预装式变电站在分布式光伏的应用

预装式变电站在分布式光伏的应用

李伟1,毛慧琳2,李帅飞1

1平高集团有限公司 河南省平顶山市 467001     2河南平高电气股份有限公司 河南省平顶山市467001

摘要：分布式光伏发电的收入由政府财政补贴支撑，国家对单瓦发电量的财政补贴逐年减少，为了实现光伏发电建设的最大成本效益，分布式光伏电站的建设必须缩短建设周期，同时保证发电的安全。预装式变电站是一个新的变电站，具有运行安全性高、维护和管理方便、外形美观、安装周期短、安装简单等特点，因此经过模块化和工厂集成调整后，可以在工地现场安装少量接线，从而缩短施工时间和土地。

关键词：预装式变电站；分布式光伏电站；结构；电气模块

分布式光伏预装式变电站是一个小型光伏电站，在一个小面积的闲置的场地运行，有短距离发电、快速转换和利用，并利用并网。由于土地条件相对宽松，得到国家政策支持的光伏预装式变电站越来越多，在电站建设和管理缺乏健全标准的情况下，以预装式变电站实施应用分布式光伏具有重要意义。

一、预装式变电站的概况简述

预制舱是由国家电网在标准配送式概念的基础上推出的户外智能变电站。预制舱舱体的使用已经成为智能变电站二次设备载体的重要一步。随着智能电网建设的加快，变电站建设的步伐比较缓慢。为了加快智能变电站的建设周期，国家电网公司提出了配电站的标准建设模式，通过标准化设计、工厂处理、装配和施工方案，实现了智能变电站(预制舱)的快速推广和应用。因此，全寿命概念和标准化设计的结合。预制舱是智能变电站新技术、材料和设备的集成应用，它由舱体、屏柜或机柜和舱体辅助组成。在厂区内，预制舱完成制造、装配、布线、调试等各种装配工作，在安装基础上全部运至项目施工现场。预制舱所有二次设备由厂家统一处理。因此，设计、二次布线、施工、调试等工作大大减少。同时，简化了后期维护工作，大大缩短了施工周期，为电网的快速建设提供了有效支持，国家电力公司对新一代变电站进行了研究。在设计工作的基础上，介绍了小型、模块化、工厂化和预装式变电站的设计原则和概念。变电站的提前安装是一种重要的通用型，已经应用于许多领域，对减少占用空间、缩短工期、提高运行可靠性的影响最大。因此，所建变电站能满足分布式光伏发电的要求，提高发电效率，缩短建设周期。制造商可以根据设备柜体实际需要调整一定的尺寸，以保证设备的正常运行。标准化是指预制舱的尺寸是集装箱的尺寸，为了符合标准装置，因此设备更容易正常工作和标准化。模块化是指分为公用设备、间隔设备、交直流电源、蓄电池预制舱等模块。根据电压水平，预制模块可分为若干子模块。预制构件是指机预制舱结构、内部设备之间的安装、连线、电缆、光缆等，并在工厂内完成所有设备的安装、布线和开发均在工厂进行，预制模块及其内部设备运至变电站现场，完成就位和通电且提高现场施工效率，缩短智能变电站的施工周期。

二、分布式光伏预装式变电站的组成结构

分布式光伏预装式变电站结构上分为发电和变电装置。发电装置的施工由设备安装工厂(包括组件和支架)根据施工方法和施工标准确定。相反，对于今天分布式光伏的变电装置，即使变电装置只有一次、二次设备，也没有统一的电力供应形式。

三、预装式变电站在分布式光伏的应用

1.应用.舱体结构。在预装式变电站中，分布式光伏中舱体结构的应用主要包括三个部分有舱体、墙体、顶棚。采用上述三种结构，大大提高了电厂的运行效率和发电效率。（1）骨架结构。首先，变电站使用的过长舱体长度，设备分布不均。因此，为了确保每个预制舱的安装和拆卸具有良好的机械强度和刚度，需要非常高的运输和装载设计要求。为了减少在这一过程中的变形，预装式变电站的舱体是一种常见的焊接与安装结构。在预装配电所中，由于预制舱中有许多通用设备，因此有必要确保所有屏柜安装水平面上，以提高安装精度。安装时必须考虑屏柜与地板的距离，安装时容易与地板产生相对摩擦。因此，舱体应采用槽钢底座进行垫高屏柜设备，以在一定程度上避免屏柜体和槽钢背面的直接接触，提高安装过程的精度。此外，垫高装置可以增加屏柜与地板之间的距离，避免与地板摩擦。（2）墙体施工。其次，舱体结构由三个要素组成：内部、保温和外部结构。舱体的墙总厚度为125 mm。内部和外部结构采用喷涂氟碳的铝合金钢制成，提高了舱体的耐腐蚀性和耐热性。在保温结构中，通常同时使用100厚的岩棉，为了降低舱体材料导热性，还用岩棉填充。（3）顶棚结构。最后，对于顶棚结构，225mm厚的设计，包括50mm厚的电缆夹层、100mm厚的龙骨高度和50mm厚的保温结构。舱体的顶棚有两层防水层，是钢板及外饰结构的密封层。外装饰结构的密封层往往采用特殊的幕墙密封技术，为结构提供了良好的防水性能，也具有一定的美观性。密封层钢板位于外部结构板的下层，以及密封层结构钢梁、舱体的钢与结构板之间的所有连接。施工中必须采用各种焊接工艺，有效避免沙眼以及漏焊结构缺陷。焊接所有板材时，必须使用结构胶溜平，以完全密封所有零件。

2.电气设计应用。（1）一次预制舱。分布式光伏施工时，一次预制舱可通过10kV母线接地。每个配电装置的配电柜开关应单独布置，输入输出线应以电缆形式配置，以确保输入输出线的分离。变电站采用50KVA干式变压器，确保变电站内所有开关回路的额定电流为1250A。一次预制舱的设计还考虑了发电、输电、各种电气设备的施工、变电站的消防等，以确保变电站施工的要求满足。（2）二次预制舱。预装式变电站施工中采用分布式光伏时，设计二次预制舱的屏柜一般采用传统的后接线形式。检修开关安装在屏柜和预制舱体衔接内。这种设计方法便于检修屏柜连接的维护。在实际使用过程中，由于转动，接线出现脱落。值得注意的是，预制舱体中的检修开关过多会导致预制舱体密封和存放不良。因此，应根据实际情况适当调整需要维修的检修开关数量。规划方案应根据实际屏柜数量进行适当选择，以有效利用预制舱体内的空间，二次预制舱可放置双列靠墙的屏柜地方。（3）SVG预制舱。一般来说，光伏生产项目可能会产生相当大的感性负载，导致整个电力系统的功率下降和电网电压波动，严重影响供电的平稳运行。因此，变电站可以通过将系统信号设备连接到电网来容纳SVG预制构件。所有设备，包括功率柜、电抗器、控制柜、操作区、通风等，都在一定程度上提高了设备的安全性。

简而言之，通过分析分布式光伏电站的组成，预装式的变电站特点，然后介绍了预装式变电站在施工过程中的预装舱设计和电气设计。分布式的变电装置通过预制舱模块，减少了施工过程中各种设备的安装工作量，不仅缩短了施工时间，而且节省了面积，提高了电站的运行安全性，促进了分布式光伏能源的发展。

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