集装箱箱体的设计强度能够抵御强冲击力与较大载荷,大于一般建筑的结构设计强度。因此,单层布置的集装箱能够较好地承受建筑的各类载荷,满足变电站建筑的结构力学需求。按照集装箱的单层布置方式,通过有限元软件建立集装箱结构模型,对集装箱的各种建筑载荷(包括自重载荷、固定载荷、海上风载荷、雨载荷、活动载荷等)进行所有可能的载荷组合进行仿真计算。结果表明,用于海上柔性直流输电的集装箱的各个构件产生的应力均小于钢材的允许应力,各个构件产生的变形均小于建筑结构允许变形。
集装箱裸箱本体无法实现空气调节、隔热节能等建筑属性和功能。因此,变电站集装箱建筑物需采用合适的保温隔热材料以及空气调节方案,使得集装箱增加空气调节的建筑功能,满足房间内设备对环境的需求。柔性直流输电变流器对环境温度较为敏感,因此将水冷空调单独放置在一个集装箱内,该水冷系统为变流器进行散热。
集装箱作为一般性运输工具,使用年限在7~10年。柔性直流等一次设备设计使用年限为25年,这两种设备用房如果采用集装箱式建筑,则需要对集装箱提出耐久性的要求。因此,应使用铝合金板、不锈钢板这一类耐久性好的维护材料,制定科学合理的防腐涂层方案,认真分析使用环境,严格执行运行保护措施,使集装箱的使用时间能够和直流输电设备使用时间相匹配。
3、集装箱式海上柔性直流输电的优势
与传统方案相比,集装箱式柔性直流输电系统有如下优点:
1)节省导线。由于直流输电仅需两根导线(一根线故障时,还可暂时用大地或海水作回路继续送电),因而直流输电节省有色金属、钢材及绝缘子等,其线路功率损耗也减少大约1/3。
2)稳定性好。交流输电的主要问题之一是稳定性问题,直流输电不仅不存在稳定性问题,与交流输电线路并列运行时还能提高交流系统的稳定性。同时直流输电系统传输的功率容易调节,而且调节速度快。
3)建筑面积小。利用集装箱箱体的侧面墙板可分区拆装的特点,遵循相关生产运行检修的规范标准,可合理利用建筑物内外空间,灵活设置设备安装、运行、巡检、更换通道,有效减少设备用房的建筑面积,可比传统建筑物面积减少50%以上。