable for EN 50549, IEEE 1547, or national codes, and metering meets class 0.5s/0.2s accuracy requirements.
How long is the lead time for a full delivery?
Standard ratings ship in 10–16 weeks; larger units (2,500–4,000 kVA) take 14–20 weeks. Because the Chinese-style design is standardized, production slots are shorter than bespoke European builds. Confirm slots in writing early, especially for multi-unit programs.
References
- IEC 62271-202 — Prefabricated substations — governing standard for complete-unit design and type testing.
- IEC 60076 series — Power transformers — base standard for the step-up transformer.
- IEC 60529 — IP Code — defines IP54/IP55 enclosure protection.
- IEEE 1547 — Interconnection of Distributed Energy Resources — North American grid interconnection requirements.
- IRENA — Renewable capacity statistics — data on global solar deployment and interconnection demand.
- U.S. DOE — Solar interconnection guidance — interconnection requirements for utility-scale solar.
- Jiangsu Subian Electric Power — official site — manufacturer and exporter of PV-specific substations.
Conclusion
The introduction of Subian’s facility-specific substations in the market represents a significant milestone on the way to the establishment of the supply of solar balance of plants. The new facility represents a fully certified delivery point for solar substations, whose essential components — transformers, switchgear, protection, and metering — are manufactured, tested, and delivered as standard equipment. This means that both project developers and contractors must keep their schedules and reduce costs with no compromise on the site quality.
The basic novelties include:
– New types of Chinese PV substations combine converter-connected transformers and LV, MV switchgear into one tested piece of equipment.
– Trailed devices must pass IEC 62271-202 tests and comply with the requirements of the grid code.
– Their price range varies from $12,000 to $90,000 depending on the rating, which is 40–55% lower than that of similar European equipment.
– It is important to compare the losses and total cost over 25 years and agree on delivery time in advance.
– Compare the brands — Schneider, Siemens, and ABB against approved manufacturers like Jiangsu Subian Electric Power.
For PV substation pricing, specifications, and export support, contact Jiangsu Subian Electric Power at www.subian-electric.com.