1、风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述风电场电气系统风电场电气系统 任课教师：贾振国任课教师：贾振国 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述本课程的主要内容本课程的主要内容 一、风电场电气系统概述一、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三、风电场主要一次设备四、风电场一次设备的选择四、风电场一次设备的选择 五、风电场电气二次系统五、风电场电气二次系统 六、风电场配电装置六、风电
2、场配电装置七、风电场中的电力电子设备七、风电场中的电力电子设备 八、风电场电气运行与维护八、风电场电气运行与维护 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述主要参考资料主要参考资料 1.1.风电场电气系统风电场电气系统 机械工业出版社机械工业出版社2.2.风电场电气工程风电场电气工程 机械工业出版社机械工业出版社3.3.风电场电气系统典型设计风电场电气系统典型设计 中国电力出版社中国电力出版社 4.4.欧美风电发展的经验与启示欧美风电发展的经验与启示 中国电力出版社中国电力出版社5.5.智能电网技术智能电网技术 中国电力出版社中国电力出版社6.6.发电厂电
3、气设备及运行发电厂电气设备及运行 中国电力出版社中国电力出版社风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述第一章：风电场电气系统概述第一章：风电场电气系统概述 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述一、风电发展现状及关键技术一、风电发展现状及关键技术1 1、世界风电发展现状、世界风电发展现状 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述一、风电发展现状及关键技术一、风电发展现状及关键技术1 1、世界风电发展现状、世界风电发展现状 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系
4、统概述章：风电场电气系统概述一、风电发展现状及关键技术一、风电发展现状及关键技术1 1、世界风电发展现状、世界风电发展现状 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述一、风电发展现状及关键技术一、风电发展现状及关键技术1 1、世界风电发展现状、世界风电发展现状 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述一、风电发展现状及关键技术一、风电发展现状及关键技术2 2、中国风电发展现状、中国风电发展现状 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述一、风电发展现状及关键技术一、风电发展现状及
5、关键技术2 2、中国风电发展现状、中国风电发展现状 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述一、风电发展现状及关键技术一、风电发展现状及关键技术2 2、中国风电发展现状、中国风电发展现状 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述一、风电发展现状及关键技术一、风电发展现状及关键技术3 3、中国风电发展特点、中国风电发展特点 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述一、风电发展现状及关键技术一、风电发展现状及关键技术4 4、风电发展关键技术、风电发展关键技术 风电发展风电发展关键
6、技术关键技术风电机组关键技术风电机组关键技术风电场关键技术风电场关键技术电网接纳风电关键技术电网接纳风电关键技术现代储能关键技术现代储能关键技术预测预报关键技术预测预报关键技术风电机组关键技术风电机组关键技术1.变速恒频技术变速恒频技术 2.叶片设计技术叶片设计技术 3.功率调节技术功率调节技术 4.低电压穿越技术低电压穿越技术 风电场关键技术风电场关键技术1.风能资源评估技术风能资源评估技术 2.风电场集中监控技术风电场集中监控技术 3.海上风电场基础结构技术海上风电场基础结构技术 4.海上风电场电气设计技术海上风电场电气设计技术 电网接纳风电关键技术电网接纳风电关键技术 1.风电仿真建模技
7、术风电仿真建模技术 2.电力网络优化运行技术电力网络优化运行技术 3.柔性交流输电技术柔性交流输电技术 4.高压直流输电技术高压直流输电技术 现代储能关键技术现代储能关键技术 1.常规储能技术的应用常规储能技术的应用 2.全钒液流电池储能技术全钒液流电池储能技术 3.钠硫储能技术钠硫储能技术 4.风电储能联合优化运行技术风电储能联合优化运行技术 风能预测预报技术风能预测预报技术 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述1 1、何谓智能电网？、何谓智能电网？智能电网是将先进的智能电网是将先进的传感测量技术传感测量技术、信息通信技术信息通信技术、分析决策分析
8、决策技术技术、自动控制技术自动控制技术、能源电力技术能源电力技术及及电网基础设施电网基础设施高度集成而形高度集成而形成的新型现代化电网。成的新型现代化电网。2 2、智能化的体现：、智能化的体现：可观测可观测 可控制可控制 实时分析和决策实时分析和决策 自适应和自愈自适应和自愈 1 1、何谓智能电网？、何谓智能电网？3 3、智能电网的特征：坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化、智能电网的特征：坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化4 4、风电与智能电网建设、风电与智能电网建设 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述1 1、风电发展中的尴尬境遇、风电发展中的尴尬
9、境遇 成长的烦恼与阵痛：并网难、消纳难、弃风严重、效益下滑 2 2、对中国风电的几个思考点、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 3、风光依旧无限好、风光依旧无限好 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述 时间时间:2008.04.09 早晨早晨 天气情况天气情况:刮风，下小
10、雨。刮风，下小雨。故障位置故障位置:白城至开发变白城至开发变66kV线路线路(19km)，距离白城变，距离白城变2.4km。故障类型故障类型:2相短路相短路(B-C)发生时间发生时间 05:07:54 保护动作情况保护动作情况:线路距离保护与过流保护动作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 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概
11、述章：风电场电气系统概述风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述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，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。延，机舱大部分部件都已烧毁。风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电
12、场电气系统概述章：风电场电气系统概述内蒙古锡林郭勒盟风电机组着火内蒙古锡林郭勒盟风电机组着火风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述2010年年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。机组发生倒塌事故。初步分析可能是安装时螺栓力矩出现问题，大风时初步分析可能是安装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。题。所幸，此次事故未造成人员
13、伤亡。所幸，此次事故未造成人员伤亡。风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述2006年年8月月10日日17时时25分，台风袭击了我国浙江沿海，正面袭击苍南霞关，最分，台风袭击了我国浙江沿海，正面袭击苍南霞关，最高风力高风力19级。导致浙江苍南风电场级。导致浙江苍南风电场28台风机倒了台风机倒了20台，整个风场几乎报废。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苍南风电场位于苍南霞关北约十公里的海拔700米米-900米的山坡上，处在桑美米的山坡上，处在桑美台风正面袭击的路径上。台风正面袭击的路径上。风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：
14、风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述1 1、电力系统、动力系统、电力网、电力系统、动力系统、电力网 动力部分 发电机 电力网 受电设备电力系统 动力系统 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述2 2、电力系统的特点、电力系统的特点 3 3、对电力系统的要求、对电力系统的要求 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述低压(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-
15、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 Voltage Direct Current):1000 kV及以上4 4、电力系统电压等级划分、电力系统电压等级划分 云广云广800千伏特高压直流输电工程千伏特高压直流输电工程风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述5 5、电力系统电压等级与输送容量和距离、电力系统
16、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电力系统的电压与输电容量和输电距离线路电压线路电压(kvkv)输送容量输送容量(MV)(MV)输送距离输送距离(km)(km)6 0.10.241510 0.22.062035 210205011010505015022010050010030033020080020060050010001500250850风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述1 1、发电厂电气一次设备与二次设备、发电厂电气一次设备与二次设备 一次设备一次设备：发电机、变压器、断路器、隔离开关、载流导体、电动机发电机、变压器
17、、断路器、隔离开关、载流导体、电动机2 2、发电厂电气一次系统与二次系统、发电厂电气一次系统与二次系统 一次系统一次系统：由一次设备构成的发、供、配、用电系统由一次设备构成的发、供、配、用电系统二次系统二次系统：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护和控制调节的回路或系统二次设备二次设备：互感器、测量仪表、继电保护装置、其它自动装置互感器、测量仪表、继电保护装置、其它自动装置3 3、发电厂电气本分常用图形符号、发电厂电气本分常用图形符号 G风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述1 1、单机容量小，分布范围广，机组数目多、单机容量小，分布范围广，机组数目多 风机风机 箱变箱变 电缆电缆 架空线路架空线路 升压变电站升压变电站 电网接入回路电网接入回路 690 V35 KV220 KV2 2、风电机组种类多，输出特性各异、风电机组种类多，输出特性各异 3 3、电能送出需要机电系统和多级升压、电能送出需要机电系统和多级升压 4 4、风电场出力波动明显，需要变频器稳定频率、风电场出力波动明显，需要变频器稳定频率 5 5、风电场厂用电率低、风电场厂用电率低 风电场电气系统风电场电气系统 第第1章：风电场电气系统概述章：风电场电气系统概述
