特變電工新疆新能源股份有限公司 ■ 王志強(qiáng)朱立國(guó)

一種光伏電站預(yù)裝式逆變升壓裝置的研究與運(yùn)用

特變電工新疆新能源股份有限公司 ■ 王志強(qiáng)*朱立國(guó)

結(jié)合國(guó)內(nèi)太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目中逆變升壓裝置選擇和運(yùn)用的介紹，詳細(xì)探討預(yù)裝式逆變升壓裝置及運(yùn)用分析。

光伏發(fā)電；預(yù)裝式；逆變升壓裝置

0　引言

隨著光伏建設(shè)企業(yè)的激增，競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，在同等條件下如何節(jié)省光伏電站的建設(shè)成本成為目前各大企業(yè)爭(zhēng)相解決的問題。目前光伏電站的設(shè)備配置已越發(fā)規(guī)范，尤其是逆變器和升壓箱變?cè)谂渲脴?biāo)準(zhǔn)上大同小異，布置格局及方式也差異不大。因此，將直流柜、逆變器、交流低壓柜、升壓變壓器、交流高壓柜等設(shè)備需要重新組合排列集中預(yù)裝在一個(gè)特制的箱體中，完成光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變升壓功能。

1　目前國(guó)內(nèi)太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目中逆變升壓裝置的選擇及運(yùn)用

1.1光伏發(fā)電中逆變裝置的選擇

逆變裝置作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中的逆變環(huán)節(jié)，大多選用不同容量的逆變器來完成直流電向交流電的轉(zhuǎn)換， 國(guó)內(nèi)目前逆變器的類型分為小容量的組串式逆變器及大容量的電站型逆變器。

1.2光伏發(fā)電中升壓裝置的選擇

太陽能發(fā)電通過逆變器將發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電時(shí)，電壓一般為低壓270～450 V之間［1］，還必須通過變壓器來進(jìn)行相應(yīng)的升壓，以便滿足電力的輸送及接入要求。目前國(guó)內(nèi)大多選用美式箱變或歐式箱變。

1.3國(guó)內(nèi)大部分逆變升壓裝置在光伏電站施工中的運(yùn)用

由于光伏電站大部分建設(shè)地點(diǎn)偏僻，環(huán)境惡劣，一般光伏電站逆變器、升壓變壓器需要分別在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制基礎(chǔ)，設(shè)備分別安裝完畢后還需鋪設(shè)逆變器至升壓箱變的電纜，才能組成一個(gè)完整的逆變升壓裝置。此種方式施工周期較長(zhǎng)且施工成本及安裝費(fèi)用較高。

2　預(yù)裝式逆變升壓裝置研究與運(yùn)用分析

2.1預(yù)裝式逆變升壓裝置的介紹

預(yù)裝式逆變升壓裝置是將直流柜、逆變器、交流低壓柜、升壓變壓器、交流高壓柜等設(shè)備重新組合排列集中預(yù)裝在一個(gè)特制的箱體中［2］，完成光伏發(fā)電系統(tǒng)的匯集、直流逆變、交流升壓等功能。與傳統(tǒng)建造逆變器基礎(chǔ)、升壓箱變基礎(chǔ)相比，預(yù)裝式逆變升壓裝置（圖1）具有成本低、節(jié)約用地面積、建設(shè)周期短的特點(diǎn)。

2.2預(yù)裝式逆變升壓裝置的施工周期及成本分析

1）預(yù)裝式逆變升壓裝置在項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)僅需要澆筑一個(gè)設(shè)備基礎(chǔ)，而目前國(guó)內(nèi)常規(guī)選用單獨(dú)的逆變器及變壓器必須分開澆筑兩個(gè)設(shè)備基礎(chǔ)。因?yàn)闇p少了一個(gè)設(shè)備基礎(chǔ)的施工工序，所以減少了土建的施工周期。

2）以20 MW集中式光伏電站為例，對(duì)比預(yù)裝式逆變升壓裝置與常規(guī)逆變、箱變?cè)O(shè)備優(yōu)勢(shì)，如表1所示。

3）常規(guī)的逆變器及變壓器在現(xiàn)場(chǎng)分別安裝完畢后，還需完成逆變器及箱變之間的電纜連接。而預(yù)裝式逆變升壓裝置在現(xiàn)場(chǎng)吊裝完畢后，即為一個(gè)整體，逆變升壓采用硬連接，避免了現(xiàn)場(chǎng)的接線，不僅節(jié)省了電纜的成本，還節(jié)省了施工接線的周期。

表1　預(yù)裝式逆變升壓裝置與常規(guī)逆變、箱變?cè)O(shè)備對(duì)比一覽表

4）以1 MW光伏區(qū)設(shè)備為例，預(yù)裝式逆變升壓裝置在安裝時(shí)僅需要吊裝一次，吊裝重量在3.8 t左右；相比目前常規(guī)的逆變器約1.4 t、變壓器約2.6 t分開吊裝，因使用的吊車噸位不變，不僅降低了安裝成本，同時(shí)也節(jié)省了吊裝的時(shí)間成本。

5）預(yù)裝式逆變升壓裝置在變壓器側(cè)安裝散熱片采用自然風(fēng)冷方式，逆變器側(cè)安裝風(fēng)機(jī)強(qiáng)制風(fēng)冷，兩項(xiàng)不同的降溫措施完全可以保證預(yù)裝式逆變升壓裝置在環(huán)境惡劣的多風(fēng)沙地區(qū)正常運(yùn)行。

6）預(yù)裝式逆變升壓裝置目前已在特變電工新疆新能源股份有限公司部分自建項(xiàng)目上試點(diǎn)使用，相關(guān)數(shù)據(jù)表明，該裝置基本上可達(dá)到以上預(yù)期的投資目標(biāo)。

3　結(jié)束語

如何節(jié)省光伏電站的建設(shè)成本及施工周期成為當(dāng)前制約光伏電站建設(shè)企業(yè)發(fā)展的因素。預(yù)裝式逆變升壓裝置借助于成熟箱式變電站及逆變器的技術(shù)，將逆變升壓系統(tǒng)重新組合排列，整體預(yù)裝在一個(gè)特制的箱體中，完成光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變升壓功能。該裝置具有成本低、節(jié)約用地面積、建設(shè)周期短的特點(diǎn)，市場(chǎng)前景將十分廣闊。

2015-11-12

王志強(qiáng) （1989—），男，本科、助理工程師，主要從事光伏發(fā)電方面的研究。523860898@qq.com

［1］董密， 羅安.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中逆變器的設(shè)計(jì)與控制方法［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化， 2006. 20（20）: 97-102.

［2］邵勁光.智能型戶外箱式變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問題［J］.東北電力技術(shù)， 2005， 26（09）: 25-27.