某分布式風(fēng)力發(fā)電場（內(nèi)蒙古）設(shè)計實例

呂美霞+胡永飛

摘要：本文以實際工程為依托，分析了某分布式風(fēng)力發(fā)電場風(fēng)資源情況，概括敘述了分布式風(fēng)力發(fā)電場設(shè)計思路及意義。為以后分布式風(fēng)力發(fā)電場設(shè)計提供了思路。

關(guān)鍵詞：分布式；風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

中圖分類號：TM7 文獻(xiàn)識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）009-000-01

一、引言

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是指：風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)就是風(fēng)的動能→機械動能→電力動能的轉(zhuǎn)化。

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可分為集中式風(fēng)力發(fā)電、分布式風(fēng)力發(fā)電。

分布式風(fēng)力發(fā)電主要指風(fēng)力發(fā)電機組分散布置在高負(fù)荷附近、非遠(yuǎn)距離傳輸、產(chǎn)生的電力由就近電網(wǎng)消納的項目，分布式風(fēng)電的幾個特點是：規(guī)模小、投資少、運行成本低、靈活性高、系統(tǒng)可靠性高、就地并網(wǎng)就地消納等。

分布式風(fēng)力發(fā)電與集中式風(fēng)力發(fā)電相比：節(jié)省了輸送電力設(shè)施（升壓站系統(tǒng)及送電線路）的初期建設(shè)費用和后期的維護(hù)費用。其經(jīng)濟效益明顯。

二、工程概況

本工程建設(shè)地點在包頭達(dá)茂旗，該地區(qū)為地區(qū)內(nèi)蒙古自治區(qū)風(fēng)能資源最豐富的地區(qū)之一，年有效風(fēng)速的持續(xù)時間長、穩(wěn)定度高、連續(xù)性好、風(fēng)質(zhì)優(yōu)良，風(fēng)能利用率高，再加上草原牧區(qū)地廣人稀，征地費用低，開發(fā)前景非常廣闊。本分布式風(fēng)力風(fēng)電場工程的建設(shè)，充分利用了內(nèi)蒙古的風(fēng)力資源，改善內(nèi)地區(qū)能源結(jié)構(gòu)的單一化保護(hù)環(huán)境、減少污染、節(jié)約有限的煤炭資源和水資源，對于防風(fēng)固沙起到一定的良好作用。

本工程地處達(dá)茂旗希拉穆仁蘇木石寶鐵礦附近，占地為緩坡丘陵，對當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)沒有任何影響。本風(fēng)電場所發(fā)電力可以在就近電網(wǎng)110kV變電站直接就地消耗，減少風(fēng)電場送出線路損耗，同時減少就近電網(wǎng)110kV變電的輸送潮流，降低系統(tǒng)線路損耗；并為該110kV變電變提供電力支撐，有利于系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

三、工程設(shè)計

本分布式風(fēng)力發(fā)電項目規(guī)劃容量15MW，本期一次建成。裝設(shè)單機容量為1500kW的風(fēng)力發(fā)電機10臺。

本工程風(fēng)電場15MW機組經(jīng)機端箱變升壓至35kV，經(jīng)35kV電壓匯集后以單回35kV線路接入就近電網(wǎng)110kV變電站110kV變的35kV側(cè)，導(dǎo)線型號LGJ-240。

（一）分布式風(fēng)電接入電網(wǎng)接入點的確定的基本要求

分布式風(fēng)電接入電網(wǎng)接入點的確定應(yīng)滿足幾個基本要求

1.了解項目附近電網(wǎng)情況，選擇接入容量的大小，并確定接入電壓等級。具體分析附近電網(wǎng)情況是否有其他分布式風(fēng)電、光伏或其它分布式電場分散接入，減少本分布式發(fā)電接入電網(wǎng)后，電網(wǎng)電壓及繼電保護(hù)等的影響。

了解附近電網(wǎng)變電站具體運行負(fù)荷，本期分布式發(fā)電所接入容量應(yīng)能再本級配電區(qū)內(nèi)平衡，原則上不得超過上一級供電區(qū)域變壓器容量的25%。

2.確保接入后電網(wǎng)能安全穩(wěn)定運行。通過對分布式發(fā)電接入電網(wǎng)后的有功功率及無功功率的控制，實現(xiàn)分布式分電接入電網(wǎng)后，對電壓質(zhì)量的控制。

3.核算建成后短路電流，原有電網(wǎng)變電站設(shè)備及新建電氣設(shè)備應(yīng)滿足短路要求，原有電網(wǎng)配電站設(shè)備滿足新建分布式風(fēng)電后的運行條件，動熱穩(wěn)定電流不超過原有電網(wǎng)配電站電氣設(shè)備的允許值。

4.保證分布式風(fēng)電建成后，分布式風(fēng)電出線電壓及電網(wǎng)變電站各級出線電壓應(yīng)滿足電網(wǎng)要求。

（二）本工程接入電網(wǎng)點的確定

本分布式風(fēng)電建設(shè)位置附近有一座電網(wǎng)110kV變電站。

就近電網(wǎng)110kV變電站規(guī)劃遠(yuǎn)景裝設(shè)2臺容量為50MVA的三繞組有載調(diào)壓變壓器。全站電壓等級按110kV、35kV、10kV三級電壓設(shè)置。110kV規(guī)劃出線2回，35kV規(guī)劃出線4回，10kV規(guī)劃出線20回。110kV、35kV、10kV電氣接線均采用單母線分段接線。

就近電網(wǎng)110kV變電站現(xiàn)已建成一臺50MVA戶外三相銅芯雙繞組（帶平衡線圈）有載調(diào)壓變壓器，1回110kV出線，2回35kV出線（就近鐵礦2回）。110kV電氣接線采用單母線接線，35kV電氣接線采用單母線接線。

就近電網(wǎng)110kV變電站正常接帶負(fù)荷約30MW，可以滿足本分布式風(fēng)場全部容量15MW的就地消耗。本工程最終確定通過一回35kV集電線路接入石寶變主變35kV側(cè)。

核算短路電流，35kV側(cè)短路電流為27.246kA，電網(wǎng)110kV變電站原有電氣設(shè)備及本期新建電力設(shè)備均滿足。

核對原有電氣設(shè)備的電流值及動熱穩(wěn)定電流，均滿足要求，為了提高分布式風(fēng)電接入電網(wǎng)的的可靠及安全性，減少對電網(wǎng)的沖擊，以達(dá)到調(diào)節(jié)電壓波動、滿足電網(wǎng)對電壓穩(wěn)定的要求。本期在就近電網(wǎng)110kV變電站35 kV側(cè)I段母線增設(shè)1組4Mvar（容性）+2Mvar（感性）動態(tài)無功補償裝置。實現(xiàn)分布式風(fēng)電的無功功率控制。

本工程使用風(fēng)機為金風(fēng)風(fēng)機，風(fēng)機配置有功功率控制系統(tǒng)。

就近電網(wǎng)110kV變電站已建成35kV出線2回，35kV側(cè)單相接地電容電流為3.3A。本期建設(shè)35kV出線2回（一回為分布式風(fēng)電回路、一回為動態(tài)無功補償裝置），35kV側(cè)單相接地電容電流為5.4A。#1主變壓器35kV側(cè)單相接地電容電流共計為8.7A。主變壓器35kV側(cè)中性點采用不接地方式。

四、結(jié)論

在國家政策的鼓勵下，清潔能源發(fā)電日益成熟，分布式發(fā)電（風(fēng)電或光伏）的經(jīng)濟效益更加明顯。但分布式發(fā)電（風(fēng)電或光伏）接入電網(wǎng)具有一定的波動性、可控性差，影響電網(wǎng)的輸出及穩(wěn)定，限制了分布式風(fēng)電（風(fēng)電或光伏）的發(fā)展。分布式風(fēng)電發(fā)展（風(fēng)電或光伏）需要從技術(shù)及管理兩方面做工作，首先，加強對分布式發(fā)電（風(fēng)電或光伏）接入電網(wǎng)后運行控制技術(shù)研究，提高風(fēng)電場的功率預(yù)測水平。其次，通過清潔能源發(fā)電補貼與標(biāo)桿電價結(jié)合的方式，反映分布式風(fēng)力發(fā)電（風(fēng)電或光伏）的實際成本。最后，因地制宜，促進(jìn)開發(fā)分布式發(fā)電（風(fēng)電或光伏）與電網(wǎng)消納的相協(xié)調(diào)，積極的、合理的規(guī)劃分布式發(fā)電（風(fēng)電或光伏）項目。

參考文獻(xiàn)：

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