预制舱式变电站在新能源发电系统中的应用

预制舱式变电站在新能源发电系统中的应用

王震海 

中煤科工重庆工程技术有限公司 重庆市渝中区  400000

摘要：光伏发电、风力发电等新能源行业发展速度逐步加快的同时，对新能源发电系统提出更高的要求，应以预制舱式变电站为切入点，切实分析提升新能源发电系统水平的可行性策略。本文首先介绍预制舱式变电站的特点，接下来分析安装预制舱式变电站流程以及要点，最后分析预制舱式变电站在风力发电、光伏发电领域实际作用。旨在为从业人员提供借鉴，促进新能源领域可持续发展。

关键词：预制舱式变电站；新能源发电系统；舱体

新能源产业的快速发展，大量风力发电项目以及光伏发电被投入到电力市场中，相比传统电力能源产业，新能源产业具有场地用地受限较低、建设周期较短、投入适用较快、投资成本较低等特点。因此，集成变电站被广泛应用其中。装配式集成变电站主要有模块化预制舱式变电站以及钢结构集成式变电站两种。预制舱式变电站具有以下特点。预制舱式变电站满足我国110KV新一代智能化变电站标准，并且能基于地域实际情况，进行相应调整，也满足城市中心站“多布点、小半径”的建设要求、同时受到建站地形限制，能从根本上解决变电站“选址难、落地难”的问题。此外，相比其他类型变电站，预制舱式变电站具有模块化生产、快速投入生产等优势。一般在3-6月之内即可建站完毕，并在1个月内即可投入运行。

1 预制舱式变电站的优势

   预制舱式变电站主要应用先进技术，如六层防腐、双层钢板发泡技术、断桥隔热等，进一步避免定期维护费用，有效减少后续维护费用，从而提升变电站经济效益。在建造预制舱式变电站过程中，还使用电磁屏、声屏障等技术，有助于将周边环境的电磁辐射以及噪声污染降到最低，进而避免对附近居民造成影响。箱体采用六道防腐技术，并使用电弧喷锌工艺将冷轧板作为地层，锌丝纯度可达99.99%，而锌层厚度为＞100um，在锌层上喷凸起，面漆为丙烯酸聚氨酯双组分面漆。

2现场安装与之舱式变电站流程以及要点

2.1吊桩舱体

    工作人员经过周密计算，并根据不同的舱体的特性，以及周围的环境条件、施工范围，选择相应吊车，以确保整体吊桩作业具有较强安全性、可靠性。此外，根据不同舱体特点，特别制作出保险杠、吊桩撑杆和钢丝绳，以确保施工的顺利进行。在整个安装过程中需要专业人员进行全程指导并提供专业的建议，确保每一块组件都能够牢固地安置在预定的位置。

2.2现场拼装

在吊装箱体前准备阶段，工作人员须检查地基的平坦程度，其标准为0.3/1000mm。若未达标，则必须提供相关的支撑物，例如垫片或垫块，以确保船舶的稳定性[1]。在吊装期间，根据船舶发货编码，将其依次吊桩至地基上，若船舶与船坞之间的距离较大，则可以减少10-30cm，以方便使用手拉葫芦把量舱体连接起来。当舱体为两层站模式时，应拧紧每个模块之间的连接螺丝，然后使用段焊技术对底部和地基的槽钢进行连接，连接的长度应大于5cm，两个连接部件之间的间隔应该小于100cm。工作人员在现场拼装期间，按照施工计划，应找到二层船舶的开端，然后对二层船舶的一层船舶的表面涂上润滑脂、黄油或者其他防护剂，将二层船舶安全吊桩到指定位置。使用手拉葫芦精确连接舱体，确保船舶的所有部分都已经被正确安装，包括船舶的配套设备和接地系统。

2.3拼接处防水要点分析

为确保箱体拼接的安全性、稳定性，在箱体拼接部分设计出“设置防水翻边+加装硅橡胶密封胶条+阻燃泡料+防水扣板的模式”，以此保障拼接部分的密封与防水。此外，还在拼接部分使用了一种“双保险”的方式，即在拼接部分安装一个机械结构，并在其上加装一层密封材料，以此来保障整个工程质量。在安装完成之后，在拼接部分接缝处粘贴一层密封条，并在拼接部分的缝隙中填入了一层具有良好抗老化特点耐候性高级防水材料”[2]。经过精心设计的工艺，使用专门密封材料来固定拼接的结构。同时使用高强度的橡皮材质来覆盖缝隙，并使用高品质的填缝材料来提高其耐久性。从而让整个建筑物外观和性能都达到IP54的标准。

3在新能源发电系统中应用预制舱式变电站主要策略

3.1在光伏发电中应用预制舱式变电站

随着外部政策的推动以及市场的不断增长，我国光伏产业正迈向良性增长阶段。因此这种增长不仅体现在经济效益上，还体现在提高光伏电站的可靠性、可操作性以及可维护性上。相比于以前的1-3年建造周期，如今的光伏电站可以更快速、更有效地完工，从而更好地满足用户使用需求[3]。一般在8、9个月的时间里，即可完成建造110kV变电所全过程。因此，通过110kV积木式模块化智能变电站的方案，将所有一二次设备，如35KV开关设备、高压110KVGIS组合电器、二次综合保障、无功补偿设施和主变，安排在密闭、防腐双层、隔热的预制舱箱中，有助于实现现场到车间一站式现代化控制，从而极大提高了变电所效率，大大减少变电所建造时间，大大提高变电所的安全和可信度。经过精心的舱体设计，能够符合国家和IEC的规范要求，并且能够将全部的电气元件进行安装、连接和调试，从而使其能被迅速地运到目的地。如，陕西榆林供电公司采用预制舱变电站方案，大大缩短设备加工和施工时间，仅需1个月就能完成100天的110kV变电站的建设，大大缩短并网主站的建设周期，受到陕西电网的一致好评。

3.2 在风力发电中应用预制舱式变电站

技术不断创新和发展，使得现浇混凝土变电站模式已经无法满足当前的需求，风力发电项目所在的位置，往往是风力发电充足的地方，但在项目建设期间，会受到天气影响，如在箱体运输过程中，因为极端恶劣天气影响，可能导致使用材料运输不及时，会对施工进度造成较大影响，并且在风力发电施工过程中产生的废弃物，也会给当地的生态带来严重的破坏。因此，采用预制舱式变电站模式可以有效解决这些问题。采用预制舱式变电站的技术，可有效地降低现场的湿作业，并将施工现场废料进行循环利用，从而达满足绿色、可持续发电要求，这也符合风电行业的可持续性、环保性原则，而且可以有效地缩短风力发电项目建造周期，同时具有结构简单、成本较低、施工较为安全等优点。因此，在风电项目中应用预制舱式变电站具有较大的潜力，并且具备广阔的发展空间。

3.3 预制舱式变电站发展趋势

采用先进的技术，使得预制舱式变电站的运行更加安全、经济，不仅可以有效减少电网的损失，还可有效改善电网的稳定性，使电网更加安全。通常情况下，新能源发电项目都建设在环境较为恶劣地区，如山区、隔壁、沙漠、草原以及海上等。而预制舱式变电站采用先进的防火和耐寒材料，夏天不会受损，冬天也不会受损，而且其箱体也比传统变电站更加紧凑，并且还有很强的耐腐蚀特性。采用先进的技术，如采用机械通风系统，我们的变电站不仅具有良好的空气流动性，而且还具有节约资源、提高质量的特性。它不仅有利于改善室内空气质量，而且还具有良好的耐久性，使得变电站的建设更具有经济性和社会性。此外，作为现阶段智能化程度较高变电站设备，与之舱式变电站具有以下几大特点：（1）具有较为先进四遥功能，即可实现远程采集、报警、远程控制等。（2）具备全功能性，包括除潮除湿防凝露功能，有效避免风轮后面出现凝结尾羽，具有报警以及消防功能，若存在问题和突发性状况，立即通知工作人员，及时针对问题采取相应解决办法，具有自动降温保温功能，促使风力发电设备能长时间稳定运行。也具有防尘排放系统，促使发电设备具有良好性能。（3）具备符合电力要求，可满足IP54、IP56、 以及IP65超防护等级。（4）具备双重防水功能;安全逃生系统;耐候高强度材质、多重防腐蚀处理;使用寿命可达35年以上。

结语：综上所述，预制舱式变电站经过不断优化以及完善，被广泛应用在光伏发电和风力发电项目新能源发电系统中，相比其他类型变电站，预制舱式变电站具有投入成本较低、安全性较高、能够适应恶劣天气等特点被应用在风力发电领域。因此，在安装预制舱式变电站过程中，工作人员应合理规范吊桩流程，从而充分发挥其实际作用，促进新能源领域可持续发展。

参考文献：

[1]孟峰,雷旭,马鹏飞,刘博.预制舱式智能变电站在煤矿中的应用研究[J].工矿自动化,2021,47(S2):123-125.

[2]肖利建,高爽.预制舱式变电站在高海拔光伏项目中的应用[J].四川水力发电,2020,39(04):131-135.

[3]单永波.预制舱式变电站在新能源发电系统中的应用探讨[J].中国设备工程,2019(14):167-168.