風力發(fā)電場電氣設計修改后演示文稿

風力發(fā)電場電氣設計修改后演示文稿第一頁，共三十三頁。優(yōu)選風力發(fā)電場電氣設計修改后第二頁，共三十三頁。-2-1、風電發(fā)展概況2、風電場的組成3、風力發(fā)電機組簡介4、風電場電氣工程設計5、風電場集電線路6、升壓站電氣工程7、主要電氣設備選型目錄第三頁，共三十三頁。-3-1930s2006年1995年2007年丹麥安裝第一臺220kW海上風電機組我國引進技術(shù)，06年10月第一臺自主創(chuàng)新風機在沈陽華創(chuàng)出廠2010年1995年恩德公司制造了世界第一臺兆瓦級機組1990年二十世紀三十年代丹麥瑞典蘇聯(lián)和美國應用航空旋翼技術(shù)研制出5kW以下小型風機10月國電龍源集團風電裝機容量率先超過100萬千瓦，現(xiàn)已超過800萬千瓦2010年6月采用華銳3MW海上風機的上海東海大橋并網(wǎng)全國第一個整機國產(chǎn)化風場在赤峰市翁牛特旗并網(wǎng)中國新增1600萬千瓦，累計4183萬千瓦，總?cè)萘寇S居世界第一風電發(fā)展概況

風電發(fā)展大事記第四頁，共三十三頁。-4-風電發(fā)展概況全球風電累計裝機前十名國家第五頁，共三十三頁。-5-風力發(fā)電機組箱式變電站集電線路風電場升壓站并網(wǎng)線路風力發(fā)電場的組成

風力發(fā)電場主要組成部分第六頁，共三十三頁。-6-風力發(fā)電機組簡介雙饋變速恒頻型風力發(fā)電機組

雙饋變速恒頻型風力發(fā)電機組的風輪葉片槳距角可以調(diào)節(jié)，同時采用雙饋型發(fā)電機，發(fā)電機可以變速，并輸出恒頻恒壓電能。在低于額定風速時，它通過改變轉(zhuǎn)速和葉片槳距角使風力發(fā)電機組在最佳尖速比下運行，輸出最大的功率，而在高風速時通過改變?nèi)~片槳距角使風力發(fā)電機組功率輸出穩(wěn)定在額定功率。第七頁，共三十三頁。-7-風力發(fā)電機組簡介雙饋變速恒頻型風力發(fā)電系統(tǒng)第八頁，共三十三頁。風力發(fā)電機組簡介

直驅(qū)型風力發(fā)電機組

直驅(qū)型風力發(fā)電機組是無齒輪箱的變槳距變速風力發(fā)電機組，風輪軸直接與低速發(fā)電機連接。直驅(qū)型風力發(fā)電機組要采用全功率變流器。

-8-123456基座偏航系統(tǒng)發(fā)電機定子發(fā)電機轉(zhuǎn)子輪轂葉片第九頁，共三十三頁。-9-風力發(fā)電機組簡介直驅(qū)型風力發(fā)電系統(tǒng)第十頁，共三十三頁。-10-風力發(fā)電機組簡介

風力發(fā)電機組相關(guān)部件

風力發(fā)電機的主要部件有：風機葉片、發(fā)電機、齒輪箱、控制器、 變流器、偏航系統(tǒng)。

其他部件有液壓剎車系統(tǒng)、散熱器、連軸器、軸承等。

塔架和結(jié)構(gòu)件包括輪轂、主軸、機艙底坐、法蘭盤等。國內(nèi)為風機廠配套大部件的生產(chǎn)廠數(shù)量猛增，國產(chǎn)化比例超90%。第十一頁，共三十三頁。-11-風力發(fā)電機組簡介兆瓦級風電機組零部件—齒輪箱第十二頁，共三十三頁。-12-風力發(fā)電機組簡介風輪葉片第十三頁，共三十三頁。-13-風力發(fā)電機組簡介兆瓦級風電機組零部件—電控系統(tǒng)第十四頁，共三十三頁。-14-風力發(fā)電機組簡介風機塔架第十五頁，共三十三頁。-15-風力發(fā)電機組簡介風機輪轂第十六頁，共三十三頁。-16-風力發(fā)電機組簡介整機裝配第十七頁，共三十三頁。-17-風力發(fā)電機組簡介風機基礎(chǔ)第十八頁，共三十三頁。-18-風力發(fā)電機組簡介風機吊裝第十九頁，共三十三頁。-19-風電場電氣工程設計線路電氣場內(nèi)集電線路電氣一次電氣主接線、設備選擇、電氣設備布置、過電壓保護及接地、場用電、照明、圖像監(jiān)視電氣二次計算機監(jiān)控系統(tǒng)、元件保護、二次接線、站用電及直流系統(tǒng)繼電保護系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置調(diào)度自動化調(diào)度關(guān)系、遠動信息的傳送方式和通道要求、遠動信息內(nèi)容、遠動系統(tǒng)、風電場遠方電能量計量計費系統(tǒng)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡、管理信息網(wǎng)絡接入及二次安全防護、調(diào)度運行管理系統(tǒng)、調(diào)度發(fā)電計劃管理系統(tǒng)通信部分風電場場內(nèi)通信、系統(tǒng)通信風電場電氣工程設計主要內(nèi)容第二十頁，共三十三頁。-20-風電場集電線路風電場35kV集電線路，單元接線方式采用一機一變的接線。每回35kV線路T接8~11臺風電機組，全場共3回架空線路，均接至風電場110kV升壓站的35kV配電裝置。架空線路導線選用芯鋁絞線，全線架設一根地線。箱變與架空線路之間采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜。風機從相應箱變敷設電纜至架空線路電纜終端塔，與架空線路連接。第二十一頁，共三十三頁。-21-風電場集電線路水泥電桿角鋼塔鋼管電桿第二十二頁，共三十三頁。-22-升壓站電氣工程風電場升壓站布置圖第二十三頁，共三十三頁。-23-升壓站電氣工程某風電場規(guī)劃容量為99MW，110kV升壓站裝設2臺50MVA110/35kV三相雙繞組有載調(diào)壓主變壓器，通過1回110kV線路接入電網(wǎng)系統(tǒng)。本期規(guī)劃110kV側(cè)采用單母線接線，35kV側(cè)采用單母線分段接線。風電場升壓站主接線圖第二十四頁，共三十三頁。-24-升壓站電氣工程風電場升壓站控制和保護風電場控制、保護、測量和信號風力發(fā)電機組：風電場監(jiān)控系統(tǒng)分為在現(xiàn)場單機控制、保護、測量和信號等在控制室對各臺風電機組進行集中監(jiān)控。箱式變電站：箱式變電站高壓側(cè)采用負荷開關(guān)熔斷器保護，低壓側(cè)采用自動空氣開關(guān)作為箱式變內(nèi)部及風電機組出口引線故障的保護。風電場控制室：風電場控制室布置在110kV升壓站內(nèi)，與110kV升壓站主控制室在同一房間內(nèi)。采用計算機監(jiān)控方式對風電場場區(qū)中的風力發(fā)電機組進行集中監(jiān)控和管理。110kV變電站控制、保護、測量和信號計算機監(jiān)控系統(tǒng)：變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)負責對變電站線路、主變壓器和公用設備等的集中監(jiān)控。元件保護：設主變壓器保護、35kV線路保護、站用變保護、高壓動態(tài)無功補償保護。系統(tǒng)繼電保護：設110kV線路保護及自動重合閘、故障錄波、繼電保護試驗。第二十五頁，共三十三頁。-25-站用電：1臺315/400kVA站用變壓器。主要電氣設備選型

風電場升壓站主要電氣設備選擇

主變壓器：采用三相有載調(diào)壓雙繞組變壓器；

SZ10-50000/110。

220kV設備：采用GIS設備，額定電流2000A，開斷電流 為31.5kA，關(guān)合電流為80kA。

35kV設備：采用鎧裝式金屬封閉開關(guān)柜，額定電流

2000/1250/630A，開斷電流為31.5kA，峰值耐受電流為80kA。

無功補償設備：采用SVG設備,容量為±12Mvar。第二十六頁，共三十三頁。-26-主要電氣設備選型方案GIS敞開式安全性可靠性設備絕緣性能GIS設備絕緣性能穩(wěn)定，以SF6為絕緣介質(zhì)，電器設備密封于金屬外殼內(nèi)．設備外絕緣不受外界污穢環(huán)境影響，適宜在沿海鹽霧和污穢等級較高的地區(qū)。敞開式設備的大部分電器元件暴露在空氣中，絕緣性能受大氣環(huán)境影響。各元件之間連接GIS設備各元件之間連接采用插接式，置于SF6環(huán)境中，SF6氣體性能穩(wěn)定，插頭插座不易腐蝕。設備之間也互不影響。隔離開關(guān)動靜觸頭和母線暴露在空氣中，受大氣環(huán)境影響，接頭處易銹蝕、發(fā)熱、影響設備運行，增加維護工作量，降低設備可靠性。安全性由于GIS外殼屏蔽的作用，避免了人身觸及高壓的危險。必須保持一定的安全距離，易發(fā)生人身觸及高壓的危險。故障率敞開設備的斷路器間隔的故障率是GIS斷路器間隔的故障率的5-10倍。設備檢修維護GlS基本屬于免維護性質(zhì)，維護工作量很小，GIS配電裝置占地小。由于設備布置較集中，日常巡視管理方便，大大減少運行維護費用，更適應本工程“無人值班”的管理模式。設備的年漏氣率約為10%，其補氣周期約為7—8年，大修周期大于20年，大修間隔時間長。GIS與敞開式設備相比的檢修時間相對較長。敞開式設備大多數(shù)元件受大氣環(huán)境影響，運行維護工作量大，僅絕緣子清掃就是一項十分繁重的工作，設備老化及損壞速度相對較快．大修周期短、檢修次數(shù)多，一般2-5年檢修一次。運行費用敞開式設備的運行費用約為設備投資的30%，GIS設備的運行費用約為設備投資的1.5%。因此，GIS設備運行費用比敞開式設備低。敞開式設備的運行費用約為設備投資的30%，GIS設備的運行費用約為設備投資的1.5%。因此，GIS設備運行費用比敞開式設備低。兩種型式配電裝置對比第二十七頁，共三十三頁。-27-主要電氣設備選型

TCRMCR靜止型動態(tài)無功補償裝置SVG第二十八頁，共三十三頁。-28-主要電氣設備選型三種補償方式的特點綜合對比表設備名稱MCR型SVCTCR型SVCSVG升壓變壓器型式多功率單元串聯(lián)模式補償原理晶閘管控制部分飽和式電抗器晶閘管閥組控制相控電抗器大功率電壓源型有源濾波器+升壓變壓器多功率單元直接串聯(lián)接入35kV系統(tǒng)占地面積MCR磁控電抗器結(jié)構(gòu)緊湊，但由于其自身產(chǎn)生大量諧波，且不能輸出容性無功功率，需配置2-3個濾波支路，占地面積較大TCR相控電抗器多采用干式空芯結(jié)構(gòu)，且其自身產(chǎn)生大量諧波，不能輸出容性無功,2-3個濾波支路占地面積很大采用了大功率電力電子元器件IGBT，占地面積大大減小，但需考慮升壓變壓器的占地與升壓變壓器型式的SVG相比，減少了變壓器，占地面積最小補償效果線性調(diào)節(jié)，不能輸出容性無功功率，且其輸出無功功率與電網(wǎng)電壓的平方成正比，電壓越低，輸出的無功功率就越低線性調(diào)節(jié)，不能輸出容性無功功率，且其輸出無功功率與電網(wǎng)電壓的平方成正比，電壓越低，輸出的無功功率就越低線性調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)容性到感性無功功率的動態(tài)調(diào)節(jié)，比MCR和TCR范圍寬，尤其在低電壓時，仍能輸出大電流的無功。響應速度約需200ms小于10ms<5ms諧波治理自身為諧波源自身為諧波源SVG的通過控制算法對電壓源型逆變器輸出的控制，可控制其輸出諧波，兼作有源濾波器的作用，基本無諧波輸出三相不平衡治理效果一般或不治理治理效果好治理效果好損耗較大，約1.8~2.5%0.5%升壓變壓器+逆變器約0.25~0.45%折合損耗0.6~0.8%功率單元+接入電抗器損耗約0.2-0.4%折合損耗約0.5-0.6%使用壽命運行穩(wěn)定運行穩(wěn)定運行穩(wěn)定運行穩(wěn)定后期維護費用初始投資低，運行費用高初始投資較高，運行費用較高初始投資較高，運行費用低初始投資較高，運行費用低其他特點經(jīng)過設計可以直接接入超高壓電網(wǎng)，在110kV以上超高壓電網(wǎng)中優(yōu)勢非常明顯。適合于10~35kV電網(wǎng)，110kV以上電網(wǎng)中應用有技術(shù)瓶頸。目前的技術(shù)，可以直接接入10kV及35KV系統(tǒng)，適用于風電場動態(tài)無功調(diào)節(jié)，對占地有嚴格要求的場合。第二十九頁，共三十三頁。-29-主要電氣設備選型

歐式箱變美式箱變歐變美變結(jié)構(gòu)形式采用高、低壓開關(guān)柜變壓器組成方式將負荷開關(guān)，環(huán)網(wǎng)開關(guān)和熔斷器結(jié)構(gòu)簡化放入變壓器油箱浸在油中體積由于內(nèi)部安裝常規(guī)開關(guān)柜及變壓器，產(chǎn)品體積較大由于采用一體化安裝體積較小保護由于風電場箱變?nèi)萘枯^小(小于6.3MVA),根據(jù)規(guī)范可不裝設縱差保護。當主變重瓦斯超溫或高壓側(cè)單相過流時，高低壓側(cè)可三相全部跳開。當主變重瓦斯、超溫時，僅低壓側(cè)可動作跳閘。當高壓側(cè)單相過流時，僅此相熔斷器熔斷，其余相熔斷器不熔斷，此時靠低壓側(cè)欠壓或過流保護。價格較高較低可靠性較高較低防腐蝕較好較差散熱較差較好第三十頁，共三十三頁。-30-交流完畢，感謝各位！第三十一頁，共三十三頁。風電場及機組接地設計案例主要內(nèi)容:1風電場接地設計范圍2風電場接地設計原則3風電場接地設計程序4風電場接地設計方案5風機-相變基礎(chǔ)接地設計案例6風機相變基礎(chǔ)接地典型設計7總結(jié)第三十二頁，共三十三頁。1.1風電場電氣設計流程風電機---機組升壓變-----風場集電線路-----升壓變電站----高壓輸電線路------電力系統(tǒng)1.2