电路电缆以及光伏发电一体化系统及设计方法技术方案

本发明专利技术涉及电路电缆以及光伏发电一体化系统及设计方法，系统包括电力电缆线路子系统和光伏发电子系统；电力电缆线路子系统，包括电力电缆线路，用于输送高压电力；光伏发电子系统，设置于所述电力电缆线路子系统上方的电力电缆线路子系统保护区范围内，用于利用所述电力电缆线路子系统上方的空间进行光伏发电，所述光伏发电子系统在发电过程中进行状态调整，为所述电力电缆线路子系统提供检修空间。本发明专利技术提供的技术方案，满足太阳能发电和高压电力输送的需求，充分利用电力电缆线路子系统保护区用地，且光伏阵列模块采用了滑动开合式光伏组件，光伏电池板的设置不影响地下电缆开挖或揭盖检修维护操作。挖或揭盖检修维护操作。挖或揭盖检修维护操作。

【技术实现步骤摘要】
电路电缆以及光伏发电一体化系统及设计方法


[0001]本专利技术涉及电路电缆及光伏发电的
，具体涉及电路电缆以及光伏发电一体化系统及设计方法。

技术介绍

[0002]电力电缆线路是采用电缆输送电力的输电和配电线路。一般敷设在地下或水下，也有架空敷设的配电电缆线路。电力电缆线路具有的特定是占用地面和空间少，受气候和周围条件的影响小，供电可靠安全性高简单方便；维护费用低；市容整齐美观。
[0003]基于以上电力电缆线路的特点，适宜采用电缆线路供电的情况如下：(1)依据城市规划，繁华地区、重要地段、主要道路、高层建筑区及对市容环境有特殊要求的地方；(2)一些发电厂，变电所特别是水电站，由于地形、环境和建筑的限制，使得进出线走廊拥挤，或者架空线方案难于实施，因此只得采用电力电缆线路作为进出线或电站内部的联络线路；(3)架空线路和线路导线通过严重腐蚀地段在技术上难以解决时；(4)供电可靠性要求较高或重要负荷用户地区；(5)重点风景旅游区；(6)沿海地区易受热带风暴侵袭的主要城市的重要供电区域；(7)电网结构或运行安全需要的地方，如负荷密度高的市中心区等。
[0004]根据《电力设施保护条例》，电力电缆线路保护区:地下电缆为电缆线路地面标桩两侧各0.75米所形成的两平行线内的区域；海底电缆一般为线路两侧各2海里(港内为两侧各100米)，江河电缆一般不小于线路两侧各100米(中、小河流一般不小于各50米)所形成的两平行线内的水域。任何单位或个人在电力电缆线路保护区内，必须遵守下列规定:(一)不得在地下电缆保护区内堆放垃圾、矿渣、易燃物、易爆物，倾倒酸、碱、盐及其他有害化学物品，兴建建筑物、构筑物或种植树木、竹子；(二)不得在海底电缆保护区内抛锚、拖锚；(三)不得在江河电缆保护区内抛锚、拖锚、炸鱼、挖沙。
[0005]针对地下电缆，电缆敷设方式选择应视工程条件、环境特点和电缆类型、数量等因素，以及满足运行可靠、便于维护和技术经济合理的要求选择。目前常用的敷设方式为电缆直埋敷设、电缆穿管敷设、浅槽敷设、电缆沟敷设和电缆隧道敷设等。电缆隧道运维效果最为良好，大大降低了重复投资和反复开挖路面的现象，但初期投资巨大，相比较而言，直埋敷设和电缆沟敷设则是属于经济型的敷设方式，但当遇到电缆故障，采用测试仪测出故障点后，对于直埋敷设需要重新开挖检修，对于电缆沟敷设需要揭开电缆沟盖板进行检修维护。且针对直埋敷设，《电力工程电缆设计标准》(GB 50217
‑
2018)规定了电缆与电缆、管道、道路、构筑物等之间允许最小距离：电缆与建筑物基础最小0.6m间距；电缆与道路边最小1.0m间距；电缆与排水沟最小1.0m间距；电缆与树木的主干0.7m间距等。故而目前直埋敷设和电缆沟敷设方式的电缆上方地面极少开发利用，那么能否在不影响地下电缆检修维护的情况下布置分布式光伏，值得研究，下表1为电缆与电缆、管道、道路、构筑物之间允许最小距离。
[0006][0007]注：
①
用隔板分隔或电缆穿管时不得小于0.25m；
[0008]②
用隔板分隔或电缆穿管时不得小于0.1m；
[0009]③
特殊情况时，减少值不得大于50%。
[0010]近年来，我国风电、光伏发电持续快速发展，技术水平不断提升，成本显著降低，开发建设质量和消纳利用明显改善。因此在能源供给侧，进一步提升风力、光伏等新能源的占比是当前电力行业发展的迫切任务，到2030年风电、太阳能发电总装机容量将至少达到12亿千瓦以上。然而一个大型风力或光伏发电基地的建设，土地资源消耗巨大，目前来看，西部广大的戈壁、荒滩、沙漠具备开发大型风电和光伏的潜力，而中东部由于本身用地紧张，因此新能源的建设用地从哪里来，成为中东部地区实现“3060双碳”目标的关键所在。
[0011]光伏电站是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。因需要接受阳光才能获得发电量，因此建设光伏电站的主要用地在于其光伏组件的布置，1MW的光伏电站仅光伏组件用地面积大约需要20亩，大型的光伏电站动辄需要上千亩的土地。
[0012]相关技术中，通常采用建筑一体化的开发模式进行光伏发电的开发，即将光伏组件布置在建筑的屋顶上，利用屋顶资源节约光伏组件的用地面积。但是，由于屋顶资源规模有限，且利用受限制，上述方法仍会使光伏电站占用较多的土地资源。
[0013]目前，光伏电站和电力电缆线路的结合主要集中在电缆沟盖板，将光伏组件和电缆沟盖板设计为一体化装置平铺覆盖在电缆沟上方，其缺点为平铺组件容易积灰，积灰可能造成10％甚至30％的发电量损失；清洗不方便，积水不易流出，可能无法靠自然降雨来去除积灰；现有专利集中在电力电缆的电缆沟敷设方式，针对电缆直埋敷设、浅槽敷设等未有涉及；现有专利未充分利用电力电缆线路保护区(地下电缆为电缆线路地面标桩两侧各
0.75米所形成的两平行线内的区域)。
[0014]因此若电力电缆线路和光伏发电进行一体化设计，一方面可以满足正常的输电需求，不影响地下电缆的检修维护，另外一方面为光伏电站的建设提供了闲置的土地资源，可以有效的助力国家的双碳目标。

技术实现思路

[0015]本申请提供电路电缆以及光伏发电一体化系统及设计方法，以至少解决相关技术中光伏电站占用较多的土地资源、未充分利用电力电缆线路子系统保护区的问题。
[0016]本申请第一方面实施例提出电路电缆以及光伏发电一体化系统，包括：电力电缆线路子系统和光伏发电子系统；
[0017]所述电力电缆线路子系统，包括电力电缆线路，用于输送高压电力；
[0018]所述光伏发电子系统，设置于所述电力电缆线路子系统上方的电力电缆线路子系统保护区范围内，用于利用所述电力电缆线路子系统上方的空间进行光伏发电，所述光伏发电子系统在发电过程中进行状态调整，为所述电力电缆线路子系统提供检修空间。
[0019]本申请第二方面实施例提出电路电缆以及光伏发电一体化设计方法，所述方法包括：
[0020]将所述光伏发电子系统布置在电力电缆线路子系统的保护区范围内且所述光伏发电子系统位于所述电力电缆线路子系统的上方；
[0021]通过电力电缆线路子系统进行高压电力的输送；
[0022]通过所述光伏发电子系统进行光伏发电，并将生成的电能输出至配电网络和储存在光伏发电子系统内部。
[0023]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
[0024]本专利技术提供的电路电缆以及光伏发电一体化系统及设计方法，所述系统包括：电力电缆线路子系统和光伏发电子系统；电力电缆线路子系统，包括电力电缆线路，用于输送高压电力；光伏发电子系统，设置于所述电力电缆线路子系统上方的电力电缆线路子系统保护区范围内，用于利用所述电力电缆线路子系统上方的空间进行光伏发电，所述光伏发电子系统在发电过程中进行状态调整，为所述电力电缆线路子系统提供检修空间。本专利技术提供的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电路电缆以及光伏发电一体化系统，其特征在于，所述系统包括：电力电缆线路子系统和光伏发电子系统；所述电力电缆线路子系统，包括电力电缆线路，用于输送高压电力；所述光伏发电子系统，设置于所述电力电缆线路子系统上方的电力电缆线路子系统保护区范围内，用于利用所述电力电缆线路子系统上方的空间进行光伏发电，所述光伏发电子系统在发电过程中进行状态调整，为所述电力电缆线路子系统提供检修空间。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电力电缆线路子系统包括：电缆本体、电缆中间接头、电缆终端接头、电缆夹具；所述电缆本体，用于传输和分配电能；所述电缆中间接头设置于两个电缆本体之间，用于将两个电缆进行连接，并保证两个电缆本体连接处的绝缘等级；所述电缆终端接头设置在位于电力电缆线路的两端的电缆本体端部，用于与电器设备进行连接；所述电缆夹具套设在多个电缆本体上，用于对多个电缆本体进行安装固定。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电力电缆线路子系统设置方式包括：电缆沟敷设方式、直埋敷设方式和浅槽敷设方式；当所述电力电缆线路子系统采用电缆沟敷设方式时，所述电力电缆线路子系统包括电缆沟，所述电力电缆线路子系统设置在电缆沟内；当所述电力电缆线路子系统采用直埋敷设时，所述电力电缆线路子系统直埋在地面下；当所述电力电缆线路子系统采用浅槽敷设时，所述电力电缆线路子系统包括电缆槽，所述电缆槽敷设在事先预制好的混凝土电缆槽内，所述电力电缆线路子系统设置在电缆槽内。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光伏发电子系统包括：光伏阵列模块、光伏升压式变电站以及储能电池箱；所述光伏阵列模块输出端与光伏升压式变电站的输入端相连，用于进行光伏发电并将光伏发电获得的电能传输至光伏升压式变电站；所述光伏升压式变电站输出端与配电网络以及储能电池箱的输入端相连，用于将光伏阵列模块输出的电能进行升压并且对光伏发电子系统进行补偿、保护、调度和控制，所述光伏升压式变电站将升压后的电能传输至配电网络以及储能电池箱；所述储能电池箱，用于将光伏升压式变电站输送至配电网络使用后剩余部分电力进行储存。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述光伏阵列模块包括多个光伏组件安装固定结构、多个滑动开合式光伏组件和逆变器；所述光伏组件安装固定结构设置在电力电缆线路子系统的保护区范围内，利用了电力电缆线路子系统保护区范围内的空间，用于对多个光伏组件进行安装和固定；多个所述滑动开合式光伏组件串联为滑动开合式光伏组件列，多个滑动开合式光伏组件列的输出端与逆变器的输入端相连，用于利用太阳能获得直流电并将直流电输送至逆变器内；
所述逆变器的输出端与光伏升压式变电站的输入端相连，用于将从多列滑动开合式光伏组件输入的直流电变为交流电并将交流电输送至光伏升压式变电站内；所述滑动开合式光伏组件包括：光伏电池板。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述光伏组件安装固定结构包括：光伏支撑架、第一滑道、第二滑道、第一滑块、第二滑块、第一连接件和第二连接件、第一滑道支撑架、第二滑道支撑架、第一立柱、第二立柱、第一立柱基础和第二立柱基础；所述第一立柱基础和第二立柱基础分别设置于所述电力电缆线路子系统保护区两侧且第一立柱基础和第二立柱基础对应设置，用于安装整个滑动开合式光伏组件安装固定结构；所述第一立柱固定设置在第一立柱基础上且第一立柱上沿高度方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：许利伟，蒋陶宁，陈楠，高平平，李宇航，谢龙至，罗栋梁，赵晓慧，刘洋，张谦，孙鹏，王先乐，王佳鹏，赵翔，潘京，孔令慈，付杰，李立婧，张晴，杨思宁，夏璐，汪浩博，黄山，亓帅，
申请(专利权)人：国核电力规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：