分布式光伏项目一二次设备组合预制舱方案探讨及应用

分布式光伏项目一二次设备组合预制舱方案探讨及应用摘要：本文通过分析预制舱的特点和分类，提出了实现分布式光伏项目一二次组合预制舱的思路，并结合可实施的技术手段甄选了布局优化方案。通过合理的舱内设备布局实现了更加高效可靠的分布式一二次设备组合预制舱的解决方案，并在实践中初步验证了其有效性。关键词：分布式光伏;一二次设备;组合舱;合理布局Discussionandapplicationofpre-castingschemeforprimaryandsecondaryequipmentcombinationofdistributedphotovoltaicprojectSummary：Basedontheanalysisofthecharacteristicsandclassificationofprefabricatedcabins,thispaperproposestheideaofrealizingtheprimaryandsecondaryequipmentcombinedprefabricationofdistributedphotovoltaicprojects,andselectsthelayoutoptimizationschemeincombinationwiththeimplementabletechnicalmeans.Amoreefficientandreliabledistributedprimaryandsecondaryequipmentcombinationprefabricationsolutionwasrealizedthroughreasonableincabinequipmentlayout,anditseffectivenesswaspreliminarilyverifiedinpractice.Keyword:Distributedphotovoltaic;Primaryandsecondaryequipment;Combinationcabin;Reasonablelayout引言当前，光伏发电已成为我国清洁能源产业发展的战略方向。我国光伏产业近来发展迅速，年均新增装机量持续上扬。分布式光伏成为能源转型的核心方向之一。随着光伏发电技术应用水平提升，就算是装机容量很小的项目，分布式光伏也可根据布局方案，实现高效精准的最优设计，从而进一步增大了分布式光伏的发展空间。目前，电气一二次设备组合预制舱技术是分布式光伏项目建设过程中一个重要的组成部分，预制舱采用工厂预制形式，舱内接线及单体设备调试均在工厂内完成，一二次设备最大程度实现工厂内规模生产、集成调试，大大减少现场接线和调试工作量，简化检修维护过程，大大缩短建设周期，提高建设效率【1】。一二次设备组合预制舱为分布式光伏项目的建设提供了一种全新的模式，但是针对一二次设备组合预制舱目前还未有统一的标准规范，因此如何设计一种安装简便灵活、运维智能便捷、高效节资环保的预制舱是一个亟需研究的问题。1预制舱尺寸和分类预制舱舱体常用的标准尺寸有以下3种：I型舱：外型尺寸（高*宽*长）为3200mm*2800mm*6200mm；II型舱：外型尺寸（高*宽*长）为3200mm*2800mm*9200mm；III型舱：外型尺寸（高*宽*长）为3200mm*2800mm*12200mm°【2】图1I型预制舱的尺寸图2II型预制舱的尺寸图3III型预制舱的尺寸以上三种常规的预制舱主要应用于国网110kV-750kV智能变电站新建工程，采用预制舱能有效缩短变电站土建施工周期，减少现场施工、调试的工作量，缩短投运时间。但是由于舱体的尺寸较大，导致土地利用率不足。因此，在分析、总结了在过去变电站建设过程中预制舱的使用情况，结合分布式光伏项目中土地资源匮乏的特点，本篇论文提出了一二次设备组合预制舱的方案。2分布式光伏项目一二次组合预制舱一二次组合预制舱的定义一二次设备组合预制舱是指，通过合理的组合，将多个预制舱拼接成一个能够容纳多个电压等级一次设备和二次及通信设备的综合性舱体。组合式综合预制舱的舱内可根据需要配置消防、安防、暖通、照明、通信等辅助设施，并在工厂内完成相关配线、调试等工作。其内部环境满足分布式光伏项目一、二次设备运行条件及运行调试人员现场作业的要求。一二次组合预制舱的优点一二次设备组合预制舱把标准预制舱的优点和钢结构建筑物及传统建筑物的优点相结合，在保证"标准化设计、工厂化加工、模块化建设、机械化施工〃等建设原则的情况下，提高了分布式光伏项目的场地紧凑度，大大提高土地的利用率。一二次组合预制舱与标准预制舱对比一二次设备组合预制舱内部分为二次室、10kV高压室。其中二次室长1250mm*宽2800mm，10kV高压室长4400mm*宽2800mm。图4为一二次设备组合预制舱布置图。整个一二次设备组合预制舱尺寸为长5650mm*2800mm。图1为变电站标准预制舱布置图，通过对比可以看出，一二次组合预制舱使得舱体的长度由6500mm优化到5650mm，长度减少13%。一二次设备组合预制舱在保留满足分布式光伏项目一二次设备需求的前提下，通过优化舱体内组合布置，导致组合舱体相比标准舱体长度优化13%；并且通过隔板将二次室和10kV高压室隔开，大大提高运维智能性和便捷性；通过缩短舱体长度也提高舱体吊装过程中的灵活性。图4一二次设备组合预制舱布置图3分布式光伏项目一二次组合预制舱的论证一二次组合预制舱结构论证一二次设备组合预制舱基础采用钢筋混凝土，厚度300mm。混凝土强度等级为C25，砌体采用MU15烧结普通砖（非粘土），M7.5水泥砂浆砌筑。单个组合预制舱自工厂完成组装调试后运抵项目现场进行就位安装，现场采用横向条形基础布置，基础高出室外地坪800mm。横向条形基础有利于舱底通风、散湿，而且舱底横向尺寸较短，有利于日常巡视和维护。基础采用镀锌钢管，预埋管两端出基础100mm，预埋件水平最高和最低相差不超过3mm，尺寸最大偏差不大于5mm。图5为基础剖面图。图5基础剖面图一二次组合预制舱舱内设备检修空间论证图4为分布式一二次组合预制舱布置图，左边为10kV高压室，分布有4面10kV高压开关柜，右边是二次室，有3面屏柜，中间通过隔板将10kV高压室和二次室隔开。二次室3面屏柜均是旋转柜，通过前开门接线，二次前接线屏柜均是800mm宽，较标准的舱体屏柜600mm宽增加200mm距离，有效增加后期运维检修空间。空调外机贴顶安装于巡视通道上方，不影响检修、运维。分布式组合预制舱采取在预制舱墙体预留检修门的方案实现屏后检修，10kV进线和出线开关柜均可利用舱内空间进行检修，比如更换电流互感器等。一二次组合预制舱舱内布置组合论证国家电网有限公司发布的Q/GDW11157-2017技术规范中，明确预制舱的标准尺寸，图6为110kV变电站二次设备预制舱的布置图。规范舱内屏柜采用双列布置并且一次二次设备单独分舱体，这样的方案不适用于分布式光伏项目。分布式一二次组合预制舱通过合理的布局方案，将二次室和10kV高压室集成一个预制舱舱体，满足分布式光伏项目基本的通讯功能及监控功能。一二次组合预制舱实现舱内设备布局优化，大大节省舱体成本和提高土地利用率。图6110kV变电站二次设备预制舱布置图4结论预制舱与装配式建筑物符合"资源节约型、环境友好型、工业化〃（简称"两型一化”）的建设原则。但在分布式光伏项目中，通过分析预制结构设计及材料、优化舱内屏柜布局等，提出一二次组合预制舱解决方案。一二次设备组合预制舱为分布式光伏项目的建设提供一种全新的建设模式，在工厂内完成设备接线盒调试工作，实现工厂化加工和装配式建设，大大提高土地利用率，简化现场安装及接线，缩短建设周期，大大提高变电站的施工进度和建设效率，为后续更多的分布式光伏项目的建设积累