預(yù)裝式變電站在分布式光伏的應(yīng)用

袁煜杰　崔世輝　王琨

【摘 要】預(yù)裝式變電站屬于一種新型的變電設(shè)備，由于其具備運(yùn)行可靠性較高、便于維護(hù)和管理、造型美觀、安裝周期短、安裝流程簡單等特點(diǎn)，在工廠內(nèi)模塊化集成調(diào)試后，運(yùn)達(dá)施工現(xiàn)場，少量場區(qū)接線既可投入運(yùn)行，減少了建設(shè)工期和土地。本文介紹了分布式光伏電站建設(shè)現(xiàn)狀及組成，分析了預(yù)裝式變電站建設(shè)特點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)例，闡述了變電站三個(gè)模塊預(yù)制艙的結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)計(jì)布置方案。

【關(guān)鍵詞】預(yù)裝式變電站；分布式光伏電站；結(jié)構(gòu)；電氣模塊

中圖分類號： TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）34-0106-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.34.043

Application of Preinstalled Substation in Distributed Photovoltaic

YUAN Yu-jie CUI Shi-hui WANG Kun

（Pinggao Group CO.LTD，Henan Pingdingshan 467000，China）

【Abstract】Preinstalled type substation belongs to a new type of substation equipment，due to its high reliability， easy to maintain and manage，beautiful modelling，short installation period，simple installation process and so on，modular integration within the plant after debugging，to the construction site，a small amount of ground connection can be put into operation，reduce the construction time limit for a project and the earth.This paper introduces the construction status and composition of distributed photovoltaic power station，analyzes the construction characteristics of pre-installed substation， and expounds the structure and electrical design layout scheme of the three modules prefabricated modules of substation combined with engineering examples.

【Key words】Preinstalled substation；Distributed photovoltaic power station；Structure；Electrical module

0 前言

分布式光伏電站，是利用面積較小閑置場地建設(shè)較小的光伏電站，具有就近發(fā)電、并網(wǎng)、轉(zhuǎn)換、使用的特點(diǎn)。由于國家政策支持，且分布式光伏電站建設(shè)選址條件寬松，近三年有爆發(fā)式增長，但相關(guān)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理等標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范不健全。

由于分布式光伏發(fā)電收益受國家財(cái)政補(bǔ)貼支持，且單瓦發(fā)電量國家財(cái)政補(bǔ)貼呈逐年降低趨勢，為爭取光伏電站建設(shè)最大成本收益，故需要分布式光伏電站建設(shè)既要保證發(fā)電量，又要建設(shè)周期短。分布式光伏電站由發(fā)電部分和變電部分組成，發(fā)電部分建設(shè)是安裝廠家成品的組件、支架等，此部分設(shè)計(jì)施工已趨于規(guī)范化；變電部分是安裝一次設(shè)備（變壓器、斷路器等）、二次設(shè)備（測量表計(jì)、控制和信號裝置等），但目前對于分布式光伏變電部分還沒有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)、施工標(biāo)準(zhǔn)。

1 預(yù)裝式變電站建設(shè)特點(diǎn)

今年來，國家電網(wǎng)公司開展了新一代變電站的研究與設(shè)計(jì)工作，提出了緊湊型、模塊化、工廠化、預(yù)裝式等變電站設(shè)計(jì)原理理念。預(yù)裝式變電站作為重要推廣類型，已經(jīng)在很多領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用，其減少占地、縮短工期、運(yùn)行可靠方面效果最為顯著。因此預(yù)裝式變電站符合分布式光伏建設(shè)需求，并能保證發(fā)電效率和縮短工期。

根據(jù)國家電網(wǎng)公司規(guī)定：分布式光伏電站應(yīng)在10kV及以下電壓等級接入電網(wǎng)，且單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)總裝機(jī)容量小于6WM。本文結(jié)合某2.3WM光伏項(xiàng)目，對10kV預(yù)裝式變電站在分布式光伏領(lǐng)域的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。

2 預(yù)裝式變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 艙體骨架結(jié)構(gòu)

由于艙體長度較長，且設(shè)備分布不均勻，故對運(yùn)輸和裝卸要求較高，為保證預(yù)制艙在裝卸時(shí)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，減小變形，艙體骨架采用焊裝一體式結(jié)構(gòu)，全部采用碳鋼型材制作?？蚣芙Y(jié)構(gòu)如圖2-1所示：

由于預(yù)制艙內(nèi)集成屏柜設(shè)備較多，為保證屏柜安裝精度，使其均在同一水平面上，同時(shí)考慮設(shè)備柜門距地面較近，易與地板產(chǎn)生摩擦，所以艙體采用增加槽鋼底座的方式將設(shè)備墊高，一方面使柜體與槽鋼背面直接接觸，保證精度，另一方面可增加柜門與地面的距離，避免與地板摩擦。

2.2 艙體墻體結(jié)構(gòu)

艙體墻體共由3部分組成，為內(nèi)飾層、保溫層和外飾層等，總厚度為125mm，其中外飾層和內(nèi)飾層均由鋁合金板折彎而成，同時(shí)表面采用氟碳噴涂的方式增加艙體防腐耐候性。保溫層采用100厚巖棉，同時(shí)為減少艙體型材的換熱，艙體型材內(nèi)部也均采用巖棉填充。墻體結(jié)構(gòu)如圖2-2所示：

2.3 艙體頂棚結(jié)構(gòu)

艙體頂部總厚度為225mm，其中電纜夾層高度為50mm，龍骨高度為100mm，保溫層厚度為50mm。艙體頂部防水密封層共有2層，分別為鋼板密封層和外飾板密封層，外飾板密封層采用專用幕墻密封工藝，在保證密封性能的同時(shí)，還增加美觀性；鋼板密封層位于外飾板下層，其與鋼結(jié)構(gòu)主梁以及板與板之間的拼接縫均采用滿焊工藝，同時(shí)為避免沙眼、漏焊等，鋼板滿焊后均采用結(jié)構(gòu)膠溜平，保證100%密封。屋頂結(jié)構(gòu)如圖2-3所示：

3 預(yù)裝式變電站電氣設(shè)計(jì)

3.1 一次預(yù)制艙設(shè)計(jì)

10kV母線采用分段接線，配電裝置開關(guān)柜單列布置，進(jìn)出線采用電纜方式，進(jìn)出線各一回。站用變采用1臺(tái)50KVA干式變壓器，所用開關(guān)柜回路額定電流為1250。綜合考慮生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、消防等方面的要求，一次預(yù)制艙平面布置圖如圖3-1所示：

3.2 二次預(yù)制艙設(shè)計(jì)

屏柜采用常規(guī)后接線，屏柜緊貼預(yù)制艙體設(shè)置檢修門，此種屏柜接線方式接線檢修方便，不會(huì)因轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致接線松脫的問題，但是艙體檢修門多，使得預(yù)制艙整體密封性能差。平面布置應(yīng)根據(jù)屏柜數(shù)量選擇，為節(jié)約預(yù)制艙面積，本二次預(yù)制艙內(nèi)屏柜布置方式為雙列靠墻，其布置方式參見3-2圖。

3.3 SVG預(yù)裝艙設(shè)計(jì)

光伏項(xiàng)目發(fā)電帶有大量感性負(fù)荷，造成系統(tǒng)功率數(shù)過低，引起電網(wǎng)壓波動(dòng)，影響帶載設(shè)備的安全運(yùn)行，因此項(xiàng)目根據(jù)電網(wǎng)接入系統(tǒng)報(bào)告，電站需要配備SVG成套設(shè)備，設(shè)計(jì)的SVG預(yù)制箱分為控制柜部分、功率柜部分、電抗器部分、風(fēng)道部分、操作區(qū)域，其布置方式參見3-3圖。

4 結(jié)語

本文介紹了分布式光伏電站建設(shè)現(xiàn)狀及組成部分，分析了預(yù)裝式變電站建設(shè)特征，結(jié)合工程實(shí)例，闡述了預(yù)裝艙骨架、墻體、頂棚結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提出了將預(yù)裝式變電分為一次、二次、SVG三個(gè)預(yù)制艙模塊，及各模塊電氣組成部分和平面布置。分布式光伏項(xiàng)目變電部分采用模塊化預(yù)制艙，是的施工現(xiàn)場變電設(shè)備之間連線工作大量減少，既縮短了建設(shè)工期，又減少了建設(shè)用地，電站運(yùn)行安全可靠，將推動(dòng)分布式光伏行業(yè)更快的發(fā)展。

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