电气装备在新能源电站中的应用实践探讨

前言：“明者因时而变，知者随事而制”，随着全球对清洁能源需求的激增，新能源电站建设方兴未艾。电气装备作为新能源电站的核心组成部分，其应用效果直接影响电站的性能与效益。由于新能源电站的类型非常多样化，面临复杂的工况，不同的新能源电站，如风力电站、光伏电站等，对电气装备的要求纷繁复杂，因此，工作人员应精准选型电气装备，确保设备与电站特性匹配，发挥设备的最佳性能。另外，还应充分利用空间资源降低成本，延长设备寿命，进而提高电站的整体效能，保障电站长期稳定运行。

一、精准选型电气装备，夯实电站应用基础

对新型能源工厂而言，因其带来的电能是不稳定的、脉动率较高的，因此，对其中的电子设备具有较高严苛性，应综合电厂类型（风电或光伏）、位置（高温或高海拔）以及输出电能要求等选配变压器、变频器、继电器等，分析其负载能力、性能曲线、防护等级等，在系统极端环境中可靠稳定运行，降低设备故障率，确保其提供可靠、安全输出，有利于提高新能源工厂的产能、电能传输效率。

在西北荒漠地区的百万千瓦级光伏电站建设中，面对高温、沙尘等恶劣环境，项目团队采用精准选型策略。选择具备高 MPPT 性能及高 IP 保护等级（如IP65）的组串式逆变器来代替常规的集中式逆变器。这种逆变器的使用，能够在一定程度上减少设备受到沙尘的破坏，并提高整个系统的发电效率。对于电力转换设备的选型，选择耐热及耗能低的非晶合金变压器替代普通的硅钢变压器，空载损耗可比同类硅钢变压器减低 70% ，使其更适应恶劣环境（荒漠地区极端温度）；选择高短路切断容量的高效断路器以满足故障及速动第一时间识别的要求。投运后，电站发电效率提升 19% ，核心装备故障率较同类电站降低40% ，成功通过精准选型保障了电站稳定运行。

二、创新布局电气装备，优化电站空间效能

传统新能源电站电气装备布局存在空间利用不充分、设备协同性差等问题。创新布局需以模块化、集约化理念为指导，结合电站地形地貌、电力传输路径等因素，科学规划设备安装位置与连接方式。将相同的设备模块化组装，减少导线连接、减少传递损失；多层空间划分配置，提高土地利用率；调整设备距离及排列顺序，方便后期维护检修，实现提高发电厂空间利用效率和设备运行性能两者共赢[1]。

海上风电项目在电气装备布局中进行创新实践，针对海上平台空间有限、安装维护困难的特点，项目团队采用“功能集成 + 立体布局”方案。将变压器、配电柜和控制系统集成在标准预制舱内，作为电力转换模块，从而减少现场的组装工程量；在这一平台设计中，采用立体多层次设计，将海底电缆连接及接地装置安装在底层，将预制舱安装在中间层，通信和检测设备放置于顶层，充分利用了垂直空间。同时，对电缆进行了路径优化，使得同种类的电缆可被集中摆放，将总的电缆长度缩短了约 30% ，进而减少了电缆损耗。同时，这种布置方式增加了项目中每平方米设备的容量 25% ，提高了项目的空间使用率 30% 及降低了设备故障几率，大幅提升了海上风电站的性能。

三、精细运维电气装备，保障电站稳定运行

新能源电站电气装备长期处于复杂工况，传统定期巡检的运维模式难以满足需求。精细运维需依托物联网、大数据、人工智能等技术，构建全生命周期运维管理体系。通过装备关键部位的传感器，可采集温度、振动、电流等数据，这些运行数据都能为大数据精准分析算法提供依据。结合智能诊断系统进行差异化的运维策略，可降低运维成本并延长设备的使用寿命，保障电站能持续稳定运行[2]。

大型风电集群采用精细运维策略保障电气装备稳定，在每台风机的齿轮箱、发电机等关键部件安装振动传感器、温度传感器，实时采集设备运行数据并上传至云端运维平台。智能平台利用机器算法，对数据进行分析后，建立了设备的健康评估模型，其中将涵盖振动频谱数据，对风机齿轮箱轴承故障进行预测，由运维人员提前更换轴承后，避免设备停机的重大损失。另外，智能平台系统将智能规划巡航检查路线，减少维护周期中的不当操作，降低人工成本。该风电集群设备故障率下降 35% ，年均发电量提升 8% ，运维成本降低 22%_< 。

结论：综上所述，“积土而为山，积水而为海”，电气装备在新能源电站中的应用实践是一个不断积累与完善的过程。工作人员通过精准选型，为电站的稳定运行提供前提，当前的电气装备应用有了很大进展，在未来，工作人员将紧跟新能源发展趋势，优化电气装备的选型标准，探索更加创新的布局方式，提升电气装备在新能源电站中的应用水平，为产业发展与繁荣注入强劲动力。

参考文献：

[1] 刘青山 . 中国电气装备：整合见实效创新蓄长力——专访中国电气装备集团有限公司党委书记、董事长白忠泉 [J]. 国资报告 ,2023,(09):87-91.

[2] 徐政. 特约主编寄语“面向新型电力系统的先进电气装备技术”专题[J].高压电器, ,2022,58(07):4+3 .