浅谈风电场接入系统设计优化
风电场电气设计方案
风电场电气设计方案1.1 接入电力系统设计1.1.1设计原则1 接入电力系统方案设计应从全网出发，合理布局，消除薄弱环节，加强受端主干网络，增强抗事故干扰能力，简化网络结构，降低损耗；2 网络结构应满足风力发电规划容量送出的要求，同时兼顾地区电力负荷发展的需要，遵循就近、稳定的原则；3 电能质量应能满足风力发电场运行的基本标准；4 应节省投资和年运行费用，使年计算费用最小，并考虑分期建设和过渡的方便；5 选择电压等级应符合国家电压标准，电压损失符合规程要求；6 对于个别地区电网要求送出线路由项目公司自筹资金建设时应根据当地电网造价概算单列；7风电场接入系统设计，应执行国家电网主管部门关于风电场接入系统设计的有关要求，并复核其时效性。
1.1.2 一次接入系统条件1 根据风电场装机容量和地区电网的电力装机、电力输送、网架结构情况，确定风电场参与电网电力电量平衡的区域范围；风电场的发电量优先考虑在风电场所在地区的电网消纳，以减少输配电成本；2 收集当地电网规划和当地电网对可再生能源或分布式能源接入系统的规定，了解电网对风电场穿透极限功率的具体规定，电网可接纳的风电容量，以确定风电场可装机的最大容量；3 风电场接网线路回路数不考虑“N-1”原则。
风电场宜以一级电压辐射式接入电网，风电场主变高压侧配电装置不宜有电网穿越功率通过；4 接入系统应考虑“就近、稳定”的原则，一般100MW 以下风电场接入110kV及以下电网，100MW-150MW风电场既可接入110kV电网，也可接入220kV电网，150MW-300MW 风电场接入220kV或330kV电网；成片规划的更大规模的风电场可接入500kV电网，但应根据风电场布置以及电网情况做升压变电站配置和/或中心汇流站设置规划。
具体可根据当地电网要求做调整；5 一般集中装机容量在300MW以下配套建设一座升压变电站；集中装机容量在300MW以上根据风电场总体布置考虑配套建设2座或2座以上升压变电站；6 对风电装机占较大比例的地区电网，应了解电网对风电有无特殊要求，如风电机组的低电压穿越能力，风电机组的功率变化率等要求；7 根据拟接入系统变电站的间隔位置，分析风电场接网线路与原有线路的交越情况，确定合理可行的交越方案；8为满足电网对风电场无功功率的要求，应根据国家电网关于风电场接入电网技术规定的有关要求，在利用风电机组自身无功容量及其调节能力的基础上，测算需配置的无功补偿容量，以及风电场无功功率的调节范围和响应速度，并根据风电场接入系统专题设计复核确定；9 对风资源条件优越，而电网薄弱的地区，应积极配合电网进行风电场集中输出的相关输电系统规划设计。
风电场风机吊装平台的设计优化
风电场风机吊装平台的设计优化摘要：为解决风电场风机吊装平台建设成本较高的问题，文章从实践角度出发，分析了风机吊装平台的建设现状，并结合影响设计因素提出了优化策略方法。
其目的在于为相关建设者提供一些理论和实践依据。
关键词：风电场；风机吊装平台；设计优化0引言：科技水平的不断进步，各行业对电能资源使用需求不断扩大，对电力系统建设发展提出了新的要求与挑战。
为满足这一需求，国家相关管理部门出台了一系列政策，旨在运用现有科技成果，对电力设施建设成本控制控制，进而降低电价以服务于现代化快速发展进程。
风电场，作为满足此需求的新能源产业，其生产建设过程，应加大风机吊装平台运营使用的成本造价控制力度，通过设计优化手段，来降低平台工作面建设的工程量，继而实现成本控制目的。
1风电场风机吊装平台的建设现状相关管理部门在制定的规范标准中指出，业内建设者应结合新能源产业技术进步条件，加大划定范围风电场项目的成本控制力度。
伴随上网电价下调进程不断向前推进，为保证风电投资企业的经济效益达到生产建设目标，应从总体角度出发，来优化风电场的总体资金投入。
风电机组，作为风电企业生产建设的重要设备，相关建设者应运用现有风机产业技术成果对风电场风机吊装平台进行设计优化，以降低风电机组运行使用成本[1]。
近年来，随着风电机组的大型化，对风电场风机吊装平台的尺寸大小有了更高的要求。
由于山地风电场风机吊装平台具有占地面积大、植被破坏严重、施工开挖难度大以及开挖土石方工程量多等问题，因此，相关建设者应结合实际场地条件对吊装平台进行设计，以降低工程造价与实施难度。
2风电场风机吊装平台的设计优化实践山地风电场，由于风电场所处环境大多被坡度较大的高山植被所覆盖，少有道路连通，部分位置山地坡度极陡峭，给风机吊装平台的施工增加了很大难度。
由于风电机组布置需要充分考虑风资源的效率，风机通常布置在山顶海拔较高位置，但山顶上周边可用土地面积较小。
为达到吊装平台的作业范围需求，多数情况需要对山顶进行削坡处理。
大规模风电接入系统的备用优化分配研究
一
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能 力 ． 值 设 为 零 其 实 际 风 电 系 统 中 ． 由 于 风 电 承 担 备 用 可 靠 性 较
差 ． 文 不 考 虑 其 承 担 备 用 本
Ｉ 一 Ｉ Ｂ ｉ ｆ ＝ ６
式 中 ： 为 节 点 导 纳 矩 阵 的 虚 部 ： 为 节 点 电 压 相 曰 ６ 角 ； 为 预 测 发 电 负 荷 曲 线 对 应 的 系 统 节 点 注 入
式 中 ： ∈Ｓ ｔ ｉ ∈Ｔ， 、
及
为 ３类 发 电 负 荷 曲 线
线 拟 合 ； 为 火 电 机 组 出 力 ； 为 火 电 机 组 启 停 变 量 ；Ｌ 为 预 测 发 电 权 重 系 数 ， 称 为 备 用 权 重 系 数 ， Ｏ称 卢
＋９ １ Ｊ＝ 。
对 应 的 火 电 机 组 出 力 变 量 由 于 风 电 功 率 的 不 确 定 波 动 性 较 大 ． 电 机 组 火
，
前 约 束 表 示 ． 电 机 组 按 ３种 发 电 负 荷 曲 线 分 配 该 发 有 功 时 ． 需 满 足 系 统 的 潮 流 约 束 都 （ ） 路潮 流安 全约束 ： ２支
…
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（） ８
其 中 ： １ ２， ， ， …
≤
不 能 及 时 跟 随其 变 化 。当 负 荷 预 测 大 于 实 测 值 或 风 电 功 率 预 测 小 于 实 测 值 时 需 要 上 备 用 ： 负 荷 预 测 当 小 于 实 测 或 风 电 功 率 预 测 大 于 实 测 时 需 下 备 用
风力发电场接入电力系统电气设计
能源是世界发展的动力,2010年BP世界能源统计年鉴的题目为《衰退与复苏》，根据该统计年鉴的数据显示从2009年6月开始世界能源消费的总量又开始了新的攀升，能源消费量同比年增长已经达到了3％。
巨大的消费基数伴随着不断加快的增长趋势，能源的“开源”已经是一个世界性的问题。
不仅如此，能源结构也亟需调整.即将枯竭的传统化石能源由于其不可再生性以及对生态环境的危害性已经不能满足人们的能源消费需求了。
因此，发展一种干净的、可再生的新型能源成为迫在眉睫的要务.风能是一种便于利用的可再生能源，每年可以利用的风能估计有53000TW。
h(53万亿度）之多,可以说它取之不尽用之不竭，而且干净环保、对环境的危害很小，因此是一种很有前景的新型能源。
目前，风能的利用技术已经基本成熟，在可再生能源技术领域仅次于水电技术。
我国的风能储量丰富分布广泛，因此发展风能成为我国调整能源结构、增加能源产量的较好选择。
另外，风能在解决偏远地区用电方面也有不可替代的作用。
本文首先对风力发电机系统和工程概况分析，选定集电线路主接线，再由电能通过集电线路进入升压站参数,进行电气设备选型。
1 风力发电机组概述风力机依风轮的结构及其在气流中的位置大体上可分为水平轴风力机和垂直轴风力机两类。
水平轴风力机的风轮围绕一个水平轴旋转，工作时，风轮的旋转平面与风向垂直,如图1。
1所示。
风轮上的叶片是径向安置的,与旋转轴相垂直,并与风轮的旋转平面成一角度φ(安装角) .风轮叶片数目的多少,视风力机的用途而定.用于风力发电的风力机一般叶片数取1~4（大多为 2 片或 3 片) ，而用于风力提水的风力机一般取叶片数12～24.叶片数多的风力机通常称为低速风力机,它在低速运行时,有较高的风能利用系数和较大的转矩。
它的起动力矩大,起动风速低,因而适用于提水。
叶片数少的风力机通常称为高速风力机,它在高速运行时有较高的风能利用系数,但起动风速较高。
由于其叶片数很少，在输出同样功率的条件下比低速风轮要轻得多，因此适用于发电。
智慧风电场系统建设方案
02
方案设计：制定智慧 风电场系统建设方案， 包括技术路线、设备
选型、施工方案等
03
设备采购：按照方案 要求，采购相关设备
和材料
04
施工安装：按照施工 方案，进行设备安装
和调试
05
系统集成：将各个子 系统集成为一个完整 的智慧风电场系统
06
测试验收：对系统进 行测试Fra bibliotek验收，确保 系统满足设计要求和
运行稳定
集成化：将风电场与电 网、储能系统、负荷侧 管理等环节进行集成， 实现能源系统的优化运 行和协调发展。
应用场景：风力发电、分布式能源、智能电网等 市场需求：提高发电效率、降低运维成本、提高电网稳定性等 发展趋势：智能化、数字化、信息化等 政策支持：政府对可再生能源发展的支持和鼓励等
硬件设备：包括风力发电机、传感器、控制器等 软件系统：包括数据采集、数据处理、数据分析等模块 通信网络：包括有线和无线通信网络，实现数据传输和远程控制 监控系统：包括实时监控、报警、故障诊断等功能 能源管理系统：包括能源调度、能源交易、能源储存等模块 运维管理系统：包括设备维护、维修、升级等模块
智能化：利 用大数据、 人工智能等 技术，实现 风电场的智 能化运维和 管理
集成化：将 风电场与储 能、电网等 系统进行集 成，提高能 源利用效率
绿色化：采 用环保材料 和工艺，降 低环境污染， 实现可持续 发展
市场化：通 过市场竞争， 推动风电场 系统技术进 步和成本降 低
国际化：加 强国际合作， 拓展海外市 场，提高国 际竞争力
市场需求：随着能源需求的不断增长和环境污染 问题的日益严重，智慧风电场系统具有广阔的市 场前景。
竞争压力：市场上已有多家企业涉足智慧风电场 系统领域，竞争压力较大。
100MW风电场简化设计
100MW风电场设计100MW风电场设计设计一个100MW的风电场需要经过以下步骤：1. 选址：选择一个适合建设风电场的地点是设计的第一步。
通常来说，风速是风力发电的关键因素，因此需要选择一个地点风速较高且稳定的地区。
此外，还需要考虑到土地利用、环境影响等因素。
2. 风机选择：根据选址的风速数据，选择合适的风机。
风机的选择要考虑到风速范围、转速、功率等因素，以确保风机在不同风速下能够高效运行。
3. 基础设施建设：在选址确定后，需要进行基础设施建设，包括道路、输电线路、变电站等。
这些设施的建设需要考虑到风电场运行的需要，以便实现电力的输送和管理。
4. 建设风机：在基础设施建设完成后，开始建设风机。
风机的建设包括塔筒的安装、叶片的组装等。
同时，还需要进行风机的调试和测试，确保其安全可靠地运行。
5. 输电系统建设：风电场的发电需要通过输电系统将电力输送到电网中。
因此，需要建设输电线路和变电站。
这些设施的建设要考虑到电力输送的效率和稳定性，以确保风电场的发电能够顺利接入电网。
6. 运维管理：风电场的运营需要进行定期的检修和维护工作，以确保风机的正常运行。
此外，还需要进行实时监控和数据分析，以优化风电场的运行效率，并进行故障排除。
7. 环保措施：在设计风电场时，需要考虑到环境保护的因素。
例如，选择符合环保标准的风机，减少噪音和鸟类伤亡等问题。
此外，还可以结合其他可再生能源，如太阳能等，以提高能源的可持续性。
通过以上步骤的设计，一个100MW的风电场可以高效、可靠地发电，并为当地提供清洁能源。
这不仅有助于减少对传统能源的依赖，还有助于减少碳排放，保护环境，推动可持续发展。
风电场运营管理系统建设方案
风电场运营管理系统建设方案目录一、前言 (2)1.1 编制目的 (2)1.2 编制依据 (3)1.3 风电场运营管理系统的定义与目标 (4)二、总体架构设计 (5)2.1 系统总体架构概述 (7)2.2 硬件架构设计 (8)2.3 软件架构设计 (9)三、功能需求分析 (10)3.1 运营监控与管理 (12)3.2 设备维护与管理 (13)3.3 数据分析与优化 (14)3.4 安全防护与应急处理 (15)3.5 用户界面与交互设计 (17)四、技术实现方案 (18)4.1 数据采集与传输技术 (20)4.2 数据存储与管理技术 (21)4.3 数据分析与挖掘技术 (22)4.4 信息安全与防护技术 (23)4.5 系统集成与接口技术 (25)五、工程实施计划 (26)5.1 项目启动与团队组建 (27)5.2 采购与供应商选择 (28)5.3 工程设计与施工计划 (30)5.4 测试与验证 (31)5.5 人员培训与系统上线 (32)六、风险评估与应对措施 (34)6.1 技术风险与应对措施 (35)6.2 运营风险与应对措施 (36)6.3 培训与人力资源风险与应对措施 (37)七、效益评估与投资回报分析 (38)7.1 效益评估指标体系 (40)7.2 投资回报分析 (42)八、结论与建议 (43)8.1 结论总结 (45)8.2 建议与展望 (46)一、前言随着全球能源结构的转变和可再生能源的快速发展，风电作为清洁、可再生的能源形式，其重要性日益凸显。
风电场的运营管理水平直接关系到能源利用效率、经济效益以及生态环境效益的发挥。
构建一个高效、智能、可靠的风电场运营管理系统，对于提升风电场运行效率、保障能源安全、促进可持续发展具有重要意义。
本风电场运营管理系统建设方案旨在针对当前风电场运营管理中存在的问题和挑战，提出一套系统化、科学化、智能化的解决方案。
通过本方案的建设实施，旨在提高风电场运营管理的自动化和智能化水平，优化资源配置，降低运营成本，提高经济效益和生态环境效益，推动风电行业的持续健康发展。
中小型风电场接入系统探讨
１２双馈式变速感应发 电机 ．
双馈感应发电机是 目前世界风电和控制领域的研究 热点之一，国 内外新建的风电场多以这种类型机组为
主。
于电网强度 、电网结构 、风电机组 的类型、风电场的容 量等因素。计算表明，离风电场接入点越近则电压 波动
越 明显 。
Ｄ Ｉ 是在 普 通 绕 线 式 异 步 感 应 电机 的基 础 上 外 加 Ｆ Ｇ 连接在 转 子滑环 与 定子 之 间的 变频 器 及其 控 制系 统， 它 能在转 子 回路 中产 生一 个频 率 可调 节 的 电流 ，使转 子 速
但 ＤＩ Ｆ Ｇ控制方式及保护策略复杂 ，机组价格 比较 贵，且起动时需要 电网先提供 电能，无法 向无源 网络， 如孤岛、偏远地区等供 电。
收 稿 日期 ：０ ７０ —８ ２ ０ －８２
作 者 简介 ： 吴国英 （９ ４ ） １ ７ ： ，女 ，工程 师，主要从 事 电气设
计工 作 。
影响的报告 中特别提到闪变可能是 限制风 电发展 的重
要 因素 的， 会引起 并 网风 电机 组 输
出功率 的波动，有功电流与无功电流随之变化，从而引
起 电网 电压 波 动和 闪变 。风 机 的切 换 操 作也 会造 成 电压 的波 动和 闪变 。 当然， 电压 波 动和 闪 变 的影 响程 度 取决
整，保证励磁系统的正常运行与控制 。即在 系统故障期 间，Ｄ Ｉ Ｆ Ｇ能够提供持续的短路电流，特别在距离风电场
５２ ｗ ｗ．ｈｎ ｅ．ｅ 电工技术 １ ｗ ｃ ｉａ ｔ ｔ ｎ ｆ
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电机 技 术
较 近处其 贡 献的短 路 电流 比例很 大 。 ｊ 风 电场 的接 人 将 使 电 网的 正 常 潮 流 发 生 较 大 的 变
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二 、风 电场 集 电 线 路 的 选 择
风电场接线集 电线路结构共有 ５种常用方案 ， 链形结构；单边环形 结构 ；双边环形结构 ；复合环形结构 ； 星形结构。链形是 目前已建风 电
空线方案时对铁塔的要求较高 ， 造价也增加较多 ，可靠性也相应下降。
还有在一些地区涉及到横跨公路、铁路等 ， 施工难度加大。 直埋电缆 由于埋设在地下 ，不受周 围环境影 响 ， 可靠性较高 ；电缆 对地电容较大 ，发生单相接地故障时，电容电流较大 ，并且发生单线接
流母线 ； 双边环形结构是将链形中两相邻串的尾部风力发电机相连 ；复 合环形结构是将单边和双边两种环形相结合并改进 的一种结构。 风 电场集电线路选择方面 ， 一般采用架空线或 电缆敷设两种 。由于 风电场年利用小时数较低 ，检修线路对发电量造成 的损失较小 ，在考虑
电发展规模不断超越其预期 的发展速度 ，而且一直保持着世界增长最快
能源的地位 。截至 ２ ０ １ １ 年底全 国风电装机容量 已达到 ６ ２ ０ ０万千瓦，连
续三年增长率超过 １ ０ ０ ％。
一
、
风电场 电气主接线的设计
风 电场电气主接线 的设计 主要分以下几种 ： 风力发 电机组升压方式、 风电场集电线路选择、风力发电机分组及连接方式、 风 电场无功补偿等。 风力发 电机组升压 ： 现 国内外风力发电机组出线电压多为 ６ ９ ０ Ｖ ／ ６ ２ ０ Ｖ， 若直接汇总并接人风电场的总升压站 ，则电能损耗过大 ， 且导体的截面 过大 ， 无法满足现场的安装要求，因此 ， 须将电压升高至 ３ ５ ｋ Ｖ或 ｌ Ｏ ｋ Ｖ 才能接人总升压站 。 但从年运行费用上 比较 ， 在经济输送容量的范围内， ３ ５ ｋ Ｖ方案线损较小 ，且维护工作较少。因此 ， 现 国内 外风力发电机组升 压多采用 ３ ５ ｋ Ｖ方案 。 国外也有实验将风机直接升压至 １ １ ０ Ｋ Ｖ ， 不经过整 个电厂的主变整合与电网相连接。但是这样的结果却是会导致风机的频
电机组 ３ ３ 台。 升压站内新建 ６ ３ Ｍ Ｖ Ａ主变压器一 台、 配套相关 ３ ５ ｋ Ｖ高压 配电装置 、 ２ ２ ０ ｋ Ｖ ／ １ １ ０ ｋ Ｖ ／ ６ ６ ｋ Ｖ配电装置 、 无功补偿装置 ； 三回集 电线路 通过 ３ ５ ｋ Ｖ架空线 至升压站 ，线路总长约 ２ ８ ｋ ｍ 。电能输出采用 ２ ２ ０ ｋ Ｖ架 空线路 。电能 由风电场升压站经红泥井变电站往九原中心变 电所送出。 介于风电场的容量较少 ， 且配有一个 主变的情况 ， 宜选用单母线接线方 。 此方式有着接线简单清晰，设备少 ， 操作简单和便于扩建的优点 ，适用 于此电场的主接线设计方式 。根据该风 电场的现场 隋况及平均分组 的原 则， 现将风机分为 ３ 组 。每组为 ｌ １ 台。风 电场的风机分组及连接方式采
繁脱 网、并 网， 最终 ，会使 电网不稳定 ，也使得风机 的总发电量降低 ，
风 电上网困难 。
电流较小 ，并且发生单相接地故 障通常以瞬时故障为主 ，因此可 以采用
中性点不接地或采用消弧线圈接地方式， 以减少机组无为跳闸的可能性 ； 架空线相 同截面导线载流量 比电缆大得多 ， 设计采用架空线则导线截面 积可以选 的较小。但是在一些地区如 山脊风电场 由于风速较 大，采用架
浅谈风电场接人系统设计优化
要 章勇 魏
朔 州供 电公 司 山西
媛
朔州 ０ ３ ６ ０ ０ ２
【 摘 要】目前风 电场电气设 计与传统发 电厂设计的原理相同，但传统的设计 方法不一定适合风电场运行 需求。所以必须针对风 电场电气主接 线设 计的进行改进。针对风电场 电气主接 线进行设计和优化 ， 通过对风机的分组和连接 方式、风 电场集电线路方案 、 风 电场短路 电流计算及设备选取等 的问题进行深入的计 算与讨论 ，提 出一套适用于风机分组连接 、集电线路设 计的可行 方案 。
题解决的紧迫性和传统化石能源供应 的 日 趋紧张 ， 风力发电作为一种清
洁的可再生的发 电方式，也是新能源发 电技术中最成熟和最具规模 的发
电方式之一 ，已经越来越多受到世界各 国的重视。在过去的几年 间，风
现设计的单个４ ９ ． ５ Ｍ Ｗ风电场大多使用单机容量为 １ ５ ０ ０ ｋ Ｗ 的风力发
【 关键词 】风能 链 形 接入 系统 中图分类号 Ｔ Ｍ６ １ ４ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号：１ ０ ０ ９ — ４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ５ — ７ ０ — ０ １
风能是一种无污染 的可再生能源 。随着各国对全球温室气体排放问
内主变容量为 Ｉ Ｏ Ｏ Ｍ Ｗ， 无功补偿的调节范围为 （ Ｏ 一１ ２ Ｏ ｏ ０ ） ｋ ｖ ａ ｒ 。
用链形 （ 放射形 ） 。风机输出电压为 ６ ９ ０ Ｖ，因此需要为风机提供箱式变
压器 以达到集电线路的额定 电压 ， 具体数据。升压站之间的集 电线路有直埋 电缆和架空线路 两种方案可供选择 ，下面将从经济和技术两个方面对这两种方案进行 比 较。架空线路由于采用架空导线 ，导线裸露在空气中，受周 围环境影响 较大 ，可靠性较低 ；架空线对地 电容较小 ，发生单相接地故障时 ，电容
场 中用的最多的一种连接方法 ，结构简单 ， 成本不高 ， 其基本思想是将
一
定数 目的风力发电机 （ 包括其附带升压变压器 ） 连接在一条线路之上。
此种连接方式的主要 问题是每条链上的风机数 目受到地理位置 、线路长 度、 线路容量等参数 的限制。环形设计 比 链形需要的线路规格更高、长 度更长 ，因此成本较高 ，但因其能实现一定程度的冗余 ， 可靠性较高。
地故障通常以永久故障为 主，因此不可 以采用中性点不接地方式 ，只能 采用消弧线 圈接地或电阻接地方式 ， 无形 中降低了可靠性 ；电缆相 同截
面导线载流量 比架空线小得多 ，如采用 电缆则导线截面积要大一些 ，且 需选择三根 电缆。
其 中，单边环形结构是将链形中每 串尾部的风力发电机通过线路接回汇