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1、风电场电气系统,任课教师：贾振国,长春工程学院能源动力工程学院,本课程的主要内容,一、风电场电气系统概述 二、风电场电气部分的构成和主接线方式三、风电场主要一次设备四、风电场一次设备的选择 五、风电场电气二次系统 六、风电场配电装置七、风电场中的电力电子设备 八、风电场电气运行与维护,主要参考资料,1.风电场电气系统 机械工业出版社2.风电场电气工程 机械工业出版社3.风电场电气系统典型设计 中国电力出版社 4.欧美风电发展的经验与启示 中国电力出版社5.智能电网技术 中国电力出版社6.发电厂电气设备及运行 中国电力出版社,第一章：风电场电气系统概述,风电发展现状及关键技术,电力系统的相关概念
2、,风电发展与智能电网建设,发电厂电气部分的一般组成,风电场电气部分的特点,中国风电发展思考,一、风电发展现状及关键技术,1、世界风电发展现状,一、风电发展现状及关键技术,1、世界风电发展现状,一、风电发展现状及关键技术,1、世界风电发展现状,一、风电发展现状及关键技术,1、世界风电发展现状,一、风电发展现状及关键技术,2、中国风电发展现状,一、风电发展现状及关键技术,2、中国风电发展现状,一、风电发展现状及关键技术,2、中国风电发展现状,一、风电发展现状及关键技术,3、中国风电发展特点,“三北”地区仍是主要地区,内陆地区风电开发开始加速,大型风电基地建设成果显著,部分地区“弃风”严重,海上风电
3、有序推进,机遇与挑战并存,一、风电发展现状及关键技术,4、风电发展关键技术,风电机组关键技术,风电场关键技术,电网接纳风电关键技术,现代储能关键技术,预测预报关键技术,风能预测预报技术,二、风电发展与智能电网建设,1、何谓智能电网？,智能电网是将先进的传感测量技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术、能源电力技术及电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。,2、智能化的体现：可观测 可控制 实时分析和决策 自适应和自愈,1、何谓智能电网？,3、智能电网的特征：坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化,4、风电与智能电网建设,三、中国风电发展思考,1、风电发展中的尴尬境遇,成长的烦恼与阵痛：并
4、网难、消纳难、弃风严重、效益下滑,2、对中国风电的几个思考点,速度产能过剩加剧，新技术急于应用风险大,效益行业自律缺失、竞争不规范、诚信度不高,政策2011年可再生能源法漏洞显露,机制多方面存在问题，运行机制不畅,技术有所提高但仍亟需创新,质量2011年风电事故呈快速增长趋势,脱网脱网事故频发的祸首是常规电力设备环节,“弃风”2011年出现大规模经常性限电“弃风”,3、风光依旧无限好,吉林电网大范围风电机组切机事故,时间:2008.04.09 早晨天气情况:刮风，下小雨。故障位置:白城至开发变66kV线路(19km)，距离白城变2.4km。故障类型:2相短路(B-C)发生时间 05:07:54
5、保护动作情况:线路距离保护与过流保护动作,80ms后三相切除 05:07:55重合成功 80-110ms 后 洮南大通风电场内所有机组跳闸 120-150ms 后 富裕风电场所有风机跳闸 同发龙源、华能场内所有风电机组跳闸,内蒙古通辽市宝龙山镇监控人员当时发现监控系统报发电机转速在2700转每分，业主通知厂家。值班人员立即将集电线路停电，风机在短暂的停机后，叶片又再次转动，随着风速的不断增大，出现火花导致轮毂着火。随火势蔓延，机舱大部分部件都已烧毁。,内蒙古锡林郭勒盟风电机组着火,2010年8月下旬，甘肃瓜州北大桥地区连续大风，造成某在建风场的一个1.5MW机组发生倒塌事故。初步分析可能是安装
6、时螺栓力矩出现问题，大风时螺栓承受剪切力，且超过载荷极限发生断裂。同时不排除螺栓本身质量存在问题。所幸，此次事故未造成人员伤亡。,2006年8月10日17时25分，台风袭击了我国浙江沿海，正面袭击苍南霞关，最高风力19级。导致浙江苍南风电场28台风机倒了20台，整个风场几乎报废。苍南风电场位于苍南霞关北约十公里的海拔700米-900米的山坡上，处在桑美台风正面袭击的路径上。,四、电力系统的相关概念,1、电力系统、动力系统、电力网,四、电力系统的相关概念,2、电力系统的特点,电能的生产和消费具有同时性,电磁变化过程十分迅速,电力系统和国民经济各部门之间联系密切,电力系统地区性特点较强,3、对电力
7、系统的要求,保证供电的可靠性,保证良好的电能质量,保证电力系统运行的经济型,最大限度地满足用户用电需求,低压(LV-Low Voltage)：0.4 kV及以下 中压(MV-Medium Voltage)：3kV35 kV 高压(HV-High Voltage)：35kV200 kV 超高压(EHV-Extra High Voltage)：330 kV750 kV 特高压(UHV-Ultra High Voltage)：1000 kV及以上 高压直流(HVDC-High Voltage Direct Current)：330 kV750 kV特高压直流(UHVDC-Ultra High Vol
8、tage Direct Current):1000 kV及以上,四、电力系统的相关概念,4、电力系统电压等级划分,云广800千伏特高压直流输电工程,四、电力系统的相关概念,5、电力系统电压等级与输送容量和距离,电力系统的电压与输电容量和输电距离,五、发电厂电气部分的一般组成,1、发电厂电气一次设备与二次设备,一次设备：发电机、变压器、断路器、隔离开关、载流导体、电动机,2、发电厂电气一次系统与二次系统,一次系统：由一次设备构成的发、供、配、用电系统二次系统：由二次设备构成的对一次设备和系统进行测量、监视、保 护和控制调节的回路或系统,二次设备：互感器、测量仪表、继电保护装置、其它自动装置,3、发电厂电气本分常用图形符号,G,六、风电场电气部分的特点,1、单机容量小，分布范围广，机组数目多,2、风电机组种类多，输出特性各异,3、电能送出需要机电系统和多级升压,4、风电场出力波动明显，需要变频器稳定频率,5、风电场厂用电率低,
