渔光互补光伏电站场区接地网设计及施工.doc

渔光互补光伏电站场区接地网设计及施工 1.中广核新能源安徽有限公司，安徽 合肥230093；2.合肥工业大学，安徽合肥230009 摘要：随着光伏发电产业在我国的不断发展进步，目前光伏场区已由陆上逐渐扩展到水域。我国中、东部拥有大面积的水面资源，水系发达，在养殖水面上建设光伏系统，形成“上可发电、下可养鱼”的创新发展模式，既能充分利用空间、节约土地资源，又能利用光伏发电站调节养殖环境，增加农民收入。为了推动渔光互补光伏系统的发展，给渔光互补光伏系统的规划起到引导、示范作用。 关键词：光伏；渔光互补；接地网；关键技术 1概述 1.1 选题背景 渔光互补光伏发电系统主要部分都是露天的且占据面积大，存在受直接或间接雷击危害风险。为了避免雷击对光伏发电系统的损害，就需要设置防雷接地系统进行保护。 渔光互补光伏电站项目主要包括以下接地系统：①组件及支架系统；②组串式逆变器或汇流箱；③箱逆变一体机或箱变；④电缆桥架系统；⑤升压站。为保证防雷接地效果，在电站的全寿命周期内，接地导体焊接处等需定期做防腐处理，后期运维工作量大。 目前光伏发电已逐步进入平价上网时代，工程单位兆瓦投资额亦随之不断下调。对于工程参建各方，均需要在满足相关规程规范的前提下，探索从设计、施工等维度合理优化，以降低工程造价。 综上，渔光互补光伏电站项目需要对场区接地关键技术进行研究，在满足规程规范前提下，节省投资、减少施工及运维工作量、保护生态环境。 1.2 雷电对光伏电站的危害和原因 雷电对光伏电站的危害方式有直击雷、雷电感应和雷电波侵入三种。 带电积云与地面目标之间的强烈放电称为直击雷。直击雷只有雷击率的10%左右，危害范围一般较小。直击雷的电压峰值通常可达几万伏以上，电流峰值可达几十千安培以上，破坏性很强的原因是雷云所蕴藏的能量在极短的时间就释放出来，瞬问功率十分巨大。光伏组件安装在室外，当雷电发生时光伏组件很容易受到直击雷的破坏。 感应雷是指当雷云来临时地面上的一切物体因静电感应，聚集大量与雷电极性相反束缚电荷，在雷云对地或对另一雷云闪击放电后，云中的电荷就变成了自由电荷，从而产生很高感应电压，过电压幅值达几十万伏，从而引起火灾、爆炸、危及人身安全或对供电系统造成危害。感应雷没有直击雷那么猛烈，但发生几率比直击雷高得多。而且感应雷的过电压可以通过电源线、馈线，输出电缆等传输得很远，使影响范围扩大，光伏电站机房内逆变器等电气设备遭受雷击而造成损坏的主要原因就是感应雷。 2渔光互补光伏电站接地相关规范解析 由于光伏行业发展十分迅猛，目前尚无专门针对水上光伏电站接地规范，而相关规范要求各异，造成现行设计方案多样化，而不同设计方案技术经济性水平差异大。 2.1 规范解析 根据GB/T32512-2016《光伏发电站防雷技术要求》5.2.1.1光伏方阵电气线路应采取防雷击电磁脉冲和闪电电涌侵入措施；5.2.1.2光伏方阵金属部件应与防雷装置进行等电位连接并接地；5.2.1.5 地面光伏发电站光伏方阵接地装置工频接地电阻不宜大于10Ω，高电阻地区（电阻率大于2000Ωm）最大值应不高于30Ω； 光伏方阵接地网外缘应闭合，光伏方阵每排支架应至少在两端接地。上述规定是对光伏方阵防雷接地做出的要求，即防雷接地电阻不宜大于10Ω。 根据GB50797-2012《光伏发电站设计规范》，8.8.3光伏方阵场地内应设置接地网，接地网除应采用人工接地极外，还应充分利用支架基础的金属构件；8.8.4光伏方阵接地应连续、可靠，接地电阻应小于4Ω。 根据GB50797《光伏发电站设计规范》征求意见稿，9.10.8对水上光伏电站，不应将雷电流直接释放至水中。可根据实际情况采取接地体沿桩基内埋设至水下，或沿电缆敷设通道、人员巡视通道引至岸边接地，也可在水体中接地体采用绝缘套管等措施来避免将雷电流直接释放至水中。例如，对于PHC管桩等基础型式，可利用其内部钢筋作为接地体以释放故障电流。 根据T/CPIA 0017-2019《水上光伏发电系统设计规范》，8.6.1 桩柱一体式光伏发电系统，排水施工时应在土壤中设置接地干线和垂直接地极；水上作业施工时宜沿支架设置接地干线，垂直接地极宜埋设进入土壤中。8.6.5 接地电阻应小于 4Ω。8.6.6 电气设备应可靠接地，有边框的组件之间应采用多股软导线相接，也可通过双刺垫片连接至支架系统，并接至接地干线。 根据IEC 62738-2018《Ground-mounted photovoltaic power plants- Design guidelines and recommendations》，组件支架间要做等电位接地连接。 2.2 结论 根据上述对不同规范的分析理解，关于渔光互补光伏电站接地，可以得出以下结论： 2.2.1渔光互补电站光伏方阵的防雷冲击接地