一、關鍵類型的光伏預制艙：根據功能和場景進行分類

以“工廠預制和現場組裝”為關鍵特征，光伏預制艙通過模塊化縮短了電站的建設周期。其類型劃分圍繞“電壓等級”、“功能分區(qū)”和“安裝場景”進行。不同類型的光伏電站適應不同階段：

1. 按電壓等級劃分：高壓預制艙、低壓預制艙、高壓預制艙
高壓光伏預制艙：
電壓等級多為 35kV、110kV(少數大型電站達 220kV) ，關鍵用于光伏電站的“并網側”，負責電能變壓和并網功能。高壓開關柜和變壓器(如 35kV箱式變壓器、變壓器、避雷器等設施應滿足高壓絕緣和避雷要求(如艙體接地電阻)≤4Ω）。
工藝特點：艙體采用鋼板焊接結構(薄厚)≥2mm)，內部設有單獨的高壓室和控制室(物理隔離，避免高壓影響)，配有溫濕度控制系統(tǒng)(溫度控制在 5-40℃，濕度≤與氣體絕緣設備(如 SF?氣體絕緣開關，適配高電壓絕緣需求) 。

適應場景：集中式光伏電站(如沙漠) 100MW 在上述電站的并網階段，逆變器需要輸出中低壓電能(如 10kV）升到 35kV以上，接入區(qū)域電網。

低壓光伏預制艙：
電壓等級多為 0.4kV、10kV，聚焦光伏電站的“電能轉換和分配側”，連接逆變器和中高壓設備。低壓配電柜、匯流箱、接觸器、電能計量裝置等。集成在機艙內。其主要功能是匯總和分配逆變器輸出的DC電能(逆變器后為低壓交流)，或短期存儲(部分包括儲能模塊)。
工藝特點：艙體結構相對較輕(鋼板厚度) 1.5-2mm)內部按“集流”， - 配電 - 控制“分區(qū)布局，不需要復雜的氣體絕緣(主要是空氣絕緣)，但需要加強熱量排放(如安裝軸流風扇，適應逆變器運行時的低燒耗)。
適應情況：分布式光伏項目(如工業(yè)屋頂) 5MW 電站）、集中式電站逆變器集群區(qū)域，用于將電能(如直接供應廠區(qū)負荷)輸送至高壓預制艙變壓。
高壓光伏預制艙(補充類型，連接高低壓)：

電壓等級多為 10kV、適用于“逆變器導出”20kV - 高壓并網中間環(huán)節(jié)，內部集成中壓開關柜、無功補償裝置(如 SVG），用于穩(wěn)定電壓，補償無功負載，減少電能損耗。多見于中型光伏電站(20-100MW)，平衡高低壓設備的適應需求。

2. 按功能劃分：配電預制艙、逆變器預制艙、綜合控制預制艙
光伏配電預制艙：
主要功能是“電能分配與保護”，內部集成開關、斷路器和保護裝置（如過流保護和漏電保護），無論高低壓如何，用于將光伏陣列產生的電能分配到不同的負載（如電站自用負載和并網線路），或在發(fā)生故障時斷開電路，以確保設備的安全。
適應場景：所有類型的光伏電站都是電能流通的“樞紐節(jié)點”，如集中電站的配電子站和分布式電站的屋頂配電區(qū)。
光伏逆變器預制艙：
“集成艙”是專門為逆變器設計的，內部容納 1-4 臺式光伏逆變器(按功率選擇500kW、1000kW 逆變器）、對逆變器室外安裝和運行穩(wěn)定性問題進行關鍵處理，包括直流匯流箱、制冷系統(tǒng)(如液冷或風冷設備)。
工藝特點：艙體設有獨立的排熱通道(與設備區(qū)隔離)，溫度控制精度高(逆變器運行溫度要求≤50℃)，保護等級≥IP54(防風沙、防雨)，適用于室外惡劣環(huán)境(如高溫、大風)。
適應場景：集中光伏電站逆變器集群區(qū)域（如每個艙位的容納 2 臺1000kW 逆變器，服務 20MW 光伏陣列）、地面安裝區(qū)域為分布式電站。
光伏綜合控制預制艙：
集成“配電控制通訊功能，除配電設備外，內部還配備了電站監(jiān)控系統(tǒng)(如 SCADA 系統(tǒng)）、通信模塊(4G/5G) 或者光纖通信)、應急電源，可實現光伏電站局部區(qū)域的電能監(jiān)測、故障預警和遠程操作。

適配場景：大型集中光伏電站的分區(qū)監(jiān)控中心(如按壓 50MW 分區(qū)設置）、偏遠電站(如高原、沙漠電站)需要遠程運維。

3. 根據安裝方法：路面預制艙、屋頂預制艙
路面式光伏預制艙：
機艙底部設有混凝土基礎(或鋼結構支架)，安裝在地面較寬的區(qū)域，體型較大(常見尺寸) 6m×3m×2.5m，可以定制更大的尺寸，適合大功率設備(例如， 35kV高壓設備，多臺逆變器)。
優(yōu)點:安裝空間充足，設備維護方便(可設側門、頂門)，排熱條件好；缺點:需要占用路面土地資源，適用于集中電站的開放區(qū)域。
屋頂式光伏預制艙：
身材小巧(常見尺寸) 3m×2m×2m)，重量輕（≤5t)通過支架固定在工業(yè)廠房和公共建筑的屋頂上，以滿足分布式光伏項目的小功率需求(如內部集成)。 1 臺 500kW逆變器低壓配電設備)。
優(yōu)點：不占用路面空間，就近消耗電能(減少輸電消耗)；缺點：受屋頂負載限制(需要滿足)≥0.5kN/㎡裝載)，維護空間有限，需要提升艙體開門方向(繞過屋頂障礙物)。
二、高壓與低壓光伏預制艙性能對比：關鍵差異與適配邏輯

高壓與低壓光伏預制艙的性能差異，源于 “電壓等級決定的功能定位”，集中體現在 “絕緣防護、設備配置、運行穩(wěn)定性、適用場景” 四大維度，具體對比如下：

1. 關鍵功能：定位電站不同電能流轉環(huán)節(jié)
高壓光伏預制艙：并網樞紐，負責升壓與電網接入
關鍵功能是 “電能升壓 + 并網控制”—— 接收低壓 / 中壓預制艙輸送的電能（如 10kV），通過艙內變壓器升至 35kV 及以上，經高壓開關、互感器檢測合格后，接入區(qū)域電網（如國家電網 35kV 線路）。同時具備 “并網保護” 功能：當電網電壓、頻率異常時（如電壓波動 ±5%），可自動斷開并網開關，防止故障電能倒灌電網。
功能特點：需與電網調度系統(tǒng)聯動（如接收電網的并網指令、負荷調節(jié)信號），是光伏電站與外部電網的 “連接橋梁”，直接影響電站的并網效率與合規(guī)性。
低壓光伏預制艙：轉換分配，銜接發(fā)電與用電 / 升壓環(huán)節(jié)
關鍵功能是 “電能匯總 + 轉換 + 分配”—— 先通過匯流箱匯總光伏逆變器輸出的低壓交流電（如 0.4kV），再經低壓配電柜分配至兩類負荷：一是電站自用負荷（如運維人員宿舍、監(jiān)控設備用電），二是輸送至中壓 / 高壓預制艙（用于升壓并網）。部分低壓艙還集成儲能模塊（如鋰電池儲能，容量 50-200kWh），可存儲多余電能，在用電高峰時釋放。

功能特點：更貼近光伏發(fā)電端與本地負荷，是電站內部電能 “調度中心”，影響電能的本地消納率與輸送效率。

2. 絕緣與防護性能：高壓艙要求更嚴苛
高壓光伏預制艙：高絕緣等級，強化防爆防雷
絕緣要求：因電壓高（35kV 及以上），艙內設備絕緣等級需≥A 級（按 GB/T 11021《電氣絕緣的耐熱性分級》），高壓柜體采用氣體絕緣（如 SF?氣體，絕緣強度是空氣的 2.5 倍）或固體絕緣（如環(huán)氧樹脂絕緣件），艙體與地面之間設絕緣墊層（如絕緣橡膠板，厚度≥10mm），防止接地漏電。
防護等級：艙體防護等級≥IP54（防沙塵、防濺水），戶外安裝時可升級至 IP55；高壓室設防爆泄壓裝置（如泄壓面積≥0.05㎡/m3），防止內部電弧故障引發(fā)艙體損壞；防雷等級≥Class B（按 IEC 62305 標準），接地網采用 “環(huán)形接地”（接地電阻≤4Ω），抵御直擊雷與感應雷。
低壓光伏預制艙：基礎絕緣，側重防塵防水
絕緣要求：電壓低（0.4-10kV），設備絕緣等級≥B 級即可，以空氣絕緣為主，低壓配電柜內的母線、開關采用絕緣導線（如 PVC 絕緣導線），無需復雜氣體絕緣；艙體接地電阻≤10Ω（滿足低壓設備接地需求），接地方式為 “單點接地”（簡化施工）。

防護等級：常規(guī)場景≥IP54，屋頂或潮濕環(huán)境（如南方多雨地區(qū)）升級至 IP55；無需防爆泄壓裝置（低壓設備故障時電弧能量小，風險低）；防雷等級≥Class C，主要防護感應雷（如通過加裝浪涌保護器，限制雷擊過電壓）。

3. 設備配置：高壓艙集成高規(guī)格關鍵設備
高壓光伏預制艙：以高壓設備為關鍵
關鍵設備包括：35kV/110kV 箱式變壓器（容量 5-50MVA，根據電站規(guī)模選型）、高壓真空斷路器（額定電流 1250-2500A，分斷能力 31.5-40kA）、電流互感器（精度 0.2S 級，用于電能計量與保護）、電壓互感器（精度 0.5 級，監(jiān)測電網電壓）、SF?氣體絕緣開關柜（減少占地面積，適配戶外環(huán)境）。
配置特點：設備規(guī)格高（如變壓器損耗≤0.5%）、成本占比大（高壓設備成本約占艙體總造價的 60%-70%），需專業(yè)人員進行設備調試（如變壓器油位檢測、SF?氣體壓力監(jiān)測）。
低壓光伏預制艙：以低壓配電與控制設備為主
關鍵設備包括：0.4kV 低壓配電柜（含斷路器、接觸器，額定電流 630-1250A）、光伏匯流箱（輸入路數 8-16 路，適配光伏陣列輸出）、電能表（精度 0.5 級，計量自用與并網電能）、浪涌保護器（額定電壓 275V，防護低壓側雷擊過電壓）、小型儲能變流器（若含儲能模塊，功率 50-200kW）。

配置特點：設備規(guī)格適中，成本占比均衡（低壓設備成本約占艙體總造價的 40%-50%），調試難度低（常規(guī)電工即可完成接線與參數設置）。

4. 運行穩(wěn)定性：高壓艙對環(huán)境與運維要求更高
高壓光伏預制艙：需精準控制運行環(huán)境
溫濕度控制：艙內溫度需穩(wěn)定在 5-40℃（變壓器運行時溫度升高，需通過空調或強迫風冷降溫，避免絕緣老化），濕度≤85%（防止 SF?氣體受潮液化，影響絕緣）；部分寒冷地區(qū)（如東北 - 30℃以下）需加裝電加熱裝置（維持艙內溫度≥5℃）。
運維需求：需定期檢測高壓設備狀態(tài)（如每 3 個月檢測 SF?氣體壓力與純度，每 6 個月檢測變壓器油質），故障處理難度大（如高壓斷路器故障需專業(yè)廠家維修），運維周期長（單次運維 2-4 小時）。
穩(wěn)定性優(yōu)勢：設備冗余設計多（如雙電源切換、備用斷路器），長期運行故障率低（年故障率≤1%），適合連續(xù)并網運行（全年運行時間≥8000 小時）。
低壓光伏預制艙：環(huán)境適應性更強，運維更簡便
溫濕度控制：溫度控制在 - 10-50℃（低壓設備耐溫范圍寬），濕度≤90%（短期潮濕不影響絕緣）；常規(guī)場景用軸流風扇散熱（成本低），高溫環(huán)境（如南方夏季 40℃以上）加裝空調即可。
運維需求：日常運維以 “外觀檢查 + 參數讀取” 為主（如每周檢查配電柜指示燈、每月讀取電能表數據），故障處理簡單（如斷路器跳閘可現場復位，匯流箱故障可快速更換模塊），單次運維時間≤1 小時。

穩(wěn)定性優(yōu)勢：設備模塊化程度高（如匯流箱、儲能模塊可快速更換），故障影響范圍小（僅影響局部光伏陣列或負荷），適合靈活調整運行狀態(tài)（如根據負荷需求切換 “并網” 或 “離網” 模式）。

5. 適用場景：按電站規(guī)模與電能流向適配
高壓光伏預制艙：適配大型集中式電站并網
適合場景：集中式光伏電站（規(guī)模≥20MW）的并網環(huán)節(jié)，如沙漠、高原、平原地區(qū)的大型電站，需將大量電能升壓后接入高壓電網（35kV 及以上），實現遠距離輸送（如輸送至幾十公里外的城市電網）。
典型案例：某 500MW 沙漠光伏電站，按 “每 100MW 配置 1 臺 35kV 高壓預制艙” 的方案，將電站分為 5 個分區(qū)，每個分區(qū)的電能經高壓艙升壓后，匯總接入 110kV 區(qū)域電網，滿足大規(guī)模并網需求。
低壓光伏預制艙：適配分布式與中小型集中式電站
適合場景：分布式光伏項目（規(guī)模≤10MW，如工商業(yè)屋頂、園區(qū)電站），用于就近分配電能（如將電能直接供給廠房生產負荷，減少輸電損耗）；中小型集中式電站（10-20MW）的逆變器輸出端，銜接中壓預制艙或直接供給本地負荷（如電站運維中心、周邊村落用電）。

典型案例：某 5MW 工商業(yè)屋頂光伏項目，在屋頂安裝 2 臺低壓預制艙（每臺集成 1 臺 2500kW 逆變器 + 低壓配電柜），將光伏電能直接供給廠房生產線（自用率≥80%），剩余電能通過 10kV 線路輸送至電網，實現 “就近消納為主、并網為輔” 的運行模式。

三、場景化選擇建議
優(yōu)先選高壓光伏預制艙的場景：
大型集中式光伏電站（規(guī)模≥20MW），需接入 35kV 及以上高壓電網，實現遠距離、大容量電能輸送；
電網接入點距離電站較遠（如超過 10 公里），需通過升壓減少輸電損耗（高壓輸電損耗比低壓低 50%-70%）；
電站以 “全額并網” 為主要目標（如無本地負荷，電能全出售給電網），需滿足電網嚴苛的并網標準（如電壓波動、頻率穩(wěn)定要求）。
優(yōu)先選低壓光伏預制艙的場景：
分布式光伏項目（工商業(yè)屋頂、園區(qū)、戶用集群），需就近分配電能（自用為主，余電并網），減少輸電環(huán)節(jié)；
中小型集中式電站（規(guī)模≤20MW），本地有負荷需求（如電站自用、周邊村鎮(zhèn)用電），需靈活調整電能分配；

建設周期短、預算有限的項目（低壓預制艙造價約為高壓艙的 30%-50%，調試周期縮短 50%），需快速投運產生收益。

總結
光伏預制艙的類型選擇需 “按功能定類型，按電壓定規(guī)格”—— 高壓預制艙是電站并網的 “關鍵樞紐”，以高絕緣、高穩(wěn)定性適配大型集中式電站的大容量并網需求；低壓預制艙是電能轉換分配的 “靈活節(jié)點”，以低成本、易運維適配分布式與中小型電站的本地消納需求。兩者無絕 對優(yōu)劣，關鍵在于貼合電站規(guī)模、電能流向與電網接入條件，通過模塊化設計實現 “快速建設、安全運行、高效發(fā)電” 的目標。