风电场电气工程课程设计报告
--------------------------专业
风电场电气系统
课程设计报告
题目名称：45MW（35/66KV 升压站）风电场
电气一次系统初步设计
指导教师：
学生姓名：
班级：
设计日期：2013·06·17~2013·06·21
能源动力工程学院
风电场电气工程课程设计课程设计成绩考核表
风电场电气工程课程设计
目录
1 课程设计介绍 (2)
1.1课程设计题目 (2)
1.2课程设计任务与要求 (2)
2 设计过程 (3)
2.1 方案论证 (3)
2.2 设计原理 (3)
3 设计内容 (3)
3.1 风机与箱式变电站接线方案及相关设备选择 (3)
3.2 风电场集电线路接线方案，选择35KV侧的架空线路 (10)
3.3 66KV变电所电气主接线选择 (12)
4 课程设计总结 (17)
参考文献 (17)
附录一：风电机组与升压变压器电气主接线图 (18)
附录二：风电机组集电回路示意图 (19)
附录三：升压变电站电气主接线图 (20)
附录四：设备材料清单 (21)
风电场电气工程课程设计
1 课程设计介绍
1.1 课程设计题目
45MW（35/66KV 升压站）风电场电气一次系统初步设计
本期工程装机规模45MW，计划安装30台1500kW 风力发电机组，并建
设一座66kV 升压变电所。
1.2 课程设计任务与要求
1、设计风机与箱式变电站接线方案，选择下列设备：
（1）35KV侧，断路器（或负荷开关）、熔断器、电缆、架空线路；
（2）690V侧，断路器、电缆
要求：（1）完成风机与箱式变电站电气接线图，图面包含主要电气设备表；
（2）完成设备选择说明或计算。
2、设计风电场集电线路接线方案，选择35KV架空线路
说明：风力发电机出口电压为690V，经箱式变升压至35KV，通过35KV 集
电线路（架空线路），接入风电场66KV变电所35KV开关柜上，再经主变二
次升压至66KV接入电力系统。
要求：（1）画出风电场35KV 集电线路示意图；
（2）完成35KV 集电线路（架空线路）选择。
3、设计66KV变电所电气主接线（含二期工程部分及所用电部分）选择：
（1）66KV主变压器；
（2）所用变压器；
（3）66KV断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器；
（4）35KV断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器；
要求：（1）完成电气主接线设计，图面包含主要电气设备表；
（2）完成设备选择说明或计算。
2
风电场电气工程课程设计
2 设计过程
2.1 方案论证
本次设计的方案，主要是根据设计任务的内容，依次展开。借助图书馆和互联网的相关电力设备手册及相关资料，并且和同学相互探讨，请教老师的方式而逐渐深入该设计。
2.2 设计原理
根据电力设备手册等相关资料上的选择方法，进行计算选择，并通过查找相关类型表，选择合适的电力设备，原则上还需要校核检验。
3 设计内容
正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程的实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而准确的采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。应满足正常运行、维修。短路和过电压情况下的要求，并考虑长期的发展。按当地环境条件检验核对。应力求技术先进和经济合理，与整个工程的建设标准应协调一致；同类设备应尽量减少品种。选用的新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格，在特殊情况下，用未经正式鉴定的心产品时，应经上级批准。选择的高电压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压和过电流的情况下保持正常运行。
3.1 风机与箱式变电站接线方案及相关设备选择
3.1.1 35KV侧
断路器的选择
流过断路器的最大持续工作电流
3
风电场电气工程课程设计
4 N N U S I 3/)05.1(max ?= =)353/(4500005.1??A 779= 额定电压选择 N U =≥g U 35kV 额定电流选择 A I I N 1600max =≥ 经查表比较选择LW8—35A 型
L:六氟化硫断路器 W ：户外式
LW8—35A 参数
名称
数据 名称
数据 额定电压（KV ） 35 额定关合电流 （KA ） 63 最高工作电压（KV ） 40.5 额定动稳定电流 （KA ） 63 额定电流 （A ）
1600 额定热稳定电流 （KA ） 25
额定短路开断电流 （ KA ）
25
熔断器的选择
额定电压选择 N U =≥g U 35kV 最大持续工作电流
N N U S I 3/)05.1(max ?=
=)353/(150005.1??A 28=
额定电流选择 A kI I Nfs 3228*1.1max ===
当短路容量较大时，可考虑在熔断器前串联限流电阻。 选择RN1—35/40型跌开式熔断器，额定电压35kV ，
风电场电气工程课程设计
5 满足要求，断流容量200MVA ，最大开断电流3.5kA 。
R ：熔断器 N ：户内型 RN1—35/40的相关参数
型号 额定电 压 额定电流 开断容量
不小于
（MV A ）
最大开断电流（KA ）
熔管数
质量/kg
熔断器 熔管
RN1—35/40
35 40 200 3.5
2
28.6 10
电缆的选择。
1） 缆芯材料选择：电力电缆一般选用铝芯。 2） 绝缘及内护层选择：
V:聚氯乙烯 L ：铝导线.
3） 铠装及外被层选择：直埋电缆，用聚乙烯 绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。
风电场电气工程课程设计
4）电压及芯数选择：电缆的额定电压应等于
或大于所在网络的额定电压，电缆的最高工作电压不得超过其额定电压的15%，35KV铝芯电缆选择VLV22.
5）电缆选型计算
先计算每相最大工作电流I max
（机组的功率因数：cosΦ=1, P=3UI cosΦ）
I max=1600/（3*35* cosΦ）=27A
6）选型设计
初步选择导体截面为240mm2。
额定允许载流量：240mm2为784A是FDZ-YEYH 1500V电缆在30。C 的环境温度、间隙大于一根电缆直径时空气中的额定载流量。见附表：
8.）因为风力发电机组到箱变的电缆是埋在地下的所以还要考虑温度系数的影响，温度修正系数和排列系数按照标准选取，如下表：
6
风电场电气工程课程设计
7
根据上述所述该电缆的最大载流量应该为：I=784*0.526=412.4 9.） 选型结论：建议每相用3根FDZ-YEYH 1*240的电缆
3.1.2 690V 侧相关设备的选择
断路器的选择
1.断路器允许额定电压： U n =690V
2.最大持续工作电流： I max =1.05 S n /（3U n ）=1406A 经查表比较选择得下表参数，
690v 侧的真空断路器(电气工程设备手册一次部分p650)
风电场电气工程课程设计
8 型号 额定电压kv
最高工作电压kv
额定电流A
额定频率 Hz
额定开端电流峰值 KA
动稳定电流 峰值
KA
4s 热稳定电流峰值KA
额定电容器组开断关合电流A
合闸时间 小于 S
固有分闸时间小于 S
燃弧时间 S 额定关合
电流KA
ZN-10 1600-31.5
10 11.5 1600 50 31.5 80 31.5 >0.1 >0.06 0.3 80
3. 选型结论:断路器选择型号ZN/1600-31.5
Z: 真空断路器 N: 户内型
电缆的选择
1） 缆芯材料选择：电力电缆一般选用铝芯。 2） 绝缘及内护层选择：低压电力电缆一般选用 聚氯乙烯或绝缘聚氯乙烯护套电缆（VLV ） V:聚氯乙烯 L ：铝导线.
7） 铠装及外被层选择：直埋电缆，用 聚乙烯或聚氯乙烯护套的内铠装电缆。
8） 电压及芯数选择：电缆的额定电压应等于或大于所在网络的额定电压，电缆的最
高工作电压不得超过其额定电压的15%，1KV 铝芯电缆选择 VLV22.
9） 已知参数：
发电机计算参数
发电机额定功率：1.5MW 发电机额定电压：690V （带电容器） 发电机绕组接线方式：星接 发电机额定功率因数：1 10） 电缆选型计算
风电场电气工程课程设计
先计算每相最大工作电流I max
（机组的功率因数：cosΦ=1, P=3UI cosΦ）
I max=1500/（3*0.69* cosΦ=1300A）
11）选型设计
导体截面选择：电压等级选择1.5KV,因为基于IGBT脉冲整流的AC-AC变流器方案存在电流影响，其范围是0.69KV~1.5KV之间，而本选型方案需要适合我们这次的设计。
根据设计要求所给的数据，FDZ-YEYH1500-1X240电缆在空气中的载流量是784A。所以初步选择导体截面为240mm2。
额定允许载流量：240mm2为784A是FDZ-YEYH 1500V电缆在30。C的环境温度、间隙大于一根电缆直径时空气中的额定载流量。见附表：
8.）因为风力发电机组到箱变的电缆是埋在地下的所以还要考虑温度系数的影响，温度修正系数和排列系数按照标准选取，如下表：
9
风电场电气工程课程设计
根据上述所述该电缆的最大载流量应该为：I=784*0.526=412.4
9.）选型结论：建议每相用3根FDZ-YEYH 1*240的电缆
3.1.3 风机与箱式变电站电气接线图
见附录一
3.2 风电场集电线路接线方案，选择35KV侧的架空线路
3.2.1 集电线路接线方案
说明：风力发电机出口电压为690V，经箱式变压器升至35KV，通过35KV集点线路（架空线路），接入风电场66KV变电所35KV开关柜上，再经主变二次升压至66KV 接入电力系统。
1）架空线路选型计算：
箱变的额定容量：1600KV A
箱变高压侧的电压：35KV
10
风电场电气工程课程设计
先计算每相最大工作电流I max
（机组的功率因数：cosΦ=1, P=3UI cosΦ）
I max=1600/（3*35* cosΦ）=27A
2）架空线维护要求如下:
(1)架导线的设计安全系数不得小于2.5.避雷线的安全系数应大于导线的安全系数。
(2)线路上钢芯铝绞线的平均运行应力上限达到破坏应力的22%时，在线夹处应加装护
线条；当达到破坏应力的25%时，应再加装防震锤。
(3)架线时最好采用张力放线，并采取措施防止导线磨伤和擦伤。
(4)同一档距内的导线弧垂应力求相同。接线后应立即进行附件安装，以免损伤导线。3）选型设计
根据设计要求所给的数据，FDZ-YEYH1500-1X240电缆在空气中的载流量是784A。所以初步选择导体截面为240mm2。
额定允许载流量：240mm2为784A是FDZ-YEYH 1500V电缆在30。C的环境温度、间隙大于一根电缆直径时空气中的额定载流量。见附表：
4）.因为风力发电机组箱变到变电所电缆是架空的所以不必考虑温度系数的影响。
5）.选型结论：因为我们这次设计的输电回路为6回，且每回有11~12台风电机组，
11
风电场电气工程课程设计
所以我们把每回的架空线路分为两部分，第一部分以6台机组为一线路，则其额定电流I1=6*27=162A,所以第一部分选用一根FDZ-YEYH1500-1X240，第二部分为总的一回路，其有最多12台机组，所以其最大额定电流为I2=27*12=324A，也选用一根FDZ-YEYH1500-1X240。
6.）额定电压为35KV及以下铜芯、铝芯交联聚乙烯绝缘电力电缆：
本产品适用于固定敷设在交流50Hz额定电压35KV及以下的电力输配电线路上作输送电能用，系电网建设和改造用国产线路器材推荐项目。
3.2.2 风电场35KV集电线路示意图
见附录二
3.3 66KV变电所电气主接线选择
3.3.1 66kv主变压器的选择
高压侧电压66KV
低压侧电压35KV
风电场全场总装机容量为：
Pn=30*1500=45000 KW
主变压器台数的选择：
考虑变压器检修，
风电场中应装设两台主变压器。
主变压器容量的选择：由于风电的不连续特性、风电场的利用小时数低及主变压器具有一定的过荷运行特性，因此，要求当一台主变压器停运的时候，另一台主变压器可以依据其自身过负荷能力，将风电场产生的全
12
风电场电气工程课程设计
13 部电能送入电网，计算如下：
Sn=Pn/1.0=45000/1.0=45000KV A
风电机组发电时潮流从风电场送到电网；风电机组不发电时，潮流从系统倒送站用电，电压波动较大，选用有载调压变压器。
由上所用选用SFZ7-50000/66型号变压器，其主要参数如下 66KV 双绕组有载调压电力变压器
型号
额定
容量 KV A
电压组合
短路阻抗% 空载损耗kw
负载损耗kw
空载电流% 连接组别
高压/kv 高压分接范围 低压/kv SFZ7-50000/6
6 50000
66
+8*1.25%
35
9
59.70
205.0
0.7
YNd11 3.3.2 所用变压器
所用变压器的电源有的接在主变的 同一母线上，有的接到另外的外来 电源上，这样当主变压器检修时就 可保证所里继续有电源用。 容量 Pn ’= Pn*10%=4500KW
高压侧电压66KV 低压侧电压35KV
查表选用S7-5000/66型变压器，其参数如下表：
风电场电气工程课程设计
14 型号
额定
容量
KV A 电压组合
短路阻
抗% 空载损
耗kw 负载损
耗kw
空载电
流% 连接组别
高
压/kv 高压分
接范围 低
压
/kv
S7-5000/66 50000 66 +2*2.5% 35
9
9.0 36.0 1.3 YNd11
3.3.3 66kv 侧设备的选择
1）断路器
流过断路器的最大持续工作电流
N N U S I 3/)05.1(max ?=
=)663/(5000005.1??A 460=
额定电压选择 N U =≥g U 35kV 额定电流选择 A I I N 460max =≥
经查手册，选择LW30-72.5/3150户外型六氟化硫断路器 L ：六氟化硫断路器 W ：户外型 其相关参数如下表：
型号
额定
电压 /KV
额定
电流/A 额定
开断
电流/KA 极限通
过电流
峰值/KA 热稳定
电流
4s
固有
分闸
时间/s 合闸
时间
/s
LW30-72.5/3150 72.5 3150
40
100
40 0.033
0.09
风电场电气工程课程设计
15 2）隔离开关
选择的隔离开关需要满足： N U >=66 KV
由上述计算查电力手册选GW4—110 户外型隔离开关
选用的断路器额定电流600A 。 选用的隔离开关额定电压为110kV ， 系统电压66kV 满足要求。
G ：隔离开关 W ：户外型
型号
额定电
压 （kv ）
额定电流 （A ）
动稳定峰值（KV ）
热稳定电流 （KA ） 2S
4S 5S
GW4
-110w 110
1250
80
31.5
3）、电流互感器的选择 4）、电压互感器的选择
5）避雷器的选择
防直击雷最常用的措施是装设避雷针，它是由金属制成，比被保护设备高并具有良好的接地装置，其作用是将雷吸引到自己身上并安全导入地中，型号
形式
应用范围
风电场电气工程课程设计
16 FZ
电站用普通阀型
3-22vk 发电厂，变电所
的配电装置
3.3.4 35kv 侧设备的选择
1）、隔离开关的选择
隔离开关选择GW4—35DW 型号隔离开关 选用的隔离开关额定电压为35kV ， 系统电压35kV 满足要求。
型号
额定电
压 （kv ）
额定电流 （A ） 动稳定峰值（KV ） 热稳定电流 （KA ） 2S 4S 5S GW4- 35DW 35
1250
80
31.5
2）、电流互感器的选择
3）、电压互感器的选择
3.3.5 电气主接线设计
见附录三
风电场电气工程课程设计
4 课程设计总结
通过这次课程设计，我感觉自己这一学期来，所学的相关专业知识还非常欠缺。在设计之初，一切都感觉无从下手，在硬着头皮做了一些任务，但在查设备手册的时候，并没有找到我需要的。我也感觉到了我们所学的这一专业技术的不成熟。风电的发展任重而道远，而我还需要接触大量的专业知识，才能适应该行业的发展。
在设计之中，遇到了很多问题，但是通过与同学相互讨论，请教老师，最近还是迈过了这些障碍。
本次设计有很多力不从心的问题，只能通过查相关的手册，网上资料来尽可能合适的选择器件。
参考文献
《输配电设备手册》 . 机械工业出版社
《风电场电气系统》朱永强张旭主编机械工业出版社
《电力工程电气设计手册电气一次部分》 . 水利电力部西北电力设计院编水利电力出版社
《输配电设备手册》 . 中国电工协会编 . 机械工业出版社
《电力变压器手册》 . 保定天威保变电气股份有限公司组编机械工业出版社
17
风电场电气工程课程设计
18 附录一：风电机组与升压变压器电气主接线图
A
风电场综合统计指标计算公式
风电综合统计指标计算公式 1、平均风速 平均风速是指统计周期内风机轮毂高度处瞬时风速的平均值。取统计周期内全场风机或场内代表性测风塔的风速平均值，即 1 1n i i V V n ==∑ 单位：米/秒（/m s ） 式中： V —统计周期内的风电场平均风速，/m s ； n —统计周期内的全场风机的台数或代表性测风塔的个数； i V —统计周期内的单台风机或单个代表性测风塔的平均风速，/m s 。 2、平均温度 平均温度是指统计周期内风机轮毂高度处环境温度的平均值，即 1 1n i i T T n ==∑ 单位：摄氏度（o C ） 式中： T —统计周期内的风电场平均温度，o C ； n —统计周期内的记录次数； i T —统计周期内的第i 次记录的温度值，o C 。 3、平均空气密度 平均空气密度是指统计周期内风电场所处区域空气密度的平均值，即 P RT ρ= 单位：千克/立方米(3 /kg m ) 式中： ρ—统计周期内的风电场平均空气密度，3 /kg m ； P —统计周期内的风电场平均大气压强，a P ； R —气体常数，取287/J kg K ?；
T —统计周期内的风电场开氏温标平均绝对温度，K 。 4、 平均风功率密度 平均风功率密度是指统计周期内风机轮毂高度处风能在单位面积上所产生的平均功率，即 3 1 12n i wp i D V n ρ==∑()() 单位：瓦特／平方米（2 /W m ） 式中： wp D —统计周期内的风电场平均风功率密度，2 /W m ； n —统计周期内的记录次数； ρ—统计周期内的风电场平均空气密度，3/kg m ； 3 i V —统计周期内的第i 次记录平均风速值的立方。 5、有效风速小时数 有效风速小时数是指统计周期内风机轮毂高度处介于切入风速与切出风速之间的风速累计小时数，简称有效风时数，即 n i i V V V V T T == ∑有效风时数 单位：小时（h ） 式中： T 有效风时数 —统计周期内的风电场有效风时数，h ； 0V —风机的切入风速，/m s ； n V —风机的切出风速，/m s ； i V T —统计周期内出现介于切入风速（0V ）和切出风速（n V ） 之间的风速小时数，h 。 6、风机可利用率 风机可利用率是指统计周期内除去风机因定期维护或故障时数后剩余时数与总时数除去非设备自身责任停机时数后剩余时数的百分比，即 (1)100%A B T B η-=- ?-可利用率 式中： η可利用率—统计周期内的风电场风机可利用率；
风电场发电量计算方法
发电量计算梳理 发电量计算部分，我们所要做的工作是这样的： 当拿到标书（可研报告）等资料后，我们首先要提澄清（向业主索要详细发电量计算所需的资料）；然后选择机型（确定该风电场适合用什么类型的风机）；最后进行发电量计算。 一、澄清 下面列出了发电量计算需要的所有内容，提澄清的时候，缺什么就列出来。 风电场详细发电量计算所需资料汇总 （1）请业主提供风电场的可研报告； （2）请业主提供风电场内的测风塔各高度处完整一年实测风速、风向、风速标准偏差数据，以及测风塔的地理位置坐标； （3）请业主提供测风塔测风数据的密码； （4）风电场是否已确定风机布置位置，若已确定风机位置，请提供相应的固定风机点位坐标； （5）请业主提供风电场的边界拐点坐标； （6）请业主提供风电场内预装轮毂高度处的50年一遇最大风速； （7）请业主提供风电场场址处的空气密度； （8）请业主提供预装轮毂高度处15m/s湍流强度特征值； （9）请业主提供风电场的海拔高度以及累年极端最低温度； （10）请业主提供风电场内测风塔处的综合风切变指数； （11）请业主提供风电场影响发电量结果的各项因素的折减系数。
https://www.360docs.net/doc/f62785397.html,/SELECTION/inputCoord.asp 第二步：打开Global Mapper软件，将.dxf和.zip地形文件拖入。 设置“投影”：Gauss Krueger(3 degree zones)\Gauss Krueger(6 degree zones)； 设置“基准”：XIAN 1980(CHINA)\BEIJING 1954； 设置“地区”：Zone x(xxE-xxE)。 1 将.dxf拖入Global Mapper并设置好投影及基准后，将鼠标放于地图任意位置，软件右下角会显示点位坐标。完整坐标表示应该为横坐标8位，纵坐标7位。而横坐标的前两位经常被省去，如果你看到的是横坐标6位，纵坐标7位，那么横坐标的前两位就是被省略的。此时要人为对地图进行整体偏移。偏移量为“地区”Zone后的数值，见下图。
GBT 19963 风电场接入电力系统技术规定--报批稿
ICS 中华人民共和国国家标准 风电场接入电力系统技术规定 Technical rule for connecting wind farm to power system 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发 布
GB/T 19963—200 目次 前言...................................................................................................................................................................... I I 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 风电场送出线路 (2) 5 风电场有功功率 (2) 6 风电场功率预测 (3) 7 风电场无功容量 (3) 8 风电场电压控制 (3) 9 风电场低电压穿越 (4) 10 风电场运行适应性 (5) 11 风电场电能质量 (6) 12 风电场仿真模型和参数 (6) 13 风电场二次系统 (6) 14 风电场接入系统测试 (7) 参考文献 (9) I
GB/T 19963—200 II 前言 本标准根据国家标准化管理委员会下达的国标委综合【2009】93号《2009年第二批国家标准计划 项目》标准计划修订。 本标准与能源行业标准《大型风电场并网设计技术规范》共同规定了风电场并网的相关技术要求，能源行业标准规定了大型风电场并网的设计技术要求，本标准规定了风电场并网的通用技术要求。 本标准规定了对通过110（66）kV及以上电压等级线路与电力系统连接的新建或扩建风电场的技术要求。 本标准由全国电力监管标准化技术委员会提出并归口。 本标准主要起草单位：中国电力科学研究院。 本标准参加编写单位：龙源电力集团股份有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、中国电力工程顾问集团公司。 本标准主要起草人：王伟胜、迟永宁、戴慧珠、赵海翔、石文辉、李琰、李庆、张博、范子超、陆志刚、胡玉峰、陈建斌、张琳、韩小琪。
风电场模型及其对电力系统的影响
第31卷增刊2 电 网 技 术V ol. 31 Supplement 2 2007年12月Power System Technology Dec. 2007 文章编号：1000-3673（2007）S2-0330-05中图分类号：TM938文献标识码：A学科代码：470·4017 风电场模型及其对电力系统的影响 娄素华1，李志恒1，高苏杰2，吴耀武1 （1．华中科技大学电气与电子工程学院，湖北省武汉市 430074； 2．国网新源控股有限公司，北京市东城区 100005） Wind Farms Models and Its Impacts on Wind Farms Integration into Power System LOU Su-hua1，LI Zhi-heng1，GAO Su-jie2，WU Yao-wu1 （1．School of Electrical and Electronic Engineering，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，Hubei Province，China；2．State Grid Xin Yuan Company Limited，Dongcheng District，Beijing 100005，China） 摘要：介绍了风力发电系统建模的一般思路及常用的风电场模型，然后对风电并网几个重要课题的分析方法进行了研究，比较了适用于不同研究目的的风电场模型的优劣及相应的分析方法，指出了风电场建模方法存在的主要文体，总结了风电接入对系统影响的几个主要方面。 关键词：风力发电；风电场模型；潮流；电能质量；稳定性0引言 作为一种可再生能源，风电由于其分布较广的特点及其相对成熟的开发技术而在全世界得到了长足的发展。风电的优势在于其环境友好性，但它的缺点也是很明显的：风力的随机性和间歇性不能保证输出平稳的电力，这对电力系统的稳定性以及发电和运行计划的制定带来很多困难；风电场一般远离负荷中心，承受冲击的能力很弱，随着风电装机规模的扩大，风电的不可控性将给电力系统带来新的挑战。因此，合理地对风电场建模、分析风电的容量可信度[1-2]、研究风电与其它电源的配合问题对于保证含风电系统的安全经济运行十分重要。 本文对风电并网的不同研究领域所采用的风电模型及其分析方法作了系统地对比和分析，指出了上述模型和分析方法的优点和局限性；总结了风电接入对系统影响的几个主要方面，这将会有助于分析系统中其它电源与风电的配合问题。 1风电场模型 1.1 风力发电机组动态建模的基本理论 1.1.1 风的统计理论与风速建模 风是风力发电的源动力，与发电部分具有独立性。风的自然特性包括风向和风速，具有间歇性、随机性和难以预测性。风向与风速的建模是风力发电机组建模的重要组成部分。在风力发电系统的研究中，人们更多地关注风速的特性，而弱化风向的影响。在描述风速的分布函数中，最常见的是Weibull分布[3-4]，其分布函数为 w ()1exp(/)k F V V C =??(1) 式中：C为尺度参数；k为形状参数；V为风速。 文献[3]以Weibull分布为基础，使用时间序列自动回归和移动平均技术模拟风速。文献[4]借助于马尔科夫链和Weibull分布对风速、风向进行随机性分析建模，并在模型中考虑了风速和风向的相关性。Weibull分布侧重于对风能资源的统计描述，它表示的是风速在10min或更长时间内的平均值。在与风速相关的动态建模中，经常使用4分量模型，该模型将风分为基本风、阵风、渐变风和随机风4个部分[5]，PSCAD仿真软件使用的就是这种模型。目前，这种模型的局限性在于没有给出确定阵风分量参数的方法，仅适用于简单的模拟计算。现在的风力发电系统研究中，更多采用的是平均风速与湍流分量相叠加的风速模型。在这种模型中，风速均值在数分钟至数十分钟的时间尺度内保持不变，风速的变化由湍流分量给出，而湍流分量作为一个平稳的随机过程来处理。 1.1.2风力发电机组模型 一个典型的风力发电系统主要包括风力机、传动机构、发电机和相应的控制系统4个模块。风力机结构复杂，在模型中人们关注的主要问题是风速与机械出力的关系，一种常见的处理方法是由风力机铭牌数据得到风力驱动产生的动力转矩[6]，或通
单机计算法修正风电场发电量计算
2009年8月 第4期 * 收稿日期：2009-06-31 作者简介：牟磊（1981-），男，四川涪陵人，硕士。 《风电场风能资源评估方法》规范了对风电场的风资源评估方法和内容，其中对风电场风速频率的模拟提出了运用Weibull 模型进行模拟，由于该模型是一个单峰类似正态分布的模型，因此对于特殊地区的风速频率双峰的状态不能够很好模拟，造成发电量计算的有偏差，使经济评价缺少了可信度，造成业主投资没有依据，经济效益不明显。 本文提出运用单机计算方法对频率分布不均的风电场进行修正，修正后能够满足风电场风资源评估的需求。 1 Weibull分布 威布尔分布是一种单峰的，两参数的分布 函数法。其概率密度函数可表达为： f (V ) = —— —— K-1 e - — K 式中：k 和c 为威布尔分布的两个参数，k 称作形 状参数，c 称作尺度参数。当c ＝1时，称为标准威布尔分布。 2 单机计算的具体方法 单机计算法基本思想：通过风资源评估软件计算出测风塔位置的发电量；利用测风塔位置各个风速时间段和所对应的风机功率曲线相乘的方法计算出测风塔位置准确发电量，通过同一位置不同方法计算出发电量相比，计算出 K C V C V C 76
2009年8月 第4期 测风塔数据 功率与风速时间相乘 功率与风速时间相乘 单点计算出测风塔位置发电量 计算出修正系数 计算出发电量测风塔位置风机发电量Wasp 、windfarm 软件 修正风场内发电机电量 weibull 分布的修正系数，从而修正了风场的发电量。 2.1 单机计算具体方法 风电场设计一个必要条件就是需要进行一年的测风，测风塔数据经过数据插补和订正后具有代表性，因此假定在此处建设风机，用此处各个风速段的时间和所选机型各个风速段下功率曲线相乘的方法计算出此处理论发电量，此发电量是较为准确的；根据wasp 软件或其他软件对风场风机进行排布，为了下一步修正，在测风塔位放置一台参考机组，通过软件计算出整个风场内各个风机布置位的理论发电量；将wasp 软件计算出测风塔位置的风机发电量与根据风速段和功率曲线相乘计算出的发电量相除得出修正系数，将此修正系数用于风电场发电量计算的折减中，计算出风电场的年发电量。 2.2 单机计算方法实现的技术路线 风资源软件计算初步发电量、测风塔位置单点发电量计算、对整个风电场发电量修正等过程。实现单点计算修正风频分布模型的技术路线见图1。 图1 技术路线图 图2 风电场甲风机排布图 表1 测风塔50m高度风速频率分布 图中右下角位置为测风塔位置，在测风塔位置立一台风力发电机组为参考风机位，用两种算法计算参考风机位的发电量。 风电场测风塔50m 高度的风速频率分布见表1和图3 。 3 实例计算 3.1 风速分布频率比较符合weibull分布情况 某风电场甲地势平坦，场区内有一座测风 77 塔，选取测风塔2007年4月27日至2008年4月28日一个完成的测风周期数据，经过插补和订正数据具有代表性。 利用WasP 软件进行风机布置和发电量计算。风机排布如图2。
风力发电对电力系统的影响学习资料
风力发电对电力系统 的影响
风力发电对电力系统的影响 摘要 风力发电总是依赖于气象条件，并逐渐以大规模风电场的形式并入电网，给电网带来各种影响。因此，电网并未专门设计用来接入风电，如果要保持现有的电力供应标准，不可避免地需要进行一些相应的调整。本论文依据正常条例讨论了风电设计和设备网络的开发所遇到的一些问题和解决风电场并网时遇到的各种问题。由于风力发电具有大容量、动态和随机性的特性，它给电力系统的有功/无功潮流、电压、系统稳定性、电能质量、短路容量、频率和保护等方面带来影响，针对这些问题提出了相应的对策，以期待更好地利用风力发电。 关键词：风力发电；电力系统；影响；风电场 1. 引言 人们普遍接受，可再生能源发电是未来电力的供应。由于电力需求快速增长，对以化石燃料为基础的发电是不可持续的。相反的，风电作为一种有发展前景的可再生能源备受人们关注。当由于工业发展和世界大部分地区经济的增长而引起电力的需求稳步增长时，它有抑制排放和降低不可替代燃料储备消耗的潜力。 当大型风电场（几百兆瓦）成为一个主流时，风力发电越来越受欢迎。2006年间，包括世界上超过70个国家在内的风能发展，装机容量从2005年的59091兆瓦达到74223兆瓦。2006年的巨大增长表明，决策者们开始重视风能
发展能够带来的好处。由于到2020年12%的供电来于1250Gw的安装风电装机，将积累节约10771百万吨的二氧化碳，这个报道是人类减少温室气体排放的一个重要手段。 大型风电场的电力系统具有很高的容量、动态随机性能，这将会挑战系统的安全性和可靠性。而提供电力系统清洁能源的同时，风电场也会带来一些对电力系统不利的因素。随着风力发电的膨胀和风电在电力系统中比重的增加，影响将很可能成为风力集成的技术性壁垒。因此，应该探讨其影响并提出解决这些问题的对策。 风能已经从25年前的原型中走了很长的路，而且在未来的二十年里它也会继续前进。有一系列的问题与风电系统的运作和发展。虽然风力发电的渗透可能会取代传统的植物产生大量的能量，关注的重点是风力发电和电网之间的相互作用。本文提供了一个概述风力发电对电力系统的影响，并建议相应的对策来处理这些问题，以适应电力系统中的风力发电。 根据上述问题，本文从总体上讨论了风力发电项目开发过程中遇到的问题，以及在处理项目时，将风电场与电力系统相结合的问题。由于风力发电具有容量大、动态、随机性等特点，其影响主要包括有功、无功功率流、电压、系统稳定性、电能质量、短路容量、系统备用、频率和保护。针对这些问题，提出相应的对策建议，以适应电力系统的风力发电。 本文的组织如下。第2节给出了风力发电的发展情况。在第3节介绍了风力发电的特点。在4节中，详细讨论了风力发电对电力系统的影响。在第5节中，提出了减少风力发电的影响的对策。最后，第6节总结本文。
风电场电量计算公式
风电场电量计算公式 单位:MWh 1.关口表计量电量 1)上网电量 251正向A总(A+) 2)用网电量 251反向A总(A-) 3)送网无功 251正向R总(R+) 4)用网无功 251反向R总(R-) 2.发电量:是指每台风力发电机发电量的总和。 1)表底读数 (312A+)+(313A+)+(314A+)+(315A+)+(316A+)+(317A+) 2)日用量 (今日表底读数-昨天表底读数)*350*60*0.001(即*21) 3)月累计今日日用量+昨天月累计 4)年累计今日日用量+昨天年累计 3.上网电量:风电场与电网的关口表计计量的风电场向电网输送的电能。 1)表底读数 251A+ 2)日用量 (今251A+)-(昨251A+) 3)月累计今日日用量+昨天月累计 4)年累计今日日用量+昨天年累计 4.用网电量:风电场与电网的关口表计计量的电网向风电场输送————————————————————————————————————————————————————— 的电能。 1)表底读数 251A- 2)日用量 (今251A-)-(昨251A-)
3)月累计今日日用量+昨天月用量 4)年累计今日日用量+昨天年累计 5.站用电量 1)表底读数 361A+ 2)日用量 (今日表底读数-昨天表底读数)*350*20*0.001(即*7) 3)月累计今日日累计+昨天月累计 4)年累计今日日累计+昨天年累计 注意:现在算出的单位是Mwh,运行日志上的单位是万kWh，要将算出的数小数点前移一位(如:427Mwh=42.7万kWh) *厂用电率:风电场生产和生活用电占全场发电量的百分比。 厂用电率=(厂用电量日值?发电量日值)×100 =(0.161?20.02)×100 *风电场的容量系数:是指在给定时间内该风电场发电量和风电场装机总容量的比值 容量系数=发电量日值?(50×2×24) 等效利用小时数也称作等效满负荷发电小时数。 *风电机等效利用小时数(等效满负荷发电小时数):是指某台风电机发电量折算到该风电机满负荷的运行小时数。 ————————————————————————————————————————————————————— 公式为:风电机等效利用小时数,发电量,额定功率 *风电场等效利用小时数(等效满负荷发电小时数):是指某风电场发电量折算到该场满负荷的运行小时数。
(完整版)风电场电气工程练习答案
《风电场电气工程》练习题 第1 章风电场和电气部分的基本概念 1.什么是风电场？ 风电场是在一定的地域范围内由同一单位经营管理的所有风力发电机组及配套的输变电设备、建筑设施、运行维护人员等共同组成的集合体。 2.什么是一次能源和二次能源？ 存在于自然界可以直接利用的能源被称为一次能源，无法由自然界直接获取的是二次能源。 3.什么是电力系统？什么是电气一次部分？什么是电气二次部分？ 电力系统：用于生产、传输、变换、分配和消耗电能的系统。 电气一次部分：用于能量生产、变换、分配、传输和消耗的部分 电气二次部分，即用于对本厂站内一次部分进行测量、监视、控制和保护的部分。 第2 章风电场电气部分的构成和主接线方式 1.风电场与常规发电厂的区别体现在哪几个方面？ ①风力发电机组的单机容量小 ②风电场的电能生产比较分散，发电机组数目多 ③风电机组输出的电压等级低 ④风力发电机组的类型多样化 ⑤风电场的功率输出特性复杂 ⑥风电机组并网需要电力电子换流设备 2.风电场电气一次系统主要由哪几个部分组成？各部分的作用是什么？ 可以分为四个主要部分：风电机组、集电系统、升压站及厂用电系统。 风电机组用于生产电能； 集电系统将风电机组生产的电能按组收集起来; 升压变电站的主变压器将集电系统汇集的电能再次升高; 厂用电维持风电场正常运行及安排检修维护等生产用电和风电场运行维护人员在风电场内的生活用电等。 3.桥形接线有内桥和外桥之分，试分别画出其接线示意图，并说明他们的适用情况。 如右图，内桥接线适用于变压器不经常切换，而线路较长，故障概率较高，所造成的线
路需要经常操作的场合；外桥接线适用于变压器切换频繁，或线路较短，故障概率小的场合。 4.与单母线不分段接线相比，单母线分段接线方式有哪些优点？ ①重要用户可以从两段母线上引出两个回路，由不同的电源供电（母线）。 ②当一段母线发生故障的或需要检修的时候，分段断路器可以断开，保证另一段母线的正常运行。 5.在下图所示的单母线分段接线中，请说明线路L1 停电检修的操作步骤，并说明理由。 参考答案： L1 线路停电的操作步骤是： ①断开 1QF 断路器，并检查1QF 确实在断开位置； ②断开 13QS 隔离开关，并检查13QS 在分闸位置； ③断开 11QS 隔离开关，并检查11QS 在分闸位置； ④按检修要求做好安全措施，即可对 L1 线路进行检修。 停电时先断开线路断路器后断开隔离开关，其原因是断路器有灭弧能力而隔离开关没有 灭弧能力，必须用断路器来切断负荷电流，若直接用隔离开关来切断电路，则会产生电弧造成短路。 停电操作时隔离开关的操作顺序是先断开负荷侧隔离开关13QS，后断开母线侧隔离开 关11QS。这是因为，如果在断路器未断开的情况下，先拉开L1 线路侧隔离开关13QF，即带负荷拉隔离开关，此时虽然会发生电弧短路，但由于故障点仍在线路侧，继电保护装置将跳开1QF 断路器以切除故障线路，这样只影响到本线路，对其他回路设备（特别是母线）运行影响甚小。若先断开母线侧隔离开关11QS 后断开负荷侧隔离开关13QS，则故障点在母线侧，继电保护装置将跳开与母线相连接的所有电源侧开关，这将导致全部停电，事故影响范围扩大。 6. 在下图所示的双母线接线中，若正常运行时回路S1、L1 及L3 接于I 段母线，回路S2、 L2 及L4 接于II 段母线，两段母线并列运行，试说明各断路器及隔离开关的状态。若I 段母线需停电检修，请说明倒闸操作顺序。正常运行时为什么不允许回路的两组母线隔离开关同时在合闸位置？
风电场接入电力系统技术规定
《风电场接入电力系统技术规定》全文 所属分类: 新闻资讯来源: 国家标准化管理委员会更新日期: 2012-09-20 前言 本标准根据国家标准化管理委员会下达的国标委综合【2009】93号《2009年第二批国家标准计划项目》标准计划修订。 本标准与能源行业标准《大型风电场并网设计技术规范》共同规定了风电场并网的相关技术要求，能源行业标准规定了大型风电场并网的设计技术要求，本标准规定了风电场并网的通用技术要求。 本标准规定了对通过110(66)kV及以上电压等级线路与电力系统连接的新建或扩建风电场的技术要求。 本标准实施后代替GB/Z 19963-2005。 本标准由全国电力监管标准化技术委员会提出并归口。 本标准主要起草单位：中国电力科学研究院。 本标准参加编写单位：龙源电力集团股份有限公司，南方电网技术研究中心，中国电力工程顾问集团公司。 本标准主要起草人：王伟胜，迟永宁，戴慧珠，赵海翔，石文辉，李琰，李庆，张博，范子超，陆志刚，胡玉峰，陈建斌，张琳，韩小琪。 风电场接入电力系统技术规定 1 范围 本标准规定了风电场接入电力系统的技术要求。 本标准适用于通过110(66)kV及以上电压等级线路与电力系统连接的新建或扩建风电场。 对于通过其他电压等级与电力系统连接的风电场，可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差 GB/T 12326-2008 电能质量电压波动和闪变 GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波 GB/T 15945-2008 电能质量电力系统频率偏差 GB/T 15543-2008 电能质量三相电压不平衡 GB/T 20320-2006 风力发电机组电能质量测量和评估方法 DL 755-2001 电力系统安全稳定导则 DL/T 1040-2007 电网运行准则 SD 325-1989 电力系统电压和无功电力技术导则 3 术语和定义 下列术语和定义适应于本文件。 4、风电机组wind turbine generator system; WTGS 将风的动能转换为电能的系统。
风力发电对电力系统的影响
风力发电对电力系统的影响 摘要 风力发电总是依赖于气象条件，并逐渐以大规模风电场的形式并入电网，给电网带来各种影响。因此，电网并未专门设计用来接入风电，如果要保持现有的电力供应标准，不可避免地需要进行一些相应的调整。本论文依据正常条例讨论了风电设计和设备网络的开发所遇到的一些问题和解决风电场并网时遇到的各种问题。由于风力发电具有大容量、动态和随机性的特性，它给电力系统的有功/无功潮流、电压、系统稳定性、电能质量、短路容量、频率和保护等方面带来影响，针对这些问题提出了相应的对策，以期待更好地利用风力发电。 关键词：风力发电；电力系统；影响；风电场 1. 引言 人们普遍接受，可再生能源发电是未来电力的供应。由于电力需求快速增长，对以化石燃料为基础的发电是不可持续的。相反的，风电作为一种有发展前景的可再生能源备受人们关注。当由于工业发展和世界大部分地区经济的增长而引起电力的需求稳步增长时，它有抑制排放和降低不可替代燃料储备消耗的潜力。 当大型风电场（几百兆瓦）成为一个主流时，风力发电越来越受欢迎。2006年间，包括世界上超过70个国家在内的风能发展，装机容量从2005年的59091兆瓦达到74223兆瓦。2006年的巨大增长表明，决策者们开始重视风能发展能够带来的好处。由于到2020年12%的供电来于1250Gw的安装风电装机，将积累节约10771百万吨的二氧化碳，这个报道是人类减少温室气体排放的一个重要手段。 大型风电场的电力系统具有很高的容量、动态随机性能，这将会挑战系统的安全性和可靠性。而提供电力系统清洁能源的同时，风电场也会带来一些对电力系统不利的因素。随着风力发电的膨胀和风电在电力系统中比重的增加，影响将很可能成为风力集成的技术性壁垒。因此，应该探讨其影响并提出解决这些问题的对策。 风能已经从25年前的原型中走了很长的路，而且在未来的二十年里它也会继续前进。有一系列的问题与风电系统的运作和发展。虽然风力发电的渗透可能会取代传统的植物产生大量的能量，关注的重点是风力发电和电网之间的相互作用。本文提供了一个概述风力发电对电力系统的影响，并建议相应的对策来处理这些问题，以适应电力系统中的风力发电。 根据上述问题，本文从总体上讨论了风力发电项目开发过程中遇到的问题，以及在处理项目时，将风电场与电力系统相结合的问题。由于风力发电具有容量大、动态、随机性等特点，其影响主要包括有功、无功功率流、电压、系统稳定性、电能质量、短路容量、系统备用、频率和保护。针对这些问题，提出相应的对策建议，以适应电力系统的风力发电。 本文的组织如下。第2节给出了风力发电的发展情况。在第3节介绍了风力发电的特点。在4节中，详细讨论了风力发电对电力系统的影响。在第5节中，提出了减少风力发电的影响的对策。最后，第6节总结本文。
风电理论发电功率及受阻电量计算方法
风电理论发电功率及受阻电量计算方法 第一章总则 第一条为进一步完善电网实时平衡能力监视功能，规范日内市场环境下风电理论发电功率及受阻电量等指标的统计分析，依据《风电场理论可发电量与弃风电量评估导则》（NB/T 31055-2014）、《风电场弃风电量计算办法（试行）》（办输电〔2012〕154号）、《风电受阻电量计算办法》（调水〔2012〕297号）的有关要求，制定本方法。 第二条本方法适用于国家电网公司各级电力调度机构和调管范围内并网风电场开展理论发电功率及受阻电量统计计算工作。 第二章术语与定义 第三条风电场发电功率指标包括理论发电功率和可用发电功率。风电场理论发电功率指在当前风况下场内所有风机均可正常运行时能够发出的功率，其积分电量为理论发电量；风电场可用发电功率指考虑场内设备故障、缺陷或检修等原因引起受阻后能够发出的功率，其积分电量为可用发电量。 第四条风电场受阻电力分为场内受阻电力和场外受阻电力两部分：场内受阻电力指风电场理论发电功率与可用发电功率之差，其积分电量为场内受阻电量；场外受阻电力指
风电场可用发电功率与实发功率之差，其积分电量为场外受阻电量。 第五条全网理论发电功率指所有风电场理论发电功率之和；全网可用发电功率指风电场总可用发电功率与考虑断面约束的风电总受阻电力之差；可参与市场交易的风电富余电力指全网可用发电功率与实发功率之差。 第六条全网场内受阻电力指所有风电场场内受阻电力之和；全网断面受阻电力为因通道稳定极限、电网设备检修、电网故障等情况导致的风电受阻；全网调峰受阻电力指全网可用发电功率与实发功率之差。 第三章数据准备 第七条计算风电场理论发电功率和受阻电力需准备的数据有：样板机型号及其数量、全场风机型号及其数量、样板机实时出力、全场风机状态信息、风机轮毂高度、风轮直径、风机经纬度坐标、风机风速-功率曲线、风电场区域地形地貌数据、测风塔经纬度坐标及其层高、实时测量风速和风向、机舱风速等。 第四章风电场理论功率计算方法 第八条风电场理论功率及受阻电量计算主要有三种方法：样板机法、测风塔外推法和机舱风速法。风电场可根据具体情况，采用一种或多种计算方法。
GBT_19963-2011风电场接入电力系统技术规定
ICS ICS
GB/T 19963—200 目次 前言...................................................................................................................................................................... I I 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 风电场送出线路 (2) 5 风电场有功功率 (2) 6 风电场功率预测 (3) 7 风电场无功容量 (3) 8 风电场电压控制 (3) 9 风电场低电压穿越 (4) 10 风电场运行适应性 (5) 11 风电场电能质量 (6) 12 风电场仿真模型和参数 (6) 13 风电场二次系统 (6) 14 风电场接入系统测试 (7) 参考文献 (9) I
GB/T 19963—200 II 前言 本标准根据国家标准化管理委员会下达的国标委综合【2009】93号《2009年第二批国家标准计划 项目》标准计划修订。 本标准与能源行业标准《大型风电场并网设计技术规范》共同规定了风电场并网的相关技术要求，能源行业标准规定了大型风电场并网的设计技术要求，本标准规定了风电场并网的通用技术要求。 本标准规定了对通过110（66）kV及以上电压等级线路与电力系统连接的新建或扩建风电场的技术要求。 本标准由全国电力监管标准化技术委员会提出并归口。 本标准主要起草单位：中国电力科学研究院。 本标准参加编写单位：龙源电力集团股份有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、中国电力工程顾问集团公司。 本标准主要起草人：王伟胜、迟永宁、戴慧珠、赵海翔、石文辉、李琰、李庆、张博、范子超、陆志刚、胡玉峰、陈建斌、张琳、韩小琪。
风电场风电机组选型、布置及风电场发电量估算
风电机组选型、布置及风电场发电量估算 批准： 核定： 审查： 校核： 编写：
5 机型选择和发电量估算 5.1风力发电机组选型 在风电场的建设中，风力发电机机组的选择受到风电场自然环境、交通运输、吊装等条件等制约。在技术先进、运行可靠的前提下，选择经济上切实可行的风力发电机组。根据风场的风能资源状况和所选的风力发电机组，计算风场的年发电量，选择综合指标最佳的风力发电机组。 5.1.1 建设条件 酒泉地区南部为祁连山脉，北部为北山山系，中部为平坦的戈壁荒滩，形成两山夹一谷的地形，成为东西风的通道，风能资源丰富。场址位于祁连山山脉北麓山前冲洪积戈壁平原上，地势开阔，地形平缓，便于风机安装；风电场东侧距312国道约30km，可通过简易道路运输大型设备。 根据黑厓子北测风塔 2008年7月～2009年6月测风数据计算得到该风电场场址90m高度风功率密度分布图见图5.1（图中颜色由深至浅代表风能指标递减）。由图5.1可见，该风电场场址地势开阔，地形平坦，风能指标基本一致。根据风能资源计算结果，该风电场主风向和主风能方向一致，以E风和W风的风速、风能最大和频次最高。 用WASP9.0软件推算到预装风电机组轮毂高度90m高度年平均风速为7.32m/s，平均风功率密度为380W/m2，威布尔参数A=8.3， k=2.0；50m高度年平均风速为7.04m/s，平均风功率密度为330W/m2，威布尔参数A=7.9， k=2.06。根据《风电场风能资源评估方法》判定该风电场风功率密度等级为3级。 黑厓子西风电场90m高度年有效风速（3.0m/s～25.0m/s）时数为7131h，风速频率主要集中在3.0 m/s～12.0m/s ,3.0m/s以下和25.0m/s以上的无效风速少，无破坏性风速, 年内变化小，全年均可发电。 由玉门镇气象站近30年资料推算70m、80 m、90 m和100m高度标准空气密度条件下50年一遇极大风速分别为48.00m/s、48.90 m/s、49.71 m/s和50.45m/s,小于52.5m/s。50～90m高度15m/s风速段湍流强度介于0.0660～0.0754之间,小于0.1，湍流强度较小。根据国际电工协会IEC61400-1(2005)判定该风电场可选用适合IECⅢ及其
风电并网对电力系统的影响及改善措施
风电并网对电力系统的影响及改善措施 [摘要]：由于风电场是一种依赖于自然能源的分散电源，同时目前大多采用恒速恒频异步风力发电系统，其并网运行降低了电网的稳定性和电能质量。着眼于并网风电场与电网之间的相互影响，特别是对系统稳定性以及电能质量的影响，对大型风电场并网运行中的一些基础性的技术问题进行了研究。 [关键词]:风电场；并网；现状分析。 一、引言 风力发电作为一种重要的可再生能源形式，越来越受到人们的广泛关注,并网型风力发电以其独特的能源、环保优势和规模化效益，得到长足发展,随着风电设备制造技术的日益成熟和风电价格的逐步降低，近些年来，无论是发达国家还是发展中国家都在大力发展风力发电。 风力发电之所以在全世界范围获得快速发展，除了能源和环保方面的优势外，还因为风电场本身所具有的独特优点：(1)风能资源丰富，属于清洁的可再生能源；(2)施工周期短，实际占地少，对土地要求低； (3)投资少，投资灵活，投资回收快；(4)风电场运行简单，风力发电
具有经济性；(5)风力发电技术相对成熟。 自20世纪80年代以来，大、中型风电场并网容量发展最为迅猛，对常规电力系统运行造成的影响逐步明显和加大,随着风电场规模的不断扩大，风电特性对电网的负面影响愈加显著，成为制约风电场建设规模的严重障碍。因此深入研究风电场与电网的相互作用成为进一步开发风电所迫切要求解决的问题。其局限性主要表现在：(1)风能的能量密度小且不稳定，不能大量储存；(2)风轮机的效率较低；(3)对生态环境有影响，产生机械和电磁噪声；(4)接入电网时，对电网有负面影响。 二、我国风力发电装机容量现状 根据中国风能协会发布《2012年中国风电装机容量统计》报告中数据显示，2012年，中国（不包括台湾地区）新增安装风电机组7872台，装机容量12960MW，同比下降26.5%；累计安装风电机组53764台，装机容量75324.2MW，同比增长20.8%。 2001-2012 年中国新增及累计风电装机容量区域装机情况图（引自《2012年中国风电装机容量统计》） 2006-2012 年中国各区域累计风电装机容量图（引自《2012年中国
风电场典型指标释义及计算公式
典型指标释义及计算公式（试用） 风场报送的报表内容及数据的分析中涉及大量的数据计算，现规定报表涉及的专用公式如下： 一、新能源报表中涉及的数据计算公式： 1、区间故障损失电量≈单台区间平均发电量*故障时间 注： 故障停机损失电量：当月因风机设备故障造成的风力发电机组停机损失 发电量的累计值。（应参考相邻3台正常机组在该机故障停机时段内的发 电量的平均值。） 2、区间限电损失电量≈限电记录中统计的区间限电之和。 3、故障时间=总故障时间-因天气和电网因数产生的故障时间。 4、限电时间=限电记录中限电时间之和。 5、机组可利用率≈1- 故障时间/总运行时间 注： 风机可利用率=在统计周期内，除去风力发电机组因维修或故障未工作的时数后余下的小时数与这一期间内总时数的比值。 风电机设备可利用率=[1-(A-B)/(T-B)]*100%. A表示（不包括待机时间的）停机小时数。B表示非设备本身故障的停机小时数，包括1、电网故障。2、气象条件超出机组的设计运行条件，而使设备进 入保护停机的时间。3、不可抗力导致的停机。4、合理的例行维护时间。 T表示统计时段的日历小时数。 6、综合厂用电率=（总发电量-上网电量+购网电量）/总发电量。 7、厂用电率=场用电量/总发电量 注： 上网电量：风电场与电网的关口表计计量的风电场向电网输出的电能。 购网电量：风电场与对外的关口表计计量的电网向风电场输送的电能。 场用电量：场用变压器计量指示的正常生产和生活用电量（不包括基建， 技改用量）。 8、弃风率=（故障损失电量+计划停机损失电量+调度限电损失电量）/［实际发电量+（故障损失电量+计划停机损失电量+调度限电损
《风电场生产运行统计指标体系》(2014 版)
风电场生产运行统计指标体系以五类共13 项指标为基本统计指标，分列如下： 一、风能资源指标 本类指标用以反映风电场在统计周期内的实际风能资源状况。采用年平均风速加以表示（此类指标只作统计、参考之用）。 1、年平均风速 年平均风速是指在给定时间内瞬时风速的平均值。测风高度应与风电机组轮毂高度相等或接近，由场内有代表性的测风塔（或若干测风塔）读取（取平均值）。 式中： V —统计周期内风电场平均风速； n —统计周期内场内有代表性的测风塔（或若干测风塔）的个数； Vi—统计周期内，第i 个测风塔的平均风速。 本指标应逐日统计并在日报、月报及年报中反映。 年平均风速是反映风电场风资源状况的一个重要数据。 二、电量指标 本类指标用以反映风电场在统计周期内的出力和购网电情况，采用发电量、上网电量、购网电量和年利用小时数四个指标。 1、发电量
单机发电量是指统计周期内在单台风力发电机出口处计量的输出电能，一般从风电机组SCADA 系统读取。 风电场发电量是指统计周期内风电场所有风电机组发出电量的总和。 式中： E --统计周期内风电场的发电量； Ei --统计周期内，第i 台风电机组的发电量； N--统计周期内风电场风电机组的总台数。 风电场发电量应逐日统计并在日报、月报及年报中反映。单机发电量可逐月记录。 2、上网电量 上网电量是指统计周期内风电场主变压器高压侧或开关站出线侧的正向有功。单位：kWh 风电场上网电量应逐日统计并在日报、月报及年报中反映。 3、购网电量 购网电量是指统计周期内风电场主变压器高压侧或开关站出线侧的反向有功。单位：kWh 风电场购网电量应逐日统计并在日报、月报及年报中反映。 4、年利用小时数 风电机组利用小时数也称作等效满负荷发电小时数，是指统计周
完整版风电场电气工程练习答案
《风电场电气工程》练习题 第 1 章风电场和电气部分的基本概念 1.什么是风电场？ 风电场是在一定的地域范围内由同一单位经营管理的所有风力发电机组及配套的输变电设备、建筑设施、运行维护人员等共同组成的集合体。 2.什么是一次能源和二次能源？ 存在于自然界可以直接利用的能源被称为一次能源，无法由自然界直接获取的是二次能源。3.什么是电力系统？什么是电气一次部分？什么是电气二次部分？ 电力系统：用于生产、传输、变换、分配和消耗电能的系统。 电气一次部分：用于能量生产、变换、分配、传输和消耗的部分 电气二次部分，即用于对本厂站内一次部分进行测量、监视、控制和保护的部分。 第 2 章风电场电气部分的构成和主接线方式 1.风电场与常规发电厂的区别体现在哪几个方面？ ①风力发电机组的单机容量小 ②风电场的电能生产比较分散，发电机组数目多 ③风电机组输出的电压等级低 ④风力发电机组的类型多样化 ⑤风电场的功率输出特性复杂 ⑥风电机组并网需要电力电子换流设备 2.风电场电气一次系统主要由哪几个部分组成？各部分的作用是什么？ 可以分为四个主要部分：风电机组、集电系统、升压站及厂用电系统。 风电机组用于生产电能； 集电系统将风电机组生产的电能按组收集起来; 升压变电站的主变压器将集电系统汇集的电能再次升高; 厂用电维持风电场正常运行及安排检修维护等生产用电和风电场运行维护人员在风电场内的生活用电等。 3.桥形接线有内桥和外桥之分，试分别画出其接线示意图，并说明他们的适用情况。
所造成的线而线路较长，故障概率较高，如右图，内桥接线适用于变压器不经常切换， 路需要经常操作的场合；外桥接线适用于变压器切换频繁，或线路较短，故障概率小的场合。 4.与单母线不分段接线相比，单母线分段接线方式有哪些优点？ ①重要用户可以从两段母线上引出两个回路，由不同的电源供电（母线）。 ②当一段母线发生故障的或需要检修的时候，分段断路器可以断开，保证另一段母线的正常运行。 5.在下图所示的单母线分段接线中，请说明线路L1 停电检修的操作步骤，并说明理由。 参考答案： L1 线路停电的操作步骤是： 1QF 确实在断开位置；断开 1QF 断路器，并检查① 13QS 在分闸位置；断开 13QS 隔离开关，并检查② 在分闸位置； 11QS 隔离开关，并检查11QS ③断开线路进行检修。按检修要求做好安全措施，即可对 L1 ④停电时先断开线路断路器后断开隔离开关，其原因是断路器有灭弧能力而隔离开关没有则会产生电弧造必须用断路器来切断负荷电流，若直接用隔离开关来切断电路，灭弧能力，成短路。，后断开母线侧隔离开停电操作时隔离开关的操作顺序是先断开负荷侧隔离开关13QS 13QF线路侧隔离开关，即带关11QS。这是因为，如果在断路器未断开的情况下，先拉开L1 但由于故障点仍在线路侧，继电保护装置将跳负荷拉隔离开关，此时虽然会发生电弧短路，（特别是母线）运行1QF 断路器以切除故障线路，这样只影响到本线路，对其他回路设备开则故障点在母线侧，后断开负荷侧隔离开关13QS，若先断开母线侧隔离开关影响甚小。11QS 事故影响范围扩继电保护装置将跳开与母线相连接的所有电源侧开关，这将导致全部停电，大。、I 段母线，回路S接于及S6. 在下图所示的双母线接线中，若正常运行时回路、LL211 3 段母II 段母线，两段母线并列运行，试说明各断路器及隔离开关的状态。若I 接于L及L4 2 正常运行时为什么不允许回路的两组母线隔离开关同线需停电检修，请说明倒闸操作顺序。时在合闸位置？