风力发电场电气主接线设计

风力发电场电气主接线设计

井家宝

中车株洲电力机车研究所有限公司风电事业部湖南省株洲市412000

摘要：随着我国科学技术的不断发展，越来越多先进的科学技术被运用到能源方面，更好的解决能源问题。风电技术作为先进的可再生能源技术之一，正在越来越被广泛的应用，为我国的能源结构转型提供了解决的方案。风电行业有很大的发展空间，对于经济发展具有良好的推动作用。在接下来的文章之中我们将以风力发电场电气主接线设计为核心，展开具体论述。

关键词：风力发电场；电气主接线；设计。

前言：当前随着科学的不断发展以及技术的革新，风力发电产业在我国逐渐兴起，并且正在被逐渐的加以广泛的应用。我国广阔的地域和得天独厚的自然环境决定了风电行业发展潜力巨大，这一产业的发展很大程度上推动了经济的发展。风力发电场电气主接线设计是风电场开发建设的重要环节，本文将重点分析并论述风力发电场电气主接线目前的状况以及设计规划。

1.风电电能质量现状及改进

1.1风电电能质量现状

随着越来越多的风电机组连接到电网，风力发电电能质量对电网的影响已引起人们的广泛关注。风能资源的不确定性和风电机组自身的运行特性以及风电机组的输出功率的波动会影响电网的电能质量，例如电压偏差、电压波动、闪烁和谐波。大多数风电机组使用软栅格连接，然而它们在启动时仍然产生大的涌入电流。当风速超过切出风速时，风电机组将自动从额定输出中退出。

2提高电能质量

SVC装置：SVC装置是近年来发展起来的一种快速调节无功功率装置。成功地应用于电力、冶金、矿山、电气化铁道等负荷的冲击负荷，可以任意调整无功功率，保持稳定性。连接点系统在非线性和冲击负载下保持恒定的电压电平。无源滤波装置由电容器、电抗器和有时无源元件如电阻器组成，在某一谐波或其谐波之上形成低阻抗路径，以抑制较高次谐波的影响；SVC的范围延伸到延伸到电容区域的感应区域，允许滤波器在动态控制下并联连接，这不仅满足无功功率补偿，而且增加功率因数并且消除了较高谐波的影响。有源滤波器：无源滤波器投资少，效率高，结构简单，易于维护。它们在分布网络中被广泛使用。然而，由于对系统参数具有很大影响的滤波器特性，无源滤波器只能消除THD。e比谐波倍数，但对于某些谐波产生放大、谐振现象和其它因素，甚至随着电力电子技术的发展，人们逐渐将滤波器的研究方向改变到有源滤波器有源滤波器（有源电力滤波器，缩写）。系统综合补偿技术：近年来提出的系统综合补偿技术是解决电能质量问题的“基本”方法。在稳定状态下解决电压质量问题已有很多成熟的措施。然而，对于动态电能质量问题，依靠传统无功功率补偿和滤波设备不能有效地解决，因为电压降（SUG）、浪涌、电压脉冲（脉冲加湿器）和瞬时功率故障（停电）这一电能质量问题。EMS具有短的持续时间、快速的变化，并且一些电能质量问题伴随一些或所有的能量损失。图一是关于交流励磁双馈风电系统的组成图，其中变频器对于整个系统的功率调整都起到重要的影响作用，图二为变频器在工作过程中对于系统的功率调节的主要运行图。

变频器其实就是以变频技术为核心技术的设备，对于设备的功率等会进行调整从而达到调节和节能的作用。变频器在风电场的风力发电系统会起到非常重要的作用，对于节约能源以及电能质量的改进都有一定的影响作用。

3.风力发电场电气主接线的相关设计

3.1由于风力发电的特殊性，需要特别多的工作进行工作，相关的设备的数量是十分的巨大的，各种设备的距离也是十分的大，分别在不同的地方分别的进行工作，并且为工作注入的电压是十分的巨大的，以上种种的设备导致了在工作的过程中必须要进行两级升压的过程，这样才能保证整个发电过程的安全以及高效。所谓的二级分压的办法，主要是指就是通过相关的变电以及变压装置，进行具体的变压的过程。这就需要进行不同的装置进行不同的工作，在具体的工作过程中，通过安装一系列的特定的装置来进行具体的工作的过程。在具体的工作的过程中可以根据具体的情况，坚持具体问题具体分析的原则，对于电力发电过程中采用多种的方法，可以采用架空导线以及电缆两种方法，运用这种方法可以让工作很方便的进行下去，并且不是需要很多的土地资源，运用这种办法可以很好的减少恶劣的天气对于发电过程的影响，因此采用电缆连接的方式是行之有效的。但在具体的实行过程中，这种方法有其自身的局限性，例如各种设备之间的间隔的距离十分的遥远，导致生产成本变高，这在未来的发展过程中是十分值得注意的。要充分考虑到多种情况，由于一系列特殊的情况根据不同的地理位置把这些工作的设施进行不同的分类。然后这些不同的分组分别加入不同的电压之中，让风力发电的过程能够更好的运行下去。

3.2在其他的方面也有相关的具体的要求。在线路的连接的方面也有其具体的要求，比如在升压变电站工作的时候。采用相关的实验得到了具体的数据，根据长期以来获得的数据，并且根据相关的行业规范以及规定，对于连接的过程有一个具体的规范的过程。采用特定大的方式，在相关的汇集线路出现故障时，必须要一套相对应的应急措施，切断相关的电源，必须要做到十分的快速的进行处理，把损失降低至最少。对于故障来说相关的线路有其灵敏性，在过去的实践以及工作经验中，采用消弧线圈接地的时候，经常会出现技术上的相关的失误，而这些失误容易导致一系列的问题，造成严重的损失。为了解决这一问题，就必须采取接地电阻的方式。并且还需要采用一系列的辅助措施比如采用相关的开关等，让工作更加顺利的进行下去。在具体的工作的过程中要抓住事物的关键矛盾，几种主要力量来解决主要的问题，例如在具体的工作过程中，就必须要把一个设备设置成主要的变电的措施，运用多种方法辅助主变。在具体的工作过程中要注意把控误差，不让最后的发电结果受到影响。不考虑其他的影响因素，让发电的效率达到最大。对于低压场上的问题就必须采用相关的备用电源进行供电，以防止出现发电上的问题。随着科学技术的不断发展，人们对于相关的高科技的产品必须加强认识，及时的运用到发电上来，让整个行业得到更好的发展。

结束语：风力发电产业在我国是一个不断发展的新能源产业，风电场的主接线的设计规划十分重要，企业必须建立一套完整的措施进行科学的成本上的控制，这样才能更好的促进企业的发展，进而推动我国经济的发展，让更多的科技带来的便利造福于人民，同时又可以兼顾人与自然和谐相处，体现出我国的科学发展观。相信在合理设计电气主接线的基础上，风力发电产业一定会为我国的经济发展与电力发展提供更为有利的支持。

参考文献：

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[2]鱼维娜，朱宜飞.基于沙岭风电场电气系统设计分析[J].珠江现代建设，2013，06：21-24.