光伏板下種莊稼,箱變選型有講究
農(nóng)光互補(bǔ)——光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的模式,在江蘇、山東、河南等農(nóng)業(yè)大省正快速推進(jìn)。板上發(fā)電、板下種養(yǎng),一塊土地兩份收益,既盤(pán)活了閑置土地資源,又為鄉(xiāng)村振興注入了綠色動(dòng)能。
但很多農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目的投資方和EPC總包方,在設(shè)備選型環(huán)節(jié)經(jīng)常遇到一個(gè)實(shí)際問(wèn)題:
農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目用的箱變,和普通地面光伏電站用的箱變,到底有什么區(qū)別?應(yīng)該怎么配?
為了幫助大家少走彎路,本文從農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景出發(fā),梳理了專(zhuān)用箱變選型配置的幾個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)。
農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目大多分布在農(nóng)田、水塘、山坡等戶(hù)外環(huán)境中,與工廠屋頂或地面電站相比,配電系統(tǒng)面臨三個(gè)顯著的差異。
環(huán)境濕度大、腐蝕性強(qiáng)
農(nóng)田區(qū)域蒸發(fā)量大,尤其南方地區(qū)梅雨季節(jié)濕度長(zhǎng)期在80%以上。箱變長(zhǎng)期處于高濕、甚至凝露環(huán)境中,對(duì)設(shè)備的絕緣性能和外殼防腐能力提出了更高要求。此外,化肥、農(nóng)藥揮發(fā)產(chǎn)生的腐蝕性氣體,也會(huì)加速金屬部件的氧化。
供電可靠性要求高、夜間存在反向送電風(fēng)險(xiǎn)
光伏發(fā)電白天出力、夜間停機(jī),但抽水灌溉、大棚溫控、夜間補(bǔ)光等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電往往在夜間或清晨進(jìn)行。這意味著箱變不僅需要完成白天的升壓并網(wǎng),還要在夜間承擔(dān)從電網(wǎng)取電供農(nóng)用的“反向供電”功能,對(duì)箱變的雙方向運(yùn)行適應(yīng)性有特殊要求。
用地審批嚴(yán)格、設(shè)備占地面積受限
農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目對(duì)土地利用率要求較高,配電設(shè)備占地需要盡可能集約,減少對(duì)耕種面積的影響。
這三個(gè)特點(diǎn)決定了:農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目的箱變,不能簡(jiǎn)單套用常規(guī)地面電站的配置方案。
要點(diǎn)一:變壓器選型——防腐等級(jí)和防護(hù)等級(jí)要“加碼”
常規(guī)地面光伏電站的箱變多放置在開(kāi)闊荒地,環(huán)境相對(duì)干燥。農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目則不同——箱變可能安裝在田間地頭,周邊是長(zhǎng)期灌溉的農(nóng)田,空氣濕度大、土壤含水率高。
建議配置:
外殼防腐處理不低于C4-M(中度腐蝕)等級(jí),沿?;蚋邼竦貐^(qū)建議C5-M(高度腐蝕)等級(jí)
箱體防護(hù)等級(jí)不低于IP54(殼體)和IP23(變壓器室),有效防止凝露和粉塵侵入
變壓器選用SCB系列環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器,絕緣耐熱等級(jí)H級(jí)(180℃),具備良好的防潮阻燃性能,更適合高濕農(nóng)田環(huán)境
高低壓室內(nèi)標(biāo)配除濕加熱器,在濕度超標(biāo)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng),消除凝露隱患
中盟電氣農(nóng)光互補(bǔ)專(zhuān)用箱變的外殼采用覆鋁鋅板+高防腐戶(hù)外粉末噴涂工藝,經(jīng)鹽霧試驗(yàn)驗(yàn)證,滿(mǎn)足農(nóng)田高濕環(huán)境下的長(zhǎng)期防腐要求。
要點(diǎn)二:高壓側(cè)配置——保護(hù)要“靈敏”
農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目的光伏陣列分布在農(nóng)田中,線路長(zhǎng)、分支多,高壓側(cè)的保護(hù)配置必須足夠靈敏,才能快速隔離故障,避免影響整個(gè)方陣的發(fā)電。
建議配置:
10kV/35kV高壓側(cè)配置真空斷路器+微機(jī)保護(hù)裝置(而非負(fù)荷開(kāi)關(guān)+熔斷器組合),具備完善的過(guò)流、速斷、零序保護(hù)功能
配置防孤島保護(hù)和頻率/電壓越限保護(hù),確保在電網(wǎng)失電時(shí)快速斷開(kāi),保障檢修安全
高壓計(jì)量精度不低于0.5S級(jí),滿(mǎn)足上網(wǎng)電費(fèi)結(jié)算要求
要點(diǎn)三:低壓側(cè)配置——要滿(mǎn)足“反向供電”和“計(jì)量雙方向”
農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目白天光伏發(fā)電上網(wǎng)或自用,晚上從電網(wǎng)購(gòu)電用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電。因此低壓側(cè)需要同時(shí)支持兩個(gè)方向的電能流動(dòng)。
建議配置:
低壓進(jìn)線斷路器選用四極框架斷路器,具備雙方向過(guò)流保護(hù)功能
配置雙方向計(jì)量表計(jì),分別計(jì)量光伏上網(wǎng)電量和農(nóng)用電網(wǎng)購(gòu)電量,滿(mǎn)足供電公司對(duì)分布式光伏“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”或“全額上網(wǎng)”不同模式的計(jì)量要求
出線回路預(yù)留農(nóng)業(yè)用電接口(水泵、大棚卷簾機(jī)、補(bǔ)光燈等),為后續(xù)農(nóng)業(yè)用電接入預(yù)留空間
要點(diǎn)四:二次系統(tǒng)——要具備“遠(yuǎn)動(dòng)通信”和“遠(yuǎn)程運(yùn)維”能力
農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目往往地處偏遠(yuǎn),設(shè)備分散,運(yùn)維人員不可能每個(gè)站點(diǎn)都常駐。這就要求箱變具備遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障預(yù)警能力。
建議配置:
通信管理機(jī)支持IEC 61850或IEC 101/104規(guī)約,與調(diào)度端可靠通信
上傳運(yùn)行數(shù)據(jù)至少包括:電壓、電流、功率、電能、變壓器溫度、開(kāi)關(guān)位置狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作信息
具備故障錄波功能,便于遠(yuǎn)程分析故障原因
可選配手機(jī)APP遠(yuǎn)程巡檢功能,運(yùn)維人員無(wú)需到場(chǎng)即可查看設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)
以下為5MW~8MW農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目的推薦配置方案,具體以實(shí)際接入系統(tǒng)批復(fù)為準(zhǔn)。

近年來(lái),農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目箱變?cè)絹?lái)越多地采用 “一二次融合” 的供應(yīng)模式——即箱變廠家同時(shí)負(fù)責(zé)一次設(shè)備和二次保護(hù)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、聯(lián)調(diào),整體交付。
原因在于:
避免現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)調(diào)難題:一二次設(shè)備在廠內(nèi)已完成聯(lián)調(diào),現(xiàn)場(chǎng)只需接入電源和光纖,無(wú)需多廠家現(xiàn)場(chǎng)配合對(duì)點(diǎn),調(diào)試時(shí)間縮短60%以上
責(zé)任主體單一:出了問(wèn)題只需找箱變廠家一家解決,不存在一次設(shè)備廠家和二次廠家互相推諉的情況
資料統(tǒng)一完整:全套竣工資料由一家出具,格式統(tǒng)一、內(nèi)容完整,驗(yàn)收效率大幅提高
江蘇中盟電氣具備電力工程總承包及承裝(修、試)資質(zhì),可實(shí)現(xiàn)農(nóng)光互補(bǔ)箱變的一二次融合設(shè)計(jì)、工廠預(yù)裝聯(lián)調(diào)、現(xiàn)場(chǎng)即插即用,已成功應(yīng)用于多個(gè)農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目。
基于上述配置思路,江蘇中盟電氣推出了農(nóng)光互補(bǔ)專(zhuān)用系列歐式箱變,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上做了以下針對(duì)性?xún)?yōu)化:
高防腐殼體:覆鋁鋅板+戶(hù)外級(jí)粉末靜電噴涂,鹽霧試驗(yàn)驗(yàn)證,適配高濕、弱腐蝕性農(nóng)田環(huán)境
防凝露系統(tǒng):箱體內(nèi)部標(biāo)配智能除濕裝置+加熱器,溫濕度自動(dòng)控制,消除凝露隱患
全銅干變:SCB系列一級(jí)能效干式變壓器,H級(jí)絕緣,防潮阻燃,滿(mǎn)足高濕環(huán)境長(zhǎng)期運(yùn)行
一二次融合:保護(hù)、通信、計(jì)量在廠內(nèi)完成聯(lián)調(diào),現(xiàn)場(chǎng)即插即用,縮短并網(wǎng)周期
雙方向計(jì)量支持:滿(mǎn)足光伏上網(wǎng)與農(nóng)業(yè)購(gòu)電雙向計(jì)費(fèi)需求,配置靈活
目前已服務(wù)農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目數(shù)十個(gè),覆蓋江蘇、山東、安徽、河南等地,所有設(shè)備均一次性通過(guò)供電公司并網(wǎng)驗(yàn)收,運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目的箱變配置,需要在滿(mǎn)足并網(wǎng)技術(shù)要求的同時(shí),充分考慮農(nóng)田環(huán)境的特殊性。防腐等級(jí)、防潮能力、雙方向供電功能、一二次融合程度——這四個(gè)維度是選型時(shí)重點(diǎn)考察的方向。