В условиях ускоренного темпа трансформации глобальной энергетической структуры фотоэлектрическая генерация электроэнергии, как важный компонент чистой энергии, открывает беспрецедентные возможности для развития. В соответствии с целью ?двойного углеродного баланса? полным ходом идет строительство распределенных и централизованных фотоэлектрических электростанций, что предъявляет более высокие требования к интеграции, модульности и эффективности вспомогательного оборудования. На этом фоне появились сборные шкафы для оборудования, ставшие незаменимым ключевым компонентом фотоэлектрических систем.
Сборные шкафы для оборудования представляют собой закрытые металлические конструкции, в которые интегрировано ключевое электрооборудование, такое как трансформаторы, распределительные устройства, устройства защиты и системы мониторинга. Они широко используются на повышающих подстанциях, в распределительных помещениях и системах хранения энергии фотоэлектрических электростанций. Их основные функции включают: обеспечение централизованного управления оборудованием, повышение пыле- и водостойкости, снижение сложности строительства на месте и сокращение цикла строительства.
Для обеспечения долгосрочной надежности сборных модулей в сложных условиях эксплуатации в отрасли постепенно была создана стандартизированная система оценки качества, охватывающая проектирование, производство, тестирование и приемку. Эта система основана на национальных стандартах, таких как GB/T 17467 ?Общие технические требования к стандартам высоковольтных распределительных устройств и устройств управления? и DL/T 5396 ?Кодекс проектирования сборных подстанций в энергосистемах?, и оптимизирована в соответствии с международными стандартами IEC. В настоящее время классы качества сборных модулей обычно делятся на класс A (базовый тип), класс B (улучшенный тип) и класс C (высококачественный тип, изготовленный на заказ), что соответствует различным уровням защиты, теплоизоляционным характеристикам, сейсмостойкости и требованиям к сроку службы.
Среди различных форм сборных контейнерных конструкций стационарные контейнерные конструкции стали основным выбором благодаря своей превосходной инженерной адаптивности и экономичности. В этой конструкции используются высокопрочные холоднокатаные стальные листы или оцинкованные стальные рамы с внешним атмосферостойким покрытием, внутренним изоляционным слоем и системой вентиляции, образующие герметичное и стабильное замкнутое пространство. Модульная конструкция позволяет осуществлять заводскую предварительную сборку, транспортировку и подъем на месте, значительно сокращая объем сварочных и сборочных работ. В то же время, стационарная конструкция обладает хорошей устойчивостью к деформациям, выдерживает длительные ветровые нагрузки, снеговые нагрузки и перепады температур, предотвращая возникновение угроз безопасности, вызванных усталостью конструкции. Кроме того, контейнерная конструкция облегчает последующее расширение и техническое обслуживание, поддерживает параллельное развертывание нескольких отсеков и отвечает потребностям расширения фотоэлектрических проектов различного масштаба.
От проектирования до поставки: механизм контроля качества на всех этапах
Высококачественные сборные кабины для оборудования создаются не за одну ночь, а на протяжении всего процесса, от концептуального проектирования и выбора материалов до производства и окончательной проверки. На этапе проектирования необходимо всесторонне учитывать такие факторы, как географическая среда, климатические условия и плотность размещения оборудования, а для моделирования конструкции и теплового анализа используется программное обеспечение для 3D-моделирования.
В выборе материалов приоритет отдается бессвинцовому припою и огнестойким материалам, соответствующим экологическим стандартам RoHS и REACH. В производственном процессе внедрена система управления прослеживаемостью на всех этапах, при этом каждый этап оснащен системой подписи инспектора по качеству. Перед отправкой с завода необходимо выполнить множество проверок, включая испытания на устойчивость к давлению, испытания на сопротивление заземления, испытания на герметичность и моделирование вибрации. Некоторые ведущие компании внедрили технологию цифровых двойников для проведения виртуальных испытаний сборных кабин, что позволяет заранее выявлять потенциальные дефекты и гарантировать соответствие поставляемой продукции заданному уровню качества.
Типичные сценарии применения и анализ конкретных случаев
В последние годы сборные кабины с фиксированной контейнерной конструкцией успешно используются в нескольких крупных фотоэлектрических проектах.
Например, в фотоэлектрическом парке Гунхэ в провинции Цинхай было развернуто в общей сложности 32 сборные кабины класса C, охватывающие повышающую систему мощностью 100 МВт. В проекте используется двухслойная теплоизоляционная конструкция и интеллектуальная система контроля температуры, обеспечивающая нормальную работу оборудования внутри кабин даже в экстремальных условиях при зимних температурах до -25℃. Другой типичный пример — интегрированный проект ветро-солнечной системы с накопителями энергии во Внутренней Монголии, где сборные кабины интегрированы с аккумуляторными батареями, а предотвращение пожаров обеспечивается за счет предварительно установленных систем противопожарной защиты и газопожарных устройств. Эти примеры демонстрируют, что стандартизированные высококачественные сборные кабины не только повышают стабильность системы, но и эффективно снижают эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание, а также количество аварий. Направление развития: Глубокая интеграция интеллектуального и экологически чистого производства . С развитием технологий Интернета вещей (IoT), граничных вычислений и искусственного интеллекта сборные кабины для оборудования развиваются в направлении более высокого уровня интеллекта. В будущих сборных кабинах будет интегрировано больше сенсорных узлов для мониторинга ключевых параметров, таких как температура, влажность, частичный разряд и состояние кабельных соединений в режиме реального времени, и загрузки этих данных на облачную платформу через сеть 5G для обеспечения прогнозируемого технического обслуживания. Тем временем производственный сектор также продвигает ?зеленую? и низкоуглеродную трансформацию, внедряя экологически чистые технологии, такие как переработанная сталь, низкоэнергетические процессы сварки и покрытия без растворителей, чтобы сократить выбросы углекислого газа на протяжении всего жизненного цикла. Некоторые ведущие компании уже добились автоматизации и цифровизации линий по производству сборных модулей, что позволяет осуществлять полное визуальное управление процессом от складирования сырья до доставки готовой продукции, еще больше укрепляя основу для внедрения стандартных уровней качества. Улучшение отраслевых стандартов и поддержка политики стимулируют модернизацию промышленности. Национальное энергетическое управление, Министерство промышленности и информационных технологий и другие ведомства в последние годы последовательно издали ряд политик, направленных на поощрение использования сборных модульных решений на фотоэлектрических электростанциях. В ?Руководящих указаниях по содействию развитию новых систем хранения энергии в энергосистеме? четко указано, что вновь строящиеся крупные фотоэлектрические электростанции должны отдавать приоритет модульным и сборным конфигурациям оборудования. В то же время Китайский электроэнергетический совет возглавил разработку ?Общих технических условий на сборные модули оборудования фотоэлектрических электростанций?,进一步 уточнив технические показатели, такие как прочность конструкции, электромагнитная совместимость и огнестойкость, обеспечив единый технический стандарт для отрасли. Местные электросетевые компании также постепенно включают сборные модули в свои тендерные и закупочные каталоги, уточняя пороговые значения уровня качества, заставляя производителей повышать свои научно-исследовательские и производственные возможности и способствуя развитию высококачественной продукции по всей цепочке поставок.