在屋顶分布式光伏电站中,箱式变电站(简称“箱变”)是连接光伏发电系统与电网的核心设备,承担着电压转换、电能分配、保护监测等关键功能,堪称分布式光伏的“电能枢纽”。以下从作用、技术特点、选型要点及区域应用等方面展开解析。
一、箱式变电站在屋顶分布式光伏中的作用
屋顶分布式光伏电站通常由光伏组件、逆变器、箱式变电站及并网设备组成。箱变的核心作用体现在三方面:
电压转换:光伏组件输出的直流电经逆变器转换为交流电后,电压等级较低(如380V),需通过箱变升压至10kV或35kV,以满足电网接入要求;
电能分配:箱变内部集成高压开关、变压器、低压开关等设备,可将电能分配至不同回路,支持多路并网或自用;
保护与监测:箱变配备过流、过压、短路等保护功能,同时可通过智能终端实现远程监控,保障系统安全运行。
二、屋顶分布式光伏箱变的技术特点
相较于传统变电站,屋顶分布式光伏箱变需适应屋顶环境(空间有限、环境复杂),具备以下技术特性:
紧凑化设计:采用预制舱式结构,集成变压器、高低压开关、保护装置等,体积小、重量轻,适合屋顶有限空间安装;
环境适应性:外壳需具备防雨、防晒、防腐蚀能力,部分场景还需满足防火、防爆要求(如化工企业屋顶);
智能化功能:支持远程监控(如通过4G/5G或光纤传输)、故障诊断、电能质量分析,可与光伏电站监控系统联动;
兼容性优化:针对光伏发电的间歇性特点,箱变需适配逆变器输出特性,确保电能质量(如谐波控制、电压波动抑制)符合电网标准。
三、箱变的选型与安装要点
屋顶分布式光伏箱变的选型需结合项目规模、屋顶条件及电网要求,重点关注以下因素:
容量匹配:箱变容量应略大于光伏电站总装机容量(通常按1.1-1.2倍系数配置),避免过载;
电压等级:根据电网接入点电压选择(如10kV或35kV),工商业屋顶项目多采用10kV;
安装位置:需考虑屋顶承载能力(箱变重量约5-20吨)、通风散热(避免变压器过热)、进出线便利性(电缆敷设路径);
并网要求:需符合当地电网公司技术规范(如保护定值、通信协议、计量方式)。
四、区域应用:工商业大省需求突出
结合上半年光伏装机数据(户用25.6GW、工商业87GW),箱变需求在工商业光伏大省尤为集中:
江苏:作为工商业光伏新增装机第一省(12GW),其屋顶分布式项目对箱变的紧凑性、智能化要求更高,部分项目采用“光伏+储能+箱变”一体化设计;
浙江、广东:两省工商业光伏新增均超8GW,箱变需适应工业厂房、商业综合体等复杂屋顶环境,部分项目因用电负荷大,箱变需支持多回路并网;
山东:工商业光伏新增8GW,传统工业基地的屋顶改造项目对箱变的防腐蚀、防尘性能要求较高。
总结:箱变是分布式光伏规模化发展的关键支撑
随着屋顶分布式光伏向“整县推进”“园区级项目”升级,箱变的紧凑化、智能化、适配性将成为核心竞争力。未来,结合储能系统、智能微网的需求,箱变还将向“多功能集成”(如光伏+储能+充电桩)方向发展,进一步推动分布式光伏与能源结构的深度融合。