預裝式變電站在分布式光伏的應用

袁煜杰　崔世輝　王琨

【摘 要】預裝式變電站屬于一種新型的變電設備，由于其具備運行可靠性較高、便于維護和管理、造型美觀、安裝周期短、安裝流程簡單等特點，在工廠內模塊化集成調試后，運達施工現場，少量場區接線既可投入運行，減少了建設工期和土地。本文介紹了分布式光伏電站建設現狀及組成，分析了預裝式變電站建設特點，結合工程實例，闡述了變電站三個模塊預制艙的結構、電氣設計布置方案。

【關鍵詞】預裝式變電站；分布式光伏電站；結構；電氣模塊

中圖分類號： TM63 文獻標識碼： 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較小的光伏電站，具有就近發電、并網、轉換、使用的特點。由于國家政策支持，且分布式光伏電站建設選址條件寬松，近三年有爆發式增長，但相關的規劃、設計、施工、管理等標準、規范不健全。

由于分布式光伏發電收益受國家財政補貼支持，且單瓦發電量國家財政補貼呈逐年降低趨勢，為爭取光伏電站建設最大成本收益，故需要分布式光伏電站建設既要保證發電量，又要建設周期短。分布式光伏電站由發電部分和變電部分組成，發電部分建設是安裝廠家成品的組件、支架等，此部分設計施工已趨于規范化；變電部分是安裝一次設備（變壓器、斷路器等）、二次設備（測量表計、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一的設計、施工標準。

1 預裝式變電站建設特點

今年來，國家電網公司開展了新一代變電站的研究與設計工作，提出了緊湊型、模塊化、工廠化、預裝式等變電站設計原理理念。預裝式變電站作為重要推廣類型，已經在很多領域內應用，其減少占地、縮短工期、運行可靠方面效果最為顯著。因此預裝式變電站符合分布式光伏建設需求，并能保證發電效率和縮短工期。

根據國家電網公司規定：分布式光伏電站應在10kV及以下電壓等級接入電網，且單個并網點總裝機容量小于6WM。本文結合某2.3WM光伏項目，對10kV預裝式變電站在分布式光伏領域的設計進行介紹。

2 預裝式變電站結構設計

2.1 艙體骨架結構

由于艙體長度較長，且設備分布不均勻，故對運輸和裝卸要求較高，為保證預制艙在裝卸時具有足夠的機械強度和剛度，減小變形，艙體骨架采用焊裝一體式結構，全部采用碳鋼型材制作?？蚣芙Y構如圖2-1所示：

由于預制艙內集成屏柜設備較多，為保證屏柜安裝精度，使其均在同一水平面上，同時考慮設備柜門距地面較近，易與地板產生摩擦，所以艙體采用增加槽鋼底座的方式將設備墊高，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 艙體墻體結構

艙體墻體共由3部分組成，為內飾層、保溫層和外飾層等，總厚度為125mm，其中外飾層和內飾層均由鋁合金板折彎而成，同時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，同時為減少艙體型材的換熱，艙體型材內部也均采用巖棉填充。墻體結構如圖2-2所示：

2.3 艙體頂棚結構

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，還增加美觀性；鋼板密封層位于外飾板下層，其與鋼結構主梁以及板與板之間的拼接縫均采用滿焊工藝，同時為避免沙眼、漏焊等，鋼板滿焊后均采用結構膠溜平，保證100%密封。屋頂結構如圖2-3所示：

3 預裝式變電站電氣設計

3.1 一次預制艙設計

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

3.2 二次預制艙設計

屏柜采用常規后接線，屏柜緊貼預制艙體設置檢修門，此種屏柜接線方式接線檢修方便，不會因轉動導致接線松脫的問題，但是艙體檢修門多，使得預制艙整體密封性能差。平面布置應根據屏柜數量選擇，為節約預制艙面積，本二次預制艙內屏柜布置方式為雙列靠墻，其布置方式參見3-2圖。

3.3 SVG預裝艙設計

光伏項目發電帶有大量感性負荷，造成系統功率數過低，引起電網壓波動，影響帶載設備的安全運行，因此項目根據電網接入系統報告，電站需要配備SVG成套設備，設計的SVG預制箱分為控制柜部分、功率柜部分、電抗器部分、風道部分、操作區域，其布置方式參見3-3圖。

4 結語

本文介紹了分布式光伏電站建設現狀及組成部分，分析了預裝式變電站建設特征，結合工程實例，闡述了預裝艙骨架、墻體、頂棚結構設計要點，提出了將預裝式變電分為一次、二次、SVG三個預制艙模塊，及各模塊電氣組成部分和平面布置。分布式光伏項目變電部分采用模塊化預制艙，是的施工現場變電設備之間連線工作大量減少，既縮短了建設工期，又減少了建設用地，電站運行安全可靠，將推動分布式光伏行業更快的發展。

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