光伏电站箱式一体化综自系统的标准化应用

2015-02-11特变电工新疆新能源股份有限公司刘伟

太阳能 2015年10期

特变电工新疆新能源股份有限公司 ■ 刘伟

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目前，大型荒漠光伏电站数量日益激增，建设周期日益缩短，但项目现场施工环境极其恶劣，不仅对设计人员的设计周期提出较高要求，而且对施工队伍的人员素质及施工周期更有超乎想象的要求；同时，设备配套的土建工作也制约了施工周期的加快。随着光伏建设企业的激增，竞争日益激烈，在同等条件下，如何节省光伏电站的建设成本成为目前各大企业争相解决的问题。

在大型光伏电站建设过程中，尤其以综自设备电缆众多、接线复杂，对接线人员要求较高；同时，大型光伏电站建设地点偏僻、环境恶劣；而且施工时间多为秋冬季，很多情况都是在二次室未建好的情况下已开始施工，天气寒冷、施工时间较短，导致接线困难、接线精度难以保证。针对于此种情况，基于配送式、模块化、一体化设计思路的综自设备箱式一体化应运而生。将综自设备箱式一体化后，很大程度上减少了施工现场的作业，提高施工精度；工厂内设备安装环境优于现场，有效缩短安装周期[1]。

1 综自设备箱式一体化

综自设备箱式一体化是由舱体、二次设备屏柜、暖通、照明、消防、图像监控、环境监测等设备构成，其结构具有防火、保温、静载、吊装、抗震、应力、防腐及屏蔽等特性。作为一个整体或多个单体运输至现场。

舱体总体结合工程实际，合理选用材料、结构方案和构造措施，在运输、安装过程中满足强度、稳定性和刚度要求。舱体围护结构外侧应采用功能性、装饰性一体化的材料；内侧采用轻质高强、耐水防腐、阻燃隔热的材料；中间应采用不易燃烧、吸水率低、保温隔热效果好的材料。屋面为双坡屋面，与水平面的坡度不小于 5%；屋面板应采用轻质高强、耐腐蚀、防水性能好的材料；中间层应采用不易燃烧、吸水率低、密度和导热系数小，并有一定强度的保温材料。舱内设置空调、电暖器、风机等采暧通风设施，满足二次设备运行环境要求。舱体内所铺设地板宜采用陶瓷防静电活动地板，活动地板钢支架应固定于舱底，方便电缆的敷设与检修。舱体基础采用预埋镀锌钢管，配合接口舱沟槽，集中走线。

舱体内二次设备屏柜可采用两种布置方式：1)中间单列布置；2)双列靠墙布置。目前普遍应用于项目中的二次屏柜为前后开门的结构形式，前门一般采用单开玻璃门，后门为双开门，后门下方开有进气孔，屏柜顶部开有散热孔，用于屏柜内设备散热。当前接线、前显示式二次装置技术成熟时，宜采用双列靠墙布置方式。当采用双列靠墙布置方式时，使用前开门摇架式旋转柜，其结构为前开门，前门一般采用单开玻璃门，屏柜后面不开门，后下方开有进气孔，屏柜顶部开有散热孔，用于柜内设备散热。机箱与电器元件大部分集中安装在旋转摇架上，便于安装，并且旋开摇架即可进行检查、维修。

根据目前大型荒漠光伏电站的设备配置及发展情况，光伏荒漠电站在发展过程中更加规范，尤其是综自保护设备，35 kV及110 kV电压等级的综自设备虽然站点情况不同，但是配置的综自设备大同小异，布置格局及方式也没有差异[2]。因此在此基础上，综自设备的箱式一体化是将光伏并网发电系统所需的调度、计量、通讯、继电保护、220 V直流电源系统、视频监控系统、环境监测系统等设备集中安装在一个特制的箱体中，完成光伏发电系统的调度、计量、通讯、继电保护等功能。

同时，针对光伏发电系统的快速建站需求，将综自设备的电度表屏、绝缘监察装置、控制和信号装置、继电保护及自动装置、直流电源设备等集中在一个系统内，由厂家完成系统内部的所有接线，并且根据固定的屏柜布置方式完成接线、布线及端子排的标准化设计；柜内根据不同光伏电站的要求配有预留屏位，如果有特殊需要，可以在标准化的基础上增加装置[1]。结合光伏电站的建设规模，目前可以将光伏电站的电压等级分为35 kV及110 kV两个等级，依据此，综自设备箱式一体化标准化为35 kV及110 kV两种模式。在这两种模式下，几乎可以覆盖90%的大型光伏电站的综自配置，具备设备的通用性。

考虑到运输、采购及屏柜尺寸，根据《超限运输车辆行驶公路管理规定》和国际标准集装箱尺寸，舱体长度不宜超过13000 mm、宽度不宜超过2500 mm，所以项目主要选择以下3种类型的舱体：1) 20尺单舱，舱体尺寸为6200 mm ×2500 mm × 3133 mm；2) 30尺单舱，舱体尺寸为9200 mm × 2500 mm × 3133 mm；3) 40 尺单舱，舱体尺寸为 12200 mm ×2500 mm × 3133 mm。可根据项目的不同情况选择不同尺寸的舱体，并且可采用双舱的应用形式，将两个相同尺寸的舱体并排安装。

与传统现场建造的二次室相比，箱式一体化综自设备站具有多项优势：1)应用通用设计和设备，全面实现设备型式、回路接线、土建设计标准化，实现二次设备即插即用；2)采用工厂预制组合二次设备，最大限度实现厂内规模生产、集成调试，避免施工不正确造成的其他额外损失，省去二次设备单体调试时间及成本；3)采用通用设备基础，建筑物采用装配式结构，减少劳动力投入，提高施工效率，缩短施工周期。