（浙江浙能长兴新能源有限公司 浙江长兴 313100）
摘要：升压箱变是光伏电站的主要变电设备，一般长期运行在外，盛夏来临，高温天气不断，容易导致暴露在烈日下的箱变频繁启动散热风机，增加电量损耗的同时，影响设备使用寿命，存在安全隐患。在箱变顶部加装光伏组件可以明显降低箱变运行温度，减少风机启动时间，减损降耗的同时增加电站容量，确保箱变安全稳定运行，提高公司生产效益。
关键词：箱变；降温；增效
1 光伏电站简介
浙江某大型地面光伏电站采用“农光互补”模式开发建设，不改变农业用地性质，装机容量为84.3MWp，年均上网电量约7662万千瓦时，设计寿命25年。
电站采用“分散逆变，就地升压，集中并网”的方案，通过46台升压箱变将整个光伏发电系统分为46个光伏发电单元，将6或7台箱变高压侧并联为一个联合单元，通过一条集电线路，接入升压站35kV一次舱进行汇流，最终通过#1主变从35kV升压至110kV后接入电网。
2 项目任务及优势
本项目是在电站现有46台箱变中选择具备改造条件的43台箱变进行顶部加装光伏发电组件的方案（经现场勘查，#20、#21、#35箱变因方位及空间原因，无法加装光伏组件），本项目的最终目的是充分利用现有空间。
该项目存在以下优势：
（1）有效防止阳光直射，降低箱变运行温度，减少风机启动时间，降低箱变生产用电，提高生产效益。
（2）优化箱变生产运行环境，降低箱变本体及其配件使用损耗，确保安全稳定运行。
（3）本方案设计共加装72片封装单晶硅光伏组件645块，单块峰值功率335W，完成后光伏电站可增容216.1kW。经测算，预计每年可为电站增收约21万元，结合成本，此技改项目有较高的经济效益。
3 电气方案
本方案拟对43台箱变顶部各加装15块光伏组件，15块组件分个7个2块的组合和1块分别串入附近的光伏组串。原光伏组串为20块一串，改造后光伏组件的最大串联数为22块。每台箱变增容5.025kW，整站共计新增216.1kW装机容量。校验如下：
（1）光伏组串电压校验
光伏组串最大串联数取22，最大开路电压为1011.56V，小于逆变器最大输入电压。
（2）箱变容量校验
通过站内数据统计分析，#44箱变接入容量最高，已达2123.9kVA，根据35kV升压箱变技术协议的技术参数，箱变的冷却方式为AN/AF方式，在自然冷却方式下箱变容量为1600kVA，在风冷方式下是自冷方式的1.4倍，即2240kVA，大于增容后2129kVA。根据光伏发电的特性，受环境影响较大，一般不会连续处于发电峰值状态，箱变容量满足光伏增容。
（3）35kV集电线路校验
新增组件后，所有35kV集电线路中工作电流最大的是185.4A。根据铝合金电缆技术协议提供的技术参数，ZC- YJLHV22-26/35kV 3x120额定载流量为262A，直埋敷设，载流量修改系数取0.92x0.8=0.736，修正后为192.8A。满足载流量的要求。
增加0.216075MW后电站总的装机容量为84.5MW，电站110kV主变压器容量为90MVA，满足总装机容量的要求。
4 发电量计算
以单晶硅组件为例，在不考虑组件衰减的情况下，本光伏发电工程的光伏组件发电量统计如下表：
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考虑不同的电池组件效率随着时间也存在着衰减，根据光伏组件厂家的保证值，可以计算25年发电期间的0.22MW装机每年发电量。单晶组件首年的输出功率衰减率不大于2.5%，此后每年不大于0.7%，第25年的输出功率不低于80.7%，由此可计算出光伏电站25年内的发电量。
经计算，0.22MW光伏系统在25年运营周期中可实现总发电量约500万度，年平均发电量可达到20万度，年均利用小时数911h。
5 土建工程
5.1 概况
遮阳棚结构型式为单层钢结构，棚顶倾角5°，棚顶覆盖光伏板，达到对箱变降温遮阳的效果。本工程结构的设计使用年限为25年，建筑抗震设防分类为丙类，抗震设防烈度为6度，50年一遇基本风压0.45kN/㎡，50年一遇基本雪压为0.45kN/㎡。
5.2 结构材料
(1)钢结构材质：
a.所有钢构件采用Q235B，Q235B力学性能和化学成分应符合《碳素钢结构》GB/T700-2006中镇静钢的规定。
b.檩条采用卷边槽型冷弯薄壁型钢，质量应符合《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002。
c.本工程钢结构热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差，执行《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T709-2006。
(2)焊接材料
手工电焊用焊条应符合《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T5117-2012的规定，选择的焊条型号应与主体金属强度相匹配。埋弧自动焊或半自动焊的焊丝和焊剂型号应与主体金属强度相匹配，焊丝性能应符合《熔化焊用钢丝》GB/T14957-1994的规定。
(3)螺栓
普通螺栓--按《碳素结构钢》中规定的Q235钢制成，性能等级为4.6级，机械性能满足《六角头螺栓C级》GB/T5780-2016、《1型六角螺母C级》GB/T41-2016的规定。
(4)化学锚栓
化学锚栓为8.8级热镀锌钢螺杆M12特殊倒锥形化学锚栓，锚栓性能应符合《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145-2013）的有关规定。锚栓及胶黏剂应采用有资质厂家生产的合格产品，并满足图纸中的规定。
(5)钢结构构件应严格按照《GB 50205-2001》进行制作，尺寸无误后再进行下料加工，出厂前应进行预装配和检查。
(6)除锈和防腐：
a.构件制作完毕后进行抛丸除锈处理，除锈等级为Sa2.5。
b.本工程主体钢结构采用油漆防腐方式，氯乙烯底漆二道，总厚80μm，氯乙烯中间漆一道，厚度40μm，氯乙烯面漆二道，总厚80μm，底漆、中间漆和面漆的总厚度要求达到200μm以上，第一道防锈漆必须在钢结构除锈后4小时内进行。
c.檩条采用冷弯薄壁型钢，均采用热镀锌防腐，热浸锌层厚度不小于65μm。
d.现场假如进行焊接，焊接完成后需补漆，补漆的要求同b。
(7)结构安装前应对构件进行全面检查，核对构件数量、长度、垂直度、平整度等是否符合设计要求和规范要求。
结构安装前应对构件进行全面检查：如构件的数量、长度、垂直度、 平整度、安装接头处螺栓孔的尺寸等是否符合设计要求和规范要求。
(8)安装过程中必须确保结构稳定性和不产生永久变形，避免在6级风以上进行安装。
(9)施工完成后，按《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001检测和办理交接验收。
(10)化学锚栓的施工与验收应按《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145-2013）的规定进行。
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图1 项目结构图
5.3 其他
结构图详见附件，除图中特别注明外，尺寸均已毫米为单位，标高以米为单位。
结构在使用过程中应定期进行油漆、维护。
6 结语
合理的空间利用，以及专业的方案设计、施工，让箱变顶部加装“遮阳篷”成为光伏电站具有降温、增效、优化箱变及配套设备运行环境，确保安全生产的技改项目。
参考文献
[1]GB/T700-2006,碳素钢结构[S].北京:中国标准出版社,2007.
[2]李钟实.太阳能光伏发电系统设计施工与维护[D].人民邮电出版社，2010.
[3]GB50018-2002,冷弯薄壁型钢结构技术规范[S].北京:中国计划出版社,2002.
[4]GB/T709-2006.热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差[S].中国标准出版社，2006.