风电场电气系统接线的关键技术

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：与常规发电厂站相同，风电场电气系统也是由一次系统和二次系统共同组成，本文主要介绍一次系统。根据在电能生产过程中的整体功能，风电场电气一次系统可分为风电机组、机电系统、机组变压器和厂用电系统四个部分。风电场集电系统将风电机组生产的电能收集起来，送到风电场主变压器的低压侧。风电机组的电气连接分组采用位置就近原则，每组包含的风电机组数目大体相同。

与常规发电厂站相同，风电场电气系统也是由一次系统和二次系统共同组成，本文主要介绍一次系统。

根据在电能生产过程中的整体功能，风电场电气一次系统可分为风电机组、机电系统、机组变压器和厂用电系统四个部分。这里所指的风电机组，除了包括风力机和发电机外，还包括电力电子变流器和对应的机组升压变压器。

根据风电场电气一次系统的组成，风电场电气主接线包括以下四个部分：风力发电机与机组变压器的电气接线、风电机组分组与连接方式、机组变压器高压侧电压等级选择和风电场集电线路方案。下面分别介绍^[3]：

1）风力发电机和机组变压器间的电气接线。风力发电机和机组变压器的接线方式可采用一台风力发电机配备一台变压器，也即一机一变单元接线方式，如图3-4a所示；也可采用多台风力发电机配一台变压器，也即多机一变接线方式，如图3-4（b）所示。

2）风电机组电气连接方式。风电场集电系统将风电机组生产的电能收集起来，送到风电场主变压器的低压侧。风电机组的电气连接分组采用位置就近原则，每组包含的风电机组数目大体相同。一般通过线路把每组风电机组的机组变压器高压侧并联汇集为一条10kV或35kV输电线路送到风电场升压变电站。

对于风电机组的电气连接方式，可分为辐射形、环形和星形三种，如图3-5所示。目前应用最广泛的是辐射形连接，其操作简单且成本较低；而环形连接由于能够提供冗余，提高系统的可靠性，因此具有较大的研究价值。

图3-4 风力发电机和机组变压器间的电气接线

图3-5 风电机组的连接方式

图3-5 风电机组的连接方式（续）

3）机组变压器高压侧电压等级选择。风力发电机出口电压为0.69kV，如果直接接入风电场升压变电站，一方面所需线路的截面积较大，另一方面电能损耗也较大。风力发电机出口通过机组变压器，将电压升高至10kV或35kV，再接入升压变电站进行二次升压是一种可行方案。

4）集电线路类型选择方案。风电场集电线路有直埋电缆和架空线两种类型，选择哪一种应根据风电场具体情况而定。架空线路投资成本较低，但在风电场内需要条形或格形布置，不利于设备检修，也不美观；采用直埋电力电缆敷设，风电场景观较好，但是投资较高。

风电场电气系统接线的关键技术

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