風電場電氣設計特點探討

韋昊冰

摘要：近年來，隨著某些傳統資源的減少，我國逐步重視新能源的開發和利用。風電依靠它們獨有的優勢在全國范圍內快速發展，風電場電氣設計與其建設速度緊密相關，而且也決定著風電場能否穩定運行。因此，本文我們講對風電場電氣設計討論進行探討，從而對將來的風電場電氣設計有一定的理論基礎。

關鍵詞：風電廠電氣設計特點探討

引言：隨著社會經濟的快速發展，人們進入到快時代，環境污染愈發嚴重，一些傳統能源逐漸減少，化石燃料污染環境，我國逐步意識到對新能源進行開發與利用的重要性風電場電氣設計的好壞直接影響著風電場的穩定運行，所以風電場電氣設計特點的探討十分有意義。

1.風電場電氣設計遵循的原則

（1）自覺遵守黨和國家的有關法律法規。風電場內的電氣設計程序應該非常嚴格的必須遵照有關國家的國民經濟基本建設設計方針、政策，貫徹嚴格執行有關國家的基本建設設計程序，從而能夠使整個風電場內的電氣設計更加合理，經濟合理，技術超前，安全可靠等。（）嚴格遵循國家節約建設用地、保護環境的基本原則。風電場所的電氣設計基本要求是堅持實現可持續發展的設計理念，即堅持節約用電、保護環境、保護自然資源，保證和諧社會、經濟、環境的持續協調健康發展。把建筑地面層和植被的自然破壞損耗程度最大降到最低，遵循高效節約建筑能耗的基本原則，運用國際領先的材料技術和新工藝也就是要把損耗程度降到最小。（3）正確合理把握近期城市建設與遠期產業發展的基本關系。依據長遠的企業發展戰略規劃，進一步綜合考慮后期的修改擴建與重新發展。

2風力機組設計特點

2.1風力機組的特性

（1）分析風力發電機組整體組成的結構復雜性。風力發電機組的主要組成部分是非常復雜的機械組織，包括風機轉子，葉片等等而葉片的使用空氣風機動力保護設計技術是根據當今風機生產中廣泛應用的大型風力機組漩渦式葉輪機設計技術，而且每個葉片對應的空氣動力有明顯的液壓制動保護功能以及具有避雷的和防閃的保護作用，因為由于葉片的每個末端轉子相對于整個地球末端旋轉了一定的旋轉角度以及因此葉片的轉子末端所可以使用的主要軸承和材料一般也都是不銹碳纖維，不銹鋼葉片是作為支撐了風機負荷的大部分可以使用的主要承軸材料。（）保證風力發電機組的功能獨立性。葉片是在制動的這個時候，在整個制動過程中他們幾乎是各自獨立進行的，他們互不產生影響。所以來說假使機組葉片的各個末端裝置發生了任何異常情況，機組也一樣可以正常的工作運行，不會出現意外損壞情況。機組的正常工作運行還依據傳動齒輪箱的高速傳動軸上的一個制動力在裝置，如果機組出現了意外停機情況，制動力在裝置上就可以有效制約發生故障，從而可以達到立即防止停機的良好效果。

2.2風力機組的起停與并網

風力發電機組的起飛暫停。風機定子啟動速度要求應符合特定的外力條件，定子啟動繞組元件可以通過風機軟啟停電動機的外力作用直接進入風力電網，此時風力發電機的啟動速度一般要求能達到7r/min。定子穩壓繞組在再次進入交流電網的這個時候，啟動器的穩壓功能會因為同時發生電源損耗而有所降低，這主要是因為我們使用了旁通電路基準抑礎器。風力發電機組的并網電流并入風力電網之后就需要嚴格限制風力發電機并網中的輸出電流，除此之外還要嚴格限制電站并入光伏電網的持續時間不得小于一分鐘，時間特別短。風電場所的風機平時輸出的風力數量與現場風速發展有直接的比例關系，風速的發展快慢直接決定了風機數量的多少。他們之間是幾乎呈正或負相關的，但是如果我們當電機風速保持在14～15m/s時，就可能會明顯發現風機輸出的電流數量幾乎是不再發生變化的。

3風電廠的監管設計特點

風機控制器是每臺風機所必備的，它的傳播媒介是由光纜，通訊環串聯組成的風機群。此外，以電話線作為媒介，上微機可以上達到遠程控制，微機監控系統是風電場裝設的一套風電場籍式變壓站設備，利用雙膠屏蔽線可以實現微機監控系統的通訊傳輸。另一個使用雙膠屏蔽線的優點是節約電纜的成本、提高經濟效益。

4風電場電氣設計的要點

4.1設計要點

1.我國風電場的風力主接線的技術設計主要有很多技術要點：例如送電設備線路上的電壓控制等級，設備的性能特征，穩定的能源電壓控制系統等等，由于我國風電場中風力機組送電設備的不同特點，用于風電站對于我國風電場的風力升壓站建設有著重要的推動影響。簡單化的供電接線，另一方面，安全可靠的無線供電系統維修維護設備使其操作簡便，靈敏度高，經濟合理等也完全可以對此加以充分考慮。風電場風力升壓站采用高壓接線配置單元接線和電力風電場電站低壓側接線采用的單元接線配置方式一般是不一樣的，變壓器側的一線路母管單元配置接線和單線路母線單元接線方式是目前風力發電場電站高壓配置接線的兩種主要線路連接接線方式。這兩種母線連接供電方式同樣可以同時通用于一種特殊情況，即單個站的電能同時匯聚于一個風電場的一個升壓站，然而當多個站的電能同時匯聚于一個風電場的一個升壓站時，就要考慮使用單獨的母線或雙接線這種方式。3.由于風電場各個升壓站點的電源壽命是相互不會受影響的，假使一個風電場的升壓電源經常連續使用，不可避免的就會容易發生電源老化停電現象，發電機組的設置就顯得尤為重要。三相四線制一般是風電場采用的系統，對于三相四線制系統中的電壓要進行有必要有限制。母線分段形式適用于0kv升壓站單母線接線的形式，適用于110kv升壓站。升壓站與接線方式一一對應。

4.電氣二次設備特點

電氣二次保護設備設計包括電氣系統高壓繼電保護和高壓風電場以及升壓站供電調度等全自動化電氣系統工程設計。系統中的繼電保護性能要求應符合國家相應的技術要求。變壓器、無線恒功交流補償供電設備、母線、場內高壓集電弓等線路的場內繼電保護系統是電力升壓站場內繼電保護系統設計中重點的和關注的。遠動、安全保護自動裝置、故障錄波、電站總能量自動計量、發電電站功率變化控制及大型風電電站功率變化預測等等系統不僅是實現風電場所及升壓站電力調度發電自動化的基礎設計也是應該慎重考慮的也是需要嚴格遵循相關規定。

5.風電場電氣設計安全方面的特點

風電場電氣設計要著重考慮安全方面，比如接地措施，絕緣配合以及過電壓保護，要建立一個準，安全，有效的報警系統。接地措施方面重要用于采用雷電接閃器。絕緣體的配合和在線過電壓故障保護，重要預防措施不是在于單獨構建一個避雷針和獨立一個避雷針，在每個進出線的操作過程中在過電壓故障保護器中又單獨裝設一個避雷器，只是為了有效預防在線操作時的過電壓。防雷發電系統結構設計技術要點應注意哪些風力發電場聲波直擊雷過載的電壓安全保護問題風電場直擊雷電波的侵入有聲波過載和電壓安全保護兩個基本方面。防雷通風系統的完善設計在保證風機及時進行系統設計的使用過程中也是起著至關重要的一個作用，因此對風機防雷通風系統就需要及時進行完善的系統設計，以此作用來正確達到促使風機更加有效率地運行的設計目的。在電纜防雷供電系統的功能設計中要使其在防雷供電系統中的功能設計達到最好，接電塔和接地網對電纜的各種連接限制方式也就顯得尤為重要，通過連接塔尖從電纜葉尖下部連接到達主要的接地網，接地網的負載電阻也因此有出了相應的限制要求，不能直接超出電纜相應的使用范圍。如果一個雷電接地網同時廣泛使用于高壓風機和箱式風力變電站時其防雷保護措施就完全沒有必要同時使用了，另一方面，如果線路發生各種雷電波的侵入波，那么就要及時采用防雷保護裝置，如使用氧化鋅雷電避雷器，氧化鋅雷電避雷器廣泛泛地使用于箱式風力發電站各機組、箱式風電變壓器、線路和配電線路連接終端所需要連接的各種高壓雷電開關柜。另一項措施是建設報警系統，這對于升壓變電站非常非常有效，具體來說就是在主控制室內建立火警報警系統，建立火警報警系統的有效地點要選擇在辦公樓中。風電場電氣上既要考慮裝配火災報警裝置，假如出現了火災情況，信號就會傳遞到辦公樓中，火災報警器就會進行探測，接下來進行一系列的保護措施，同時也為我們提供一些有用的信息。如果探測器出現了問題，不能正常使用了，報警系統也可以報警，毫不影響。

結束語：本文風風電場電氣設計的遵循原則，風力機組設計特點等方面。進行了探討，并發現了風電場電氣設計中有獨特的優勢，當然也有改進的地方，要多多學習優勢方面。對風電場電氣設計特點的討論，有助于我們在將來更好的使用風電場電氣上來達到我們想要的結果，有益于將來風電場電氣設計技術的提高，增加經濟效益，開發新能源，從而造福人類。

參考文獻：

張 揚.風電場電氣設計要點綜述[J].華北電力技術