CN205490293U - 一种漂浮式逆变升压发电装置 - Google Patents

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吴斌
邹绍坤
吴国欧
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Abstract

本实用新型公开了一种漂浮式逆变升压发电装置,其包括逆变箱、变压器、内部中空或内部填充发泡物的水上漂浮平台。逆变箱、变压器安装在水上漂浮平台上;水上漂浮平台的周边设置有若干重力平衡箱。本实用新型能突破传统逆变升压发电装置的位置限制,将逆变器和箱变(变压器)漂浮在光伏方阵中间,这样可以是方阵的排布做到最优化,同时由于逆变升压发电装置可以采用工厂化生产,其质量相比于限制浇筑的钢筋混凝土基础要好很多,并且施工非常便捷。

Description

一种漂浮式逆变升压发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种逆变升压发电装置,尤其涉及一种漂浮式逆变升压发电装置。
背景技术
为了拓宽未来光伏发电的应用市场,光伏产业企业正在积极寻找光伏发电应用的更多途径。漂浮式光伏发电站蕴藏着丰富的开发潜力,它可以安装在水库、湖泊、池塘、沉陷区以及水处理厂等水面上,有效地突破了土地资源对光伏发电应用的制约,这对土地资源稀缺但水体众多的地区来说尤其重要。
对于光伏电站而言,逆变升压发电单元即逆变升压发电装置为其核心部件,其作用是将光伏组件所发的直流电转换为符合电网要求的交流电,在单个发电阵列中,直流侧的电流最终都通过电缆汇集于此。因此,逆变升压单元的在阵列中的位置显得尤为重要,不同的排布会影响电缆的长度,进而影响电站的初始投资和发电过程中的电能损失。
传统的水面光伏电站只是将光伏组件安装在水面之上,而逆变升压单元由于其本身很重,一般都安装在电站周围的围堰或者维修通道上,在这种情况下,由于光伏方阵和逆变升压单元距离较远,使得电缆的投资大大增加,电站的电能损耗进一步增大。在中国专利文献公开了“一种水上太阳能发电平台”(申请号:201510175551.6,申请日:2015.04.14)以及“一种水上太阳能发电平台”(申请号:201410034164.6,申请日:2014.1.24),提出了通过桁架将各个浮体相连接形成光伏组件的支撑平台,平台上设有检修通道以及用于固定电池板、电气设备和辅助设备的多种接口。该专利只是简单描述平台上可以固定逆变器等电气设备,至于如何放置电气设备,这些电气设备如何防护,并没有描述清楚。而且,该平台所能提供的浮力为3.84kN,也不能满足逆变升压单元的承重要求。
实用新型内容
为了解决上述问题,本实用新型提出了一种漂浮式逆变升压发电装置,其可以和光伏阵列一起漂浮在发电厂内,其位置可以自由调节,让组件方阵的排布做到最优。故,本实用新型能突破传统逆变升压发电装置的位置限制,将逆变器和箱变(变压器)漂浮在光伏方阵中间,这样可以是方阵的排布做到最优化,同时由于逆变升压发电装置可以采用工厂化生产,其质量相比于限制浇筑的钢筋混凝土基础要好很多,并且施工非常便捷。
本实用新型的解决方案是:一种漂浮式逆变升压发电装置,其包括逆变箱、变压器、内部中空或内部填充发泡物的水上漂浮平台;逆变箱、变压器安装在水上漂浮平台上;水上漂浮平台的周边设置有若干重力平衡箱。
作为上述方案的进一步改进,水上漂浮平台在其宽度上的相对两侧分别设置有平衡翼。
作为上述方案的进一步改进,水上漂浮平台的底部设置有至少一个浮箱。
作为上述方案的进一步改进,水上漂浮平台与逆变箱、变压器的接触面上均设置有金属支撑板,每个金属支撑板设置有接地焊接点。
作为上述方案的进一步改进,水上漂浮平台上设置有若干电缆入线桥架。
进一步地,电缆入线桥架采用至少一个抱箍固定。
再进一步地,抱箍预留有至少一个穿线孔。
作为上述方案的进一步改进,水上漂浮平台的周边安装有若干锚机。
作为上述方案的进一步改进,水上漂浮平台的边沿设置有至少一个油箱,油箱通过导油管连通至变压器的底部。
作为上述方案的进一步改进,水上漂浮平台上设置有两个工字钢底座,逆变箱、变压器分别安装在两个工字钢底座上;每个工字钢底座沿水上漂浮平台的长度方向布置,且两头填充耐候性橡胶。
本实用新型的有益效果为:
1)可以直接将大型逆变升压装置漂浮在水面上,使得逆变升压单元可以实现工厂化生产,现场只需做简单的电缆接线就可以实现其功能,免去了现场做土建基础的施工工序;
2)传统的水上电站,逆变升压装置需要布置在岸上,离光伏阵列本身很远,是的直流侧电缆的初始投资大幅度增加,由于直流侧电压较低,所以其损耗相对较大,影响了电站的发电量;
3)水上漂浮逆变升压装置的成本与传统的岸上安装逆变升压装置的成本相比,增加不多,不过由此而节省下来的直流电缆则相当可观;
4)逆变箱、变压器即便体形庞大,如集装箱式,也可以在岸边进行吊装,然后通过动力船拖至制定区域,不需要修建专门的运维通道。
附图说明
图1是本实用新型较佳实施例提供的漂浮式逆变升压发电装置的立体结构示意图。
图2是图1中漂浮式逆变升压发电装置在水上漂浮发电站的应用示意图。
图3是图1中漂浮式逆变升压发电装置的电缆接线图。
图4是图3中漂浮式逆变升压发电装置的局部剖视图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
请参阅图1及图2,本实用新型的漂浮式逆变升压发电装置主要应用于水上漂浮式发电站。漂浮逆变升压发电装置主要包括:逆变升压浮体(即水上漂浮平台8)、逆变箱6、变压器13、以及其他电缆、缆绳、锚等附件。逆变箱6、变压器13均可以为大型箱体的形式,如集装箱式逆变器、箱式变压器。
如图1所示,集装箱式逆变器和箱变安装直接放置在水上漂浮平台8上,如果箱式逆变器和箱式变压器不是侧进线结构,可在其底部安装300mm~500mm的工字钢作底座5,以满足电缆的转弯半径,工字钢作底座5沿水上漂浮平台8长度方向布置,两头填充三元乙丙等耐候性橡胶。变压器13下部设有导油管12,如果箱变发送漏油,可以将油引导入浮台两侧的油箱11。采用焊接或者螺栓连接使其固定在水上漂浮平台8上,箱体之间的电缆通过桥架3进入箱体,进入箱体处需做好防水处理。
水上漂浮平台8的排水量需达到15吨以上,尺寸长约10m,主体宽约4.5m,在主体宽度之外增加有两个平衡翼9(平衡翼9的长宽可视具体风压、雪压确定),高度约1m。水上漂浮平台8内可填充发泡材料,其上可用不小于5mm的钢板焊接出一个及以上整体作为金属支撑板10,并预留接地焊接点,整个浮台的钢结构部分需做防腐处理。水上漂浮平台8的底部设置有至少一个浮箱14,或者整个水上漂浮平台8可由各种型材将单个浮箱14拼接而成,单个浮箱14可由高密度聚乙烯制作而成。
整个水上漂浮平台8的四角可安装至少一个锚机(用于抛锚和收锚)和若干重力平衡箱1,重力平衡箱1内可以放入铁砂,用于平衡整个水上漂浮平台8的重心。水上漂浮平台8的四周可留有栏杆,其上放置逆变升压箱体(如逆变箱6、变压器13),水上漂浮平台8与电站之间留有扶梯方便维护人员的运维。
集装箱式逆变器及箱式变压器置于水上漂浮平台8之上,或者也可以将逆变箱6、变压器13集成在一个集装箱中,这个集装箱的输入端为直流输入,有12到16个接线端子,输出端为交流10kV或者35kV输出,有两到三组接线端子,输入输出电缆通过至少一个桥架3固定在水上漂浮平台8之上。两个集装箱(即逆变箱6、变压器13)之间可以使用铜排进行硬连接,也可以使用电缆连接,连接电缆以及进入逆变器的进线电缆和箱变的出线电缆都通过桥架3敷设在水上漂浮平台8的表面。这里逆变器集装箱和箱式变压器要做成侧进线结构,以保证电缆的连接,如果不是侧进线结构,则箱式逆变器和箱变可通过工字钢等型材垫高,以满足电缆转弯半径的要求,如设置工字钢底座5。逆变箱6、变压器13分别安装在两个工字钢底座5上,每个工字钢底座5沿水上漂浮平台8的长度方向布置,且两头填充耐候性橡胶4,如三元乙丙防水橡胶。
如图2所示,水上漂浮平台8位于整个发电方阵即光伏方阵的中央区域,光伏方阵主要由副浮体21、主浮体22、光伏电池组件23、不锈钢加强浮体24相互连接而成,使得主浮体22呈阵列式分布。水上漂浮平台8的固定首先通过其自有的锚固系统固定与水面上,其次,使用缆绳将水上漂浮平台8与四周的漂浮电站固定,这样可以减少浮体与电站本身的相对位移,固定处的水上漂浮平台8需要做加强处理。用于固定连接的缆绳规格和数量需要结合厂址风压等情况决定。
请结合图3及图4,在水上漂浮平台8的前后各有一个抱箍2用于固定电缆。整个浮台漂浮与水面上,通过锁链(图未示)和锚绳16定使其停泊在固定的水面上,同时,通过锁链17与四周的光伏方阵相连接,使水上漂浮平台8和光伏方阵之间的位置相对固定,不发生大距离的偏移。直流电缆可以通过直流电缆入线抱箍2进入三个方向的进线口进入逆变器直流侧,低压交流电缆25通过桥架3进入箱变低压侧,交流高压电缆14通过另一个桥架3送出浮台即水上漂浮平台8,抱箍2用于固定电缆。直流入线抱箍预留8个穿线孔19,穿线孔19径根据项目需要灵活调整。
水上漂浮平台8上放置集装箱式逆变器和箱式变压器,集装箱之间预留一定的安全距离,逆变器集装箱到箱变之间的电气连接既可以采用铜排进行硬连接,也可以通过电缆从预留的线缆孔位即穿线孔19进行连接,需要根据两个集装箱及浮体本身确定其重心,确保整个浮体的稳定。
水上漂浮平台8前端预留两个抱箍2用于固定直流电缆一17与直流电缆二18,直流电缆一17穿过穿线孔19与逆变器集装箱相连,箱变出线即直流电缆二18穿过另外的穿线孔19再经后端预留的抱箍2使电缆与水上漂浮平台8固定,线缆固定处要加装橡胶护垫15等缓冲材料用以保护电缆。
逆变升压设备浮台首先是对角抛锚固定,其次通过缆绳与四周的光伏组件相连,使该浮台和光伏阵列实现相对固定,具体连接缆绳的数量根据当地风压等条件确定。
综上所述,本实用新型设计的漂浮式逆变升压发电装置描述了其如何与光伏电站本体实现相对固定,改变了集中式逆变器和箱变只能安装在陆地上的现状,通过水上漂浮平台可以将集中式逆变器和箱变固定在广阔的水面上,为水上光伏电站的建设提供了更为灵活的阵列布置;使逆变升压单元尽可能布置在光伏阵列的中央区域,使其总的直流电缆用量降到最低,降低了电能损耗,有利于提高发电量;同时,由于整个装置都是工厂化生产,到项目现场只需要拼接组装就可以了,这样有利于保证现场的施工质量和加快现场施工进度。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种漂浮式逆变升压发电装置,其包括逆变箱(6)、变压器(13);其特征在于:其还包括内部中空或内部填充发泡物的水上漂浮平台(8);逆变箱(6)、变压器(13)安装在水上漂浮平台(8)上;水上漂浮平台(8)的周边设置有若干重力平衡箱(1)。
2.如权利要求1所述的漂浮式逆变升压发电装置,其特征在于:水上漂浮平台(8)在其宽度上的相对两侧分别设置有平衡翼(9)。
3.如权利要求1所述的漂浮式逆变升压发电装置,其特征在于:水上漂浮平台(8)的底部设置有至少一个浮箱(14)。
4.如权利要求1所述的漂浮式逆变升压发电装置,其特征在于:水上漂浮平台(8)与逆变箱(6)、变压器(13)的接触面上均设置有金属支撑板(10),每个金属支撑板(10)设置有接地焊接点。
5.如权利要求1所述的漂浮式逆变升压发电装置,其特征在于:水上漂浮平台(8)上设置有若干电缆入线桥架(3)。
6.如权利要求5所述的漂浮式逆变升压发电装置,其特征在于:电缆入线桥架(3)采用至少一个抱箍(2)固定。
7.如权利要求6所述的漂浮式逆变升压发电装置,其特征在于:抱箍(2)预留有至少一个穿线孔。
8.如权利要求1所述的漂浮式逆变升压发电装置,其特征在于:水上漂浮平台(8)的周边安装有若干锚机。
9.如权利要求1所述的漂浮式逆变升压发电装置,其特征在于:水上漂浮平台(8)的边沿设置有至少一个油箱(11),油箱(11)通过导油管(12)连通至变压器(13)的底部。
10.如权利要求1所述的漂浮式逆变升压发电装置,其特征在于:水上漂浮平台(8)上设置有两个工字钢底座(5),逆变箱(6)、变压器(13)分别安装在两个工字钢底座(5)上;每个工字钢底座(5)沿水上漂浮平台(8)的长度方向布置,且两头填充耐候性橡胶。
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