预制舱式变电站在新能源发电系统中的应用探讨

预制舱式变电站在新能源发电系统中的应用探讨

赵文沛

大唐京津冀能源开发有限公司 河北省张家口市 075100

摘要：集中式光伏发电项目建设周期通常较短，作为其关键建设线路上的变电站，是光伏项目按期实现建设目标的重点环节。预制舱式变电站因其模块化、成套性强、易于安装的特点，可以大幅缩短现场施工周期，有利于建设方对项目整体工期、质量等的控制。预制舱式变电站在工期、质量、项目管理、环境影响等方面的优势，使其在新能源项目中具有较强的适用性，适合应用于该类高海拔山地光伏建设项目。笔者就预制舱式变电站光伏、风电建设项目中的应用情况进行了简要介绍。预制舱式变电站近年来在国内推广应用较多，一些主流厂家不断推出新的技术标准和产品，是未来变电站建设方式的一个发展方向，其特点符合高海拔山地光伏建设项目的实际需求，值得推广。

关键词：预制舱式变电站；新能源发电；技术

引言

我国风力发电、光伏发电等新能源行业发展十分迅速，变电站是新能源发电项目顺利投产的重要保证，预制舱式变电站的诸多优势有利于促进新能源产业的发展，因此，研究预制舱式变电站在新能源发电系统中的应用具有重要的意义。

1主要优势

预制舱式变电站与传统变电站在建设模式上有着本质的区别，其标准化设计、工厂化生产、模块化组合、装配式建设的理念，使得变电站建设不断向更加环保、节能、高效、经济的方向发展，能够更好地推动我国智能电网的构建．预制舱式变电站的主要优点如下：１）减少现场作业，压缩建站时间．采用并行施工的建站理念，在土建施工的同时，完成工厂内设备制作及安装调试，能够极大地简化建站流程，优化设备接口，减少现场作业量，有效缩短建站周期。２）工厂化制造，确保设备质量．全站采用预制舱模式实现一、二次设备模块化，依托于工厂内良好的生产环境，有效确保设备质量，实现高标准的设计水平。３）工厂内预装检测，实现质量及工期可控．所有模块化产品在出厂前进行整体试装调试，按照现场运行要求对预制舱设备进行组装、各舱单独调试和整体调试，无问题后按运输要求拆分整体，打包装车．通过整站的预装配流程，及时发现问题并在工厂内解决，确保现场施工工期可控，保证产品质量。４）物流配送式运输，便捷装配式建设．各模块采用标准化设计，满足公路道路运输要求。各模块生产完成，具备现场装配条件后，配送至现场，吊装就位，即可实现快速组装成站．５）建站方式灵活，减少地形限制．模块化方案可根据地形的不同，灵活配置各模块组成及布置方案，从而适应多场景规划建设要求，实现灵活建站，有效降低了建站成本。

2预制舱式变电站在新能源发电系统中的应用

2.1预制舱式变电站在风电应用

由于风电项目工期紧张，以往现浇混凝土变电站模式存在较多的弊端，风电项目一般都处在风资源丰富地区，项目建设容易受天气影响，同时施工后的废料不利于环境保护，对周围环境危害大，预制舱式变电站的应用就能够有效地避免上述弊端。预制舱式变电站在工厂加工，现场湿作业少，施工废料少，能够满足绿色节能的要求，与风力发电的绿色能源、清洁能源理念一致，同时能够满足风电项目建设工期紧迫的要求。预制舱式变电站的构件设计、加工以及安装都比较简单，成本低；在安装构件时，主要依靠机械作业，能够大幅度减少人工费，节约风电场建设成本。由此可见，预制舱式变电站在风电项目的应用是可行的，很有发展前景。

2.2实际应用中的要点

（１）设计先行。尽早确定设计方案和电气设备供应商。预制舱式变电站成套性强的特点，是其优点之一，但在工程实施中，这一特点也要求项目设计工作提早开展，尽早完成设备选型、确定品牌，否则，将严重制约预制舱整体设计、制作工作，变优势为劣势。（２）加强统筹管理，合理安排施工工序。预制舱式变电站在项目建设工期方面的主要优势在于可以变直线工期为并行作业，有效缩短项目整体建设周期。在项目建设过程中，应充分协调各作业单位的工期进度，实现工厂生产和现场施工作业的有序、无缝衔接。（３）做好运输和吊装方案策划。预制舱式变电站的舱体运输是一个重点，亦是一个难点，一般山地光伏项目均地处偏远地区，在舱体设计阶段，应提前开展运输策划工作，以确保舱体运输方案的可行性和安全性。（４）加强现场拼接施工工艺的管控。由于公路超限运输的限制，大型舱体一般需进行分割运输，现场拼接。预制舱体的使用年限一般在２０～３０年以上，内部多有精密设备。因此，舱体的拼接质量非常重要，应严格按照施工工序进行，做好舱体拼接、密封、电气连接和整舱检验工作。

2.3辅助设备配置

各分模块配置辅助设备调节和监视设备运行环境，并能在紧急情况下预防事故进一步扩大。主要配置如下：1）配置站用变电站供电的照明系统和带自蓄电的应急照明系统。2）配置可内部打开的逃生门、应急指示牌，便于内部人员在紧急情况下迅速逃离舱体。3）配置可远程控制、来电自起动并带有除湿功能的微正压空调器，既可以调节舱内温度，又可以保持舱内微正压，防止灰尘进入；台数为一主一备或两主一备。4）配置烟感和带红外功能的视频监控系统，对舱内环境实时监控，并需配备可手动也可遥控的声光报警灯。

2.4预制舱设计主要技术要求

a)主体设备满足使用年限要求,主要设备舱结构的抗震性、抗沉陷性、防腐性、耐火性应满足相关规范的建设要求,应保证具备不少于50a设计使用寿命。b)站区、功能分区及舱体的外形规整美观,功能分区内各项设施的布置紧凑、合理,能满足远期工程合理衔接。c)站区总平面设计应充分利用场地和工程地质等环境条件,合理布置建筑物和有关设施,并与周边的空间景观相协调。d)考虑不同地区水文气象条件,有效应对极端气候条件的影响。高寒地区舱体建设应满足相应的抗冻防灾要求,减少舱体内外热传导;沿海多台风地区的舱体建造应满足相应的抗风强度要求。e)舱体设备满足工厂化生产和现场预装化建造的要求,变电站围墙、防火墙和电缆沟等配套采用装配式建筑物的建造模式进行建设。f)采用一体化设计与安装,实现系统高度集成,确保现场建造作业安全、便捷、高效,满足绿色环保要求。g)舱内宜采用智能环境控制技术,最大程度地实现节能减耗。h)舱体应具备良好的保温及隔热性能,舱内通风、照明、消防、安防必须符合变电站相关规范及标准。i)预制舱的结构设计应考虑日常维护及远期扩容的便捷性,实现智能运维管理。j)预制舱设备宜采用“四新”技术,形成行业标准化生产工艺体系,进一步降低造价,提高设备的经济性和实用性。

结语

采用预制舱式模块化变电站是解决常规变电站现场施工量大、周期长、费用高和质量难以把控等一系列问题最有效的方法。通过增加断桥夹芯板，舱壁完全断桥，舱体隔热能力大幅提高；改变表面处理和喷锌工艺，提高了舱体抗腐能力；采用微正压空调器，保持舱内微正压，提高了舱体防尘能力；根据运输要求对各分模块设备布置优化设计，合理分段，方便了运输和吊装的同时，提高预制舱模块化变电站设计灵活性；对电站线缆进出及接线方式、提高整站电磁兼容方法及辅助设备配置等关键技术进行了研究并提供了方案，为预制舱式模块化变电站设计及推广提供参考。

参考文献

[1]]景建龙,翟红晓,李凤兰.预制舱变电站的技术对比及方案选择[J].能源与节能,2018(3)：106-108.

[2]]郑豪彬.智能电网建设中电力工程技术的应用[J].科技资讯,2017,15(32)：47-48.