风力发电场电气设备及系统技术规范[1]

'风力发电场电气设备及系统技术规范一、接入电力系统接入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，并满足以下基本要求：网络结构应该满足风力发电场规划容量送出的需求，同时兼顾地区电力负荷发展的需要。电能质量应能够满足风力发电场运行的基本标准。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。网络的输电容量必须满足各种正常运行方式并兼顾事故运行方式的需要。事故运行方式是在正常运行方式的基础上，综合考虑线路、变压器等设备的单一故障。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。二、电气主接线风力发电场集电线路方案1根据场区现场条件和风力机布局来确定集电线路方案。2在条件允许时应对接线方案在以下方面进行比较论证：①运行可靠性；②运行方式灵活度；③维护工作量；④经济性。3在设计风力发电场接线上应该满足以下要求：1)配电变压器应该能够与电网完全隔离，满足设备的检修需要。2)如果是架空线网络，应考虑防雷设施。3)接地系统应满足设备和安全的要求。三、升压站主接线方式1根据风力发电场的规划容量和区域电网接线方式的要求进行升压站主接线的设计，应该进行多个方案的经济技术比较、分析论证，最终确定升压站电气主接线。2选定风力发电场场用电源的接线方式。3根据风力发电场的规模和电网要求选定无功补偿方式及无功容量。4符合其他相关的国家或行业标准的要求。5对于分期建设的风力发电场，说明风力发电场分期建设和过渡方案，以适应分期过渡的要求，同时提出可行的技术方案和措施。6对于已有和扩建升压站应校验原有电气设备，并提出改造措施。四、主要电气设备短路电流计算1 叙述短路电流计算基本资料，列表提出短路电流计算成果，包括短路点、短路点平均电压、短路电流周期分量起始值(有效值)、全电流最大有效值、短路电流冲击值。主要电气设备选择1在选择电气设备时，可以参考地区电网其他升压站、变电所的电气设备的型号和厂商。风电场变电站宜按用户站考虑。2根据环境条件、短路容量等要求对电气设备进行选择，提出主要电气设备的型号或形式、规格、数量及主要技术参数。3变压器组的选择。1)周围环境正常的，宜采用普通变压器组或导电部件进行封闭的变压器组(环境正常系指无爆炸和火灾危险，无腐蚀性气体，无导电尘埃和灰尘少的场所。普通变压器组是指变压器、变台、避雷器、高压熔断器、隔离开关等)。2)选择主变压器容量时，考虑风力发电场负荷率较低的实际情况，及风力发电机组的功率因数在1左右，可以选择等于风电场发电容量的主变压器。4采用新型设备和新技术时必须进行专门论证。5对电力设备大、重件运输及现场组装、吊装等特殊问题作专门说明。五、电气设备布置（一）一般规定1电气设备布置应适应风力发电场生产的要求，并做到：设备布局和空间利用合理；箱式变压器组、线路等连接短捷、整齐；场区内部电气设备布置紧凑恰当；巡回检查的通道畅通，为风力发电场的安全运行、检修维护创造良好的条件。2风力发电场电气设备布置应为运行检修及施工安装人员创造良好的工作环境，场区内的电气设备布置应采取相应的防护措施，符合防触电、防火、防爆、防潮、防尘、防腐、防冻等有关要求。电气设备布置还应为便利施工创造条件。3电气设备布置应注意到场区地形、设备特点和施工条件等的影响，合理安排。4风力发电场的电气设备的色调应柔和并与风力发电机组保持协调。5风力发电场电气设备布置应根据总体规划要求，考虑扩建条件。六、电气设备的布置（二）1高压架空集电线路走向应尽量结合风力发电机组排布进行设计，距离风力发电机组塔架应满足相应规定。2汇流电力电缆、风力发电机机组---变压器汇流柜的电力由缆宜采用直埋方式。3根据经济技术比较确定箱式变压器组高压集电线路所采用单元集中汇流或分段串接汇流方式。2 七、风力发电机组变压器1普通变压器组距离风力发电机组的距离满足相关的规定。箱式变压器组距离风力发电机组不应小于10m。2普通变压器组周围应设安全围栏和警示牌，防止人员误入带电区域。过电压保护及接地八、过电压保护1风力发电场的变压器组及箱式变压器组存在雷电侵入波过电压以及操作过电压，应装设避雷器进行保护。210kV集电线路或电缆单相接地电容电流大于30A，35kV集电线路或电缆单相接地电容电流大于10A时，均应在变电所装设消弧线圈。3在中性点非直接接地的变压器组及箱式变压器组，应防止变压器高、低压绕组间绝缘击穿引起的危险。变压器低压侧的中性线或一个相线上应装设击穿保险器。4集电线路的过电压保护按照GB50061、DL/T5092的规定执行。九、接地1风力发电机组接地电阻应满足风机制造厂对设备接地要求。2风力发电机组和变压器组及箱式变压器组使用一个总的接地体时，接地电阻应符合其中最小值的要求。3风力发电机组的变压器组及箱式变压器组周围应设置均压带。4风力发电机组塔架、控制柜、变压器组及箱式变压器组应接地。十、自动控制及继电保护风力发电机组的自动控制及继电保护应具备对功率、风速、重要部件的温度、叶轮和发电机转速等信号进行检测判断，出现异常情况(故障)相应的保护动作停机，同时显示已发生的故障名称。电脑控制器应有历史数据，如历史故障报警内容、发电量和发电时间，应有累加存储功能。风力发电机组远方集中控制应具有远方操作风力发电机组的功能和一定的风力发电机组数据统计分析功能。十一、通信风力发电场风力发电机组远方集中控制计算机系统应通过通信电缆/光缆连接到每台风力发电机组实现对每台风力发电机组的监视、控制。监控系统采用分层、分布、开放模式。风力发电场内通信包括两种设施：风力发电机组与控制室监控主机的数据通信；各风力发电机组之间，风力发电机组塔顶与地面之间，风力发电机组与控制室语音通信。风力发电机组与监控主机的数据通信，通信速率要满足实时监控的要求。为保证通信的可靠性，整个风力发电场通信回路可分为若干通信支路，3 每条通信支路单独带若干台风力发电机组，．不相互干扰。各风力发电机组之间，风力发电机组塔顶与地面之间，风力发电机组与控制室语音，在风力发电场通信距离小于5km，可选用对讲机或车载台进行通信。风力发电场内通信电缆/光缆可采用直埋敷设方式，当场内架空线路走向与通信电缆走向相同时，可利用场内架空线路同杆架设方式，以减少电缆沟的施工；电缆宜选用铠装电缆/光缆。通信设备的工作接地和保护接地，应可靠接在风力发电场的接地网上。通信电缆的金属外皮和屏蔽层应可靠接地。十二、风电项目可行性研究中国是一个能源消耗大国，其年耗电量为12000亿千瓦时（度），其中火为20180亿千瓦时，约占总数81.5%；水电为3952亿千瓦时，约占总数16%；核电为523亿千瓦时，约占2.1%。我国的能源结构不平衡，西媒东运，西电东送，在运输过程中也消耗浪费了大理的能源，并污染了环境。中国东南沿海风力资源丰富，年均6m/s风速的时间可达4000h，每平方米的风能可达到300W，具备可开发利用的价值。每1公里的海岸线可开发能源达到1万千瓦。我国6000km的海岸线，可开发利用达到6000万千瓦，是长江三峡水申。站的4倍。十三、投资回报目前，小水电站的开发在每千瓦5000元以上，年利用小时数(4～5)×103h。如果风力发电每千瓦投资也在3000千元左右，年利用小时数数(3～4)×103h，投资回报率是相当的，而风力发电运行费用还比水电运行费用低。税收也比水电低一半。一个3000W的风力发电机的可行性分析表明，它的投资回报期约为3～4年。项目可行性分析时，投资者应先搜集本地区的气象原始资料，如年平均风涑，6m/s风速的年小时数等。因为一般以6m/s为设计标准，如果本地区6m/8风速只有2000h，就不宜选取3000W的风机，那样资金利用率低。如果本地区4m/s风速有4000h，则应选取l000W的风机，叶片选取6/8m长，风力功率与风速的3次方成正比。同时安装几台800～4000W风机，每台要相距20-30m.支架安装高度大约使风叶顶径离地最少4～5m。塔越高风越大，风机功率越大但塔高造价高，可能不如多加一台风力发电机更经济。要通过可行性分析得出合弹的结论。十四、投资回报率标准建议每度电的投资不高于l元，收购电价取0.34元，年运行小时数为3000h。如果设计一个发电能力为400kW的风电场，需要500KV.A、400V升到l0kV的变压器一台，1km的400V架空线造价l0万元，这样项目每千瓦投资在3000元左右。用每台出厂价在1万元，功率为4000W的小型风力发电机组108台，组成400KW的风电场是合适的。4 由于风力变化无常，所以风力发电机要求目动化程度很高。采用微电脑控制系统控制风力发电机的转速、电机的电流和自动对风向、自动调整叶片角度，测量电网电压频率，经电脑计算判断自动投入并网。在小风、无风及电网电机异常时自动切除。5'