呂美霞+胡永飛

摘要：本文以實(shí)際工程為依托，分析了某分布式風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)風(fēng)資源情況，概括敘述了分布式風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)設(shè)計(jì)思路及意義。為以后分布式風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)設(shè)計(jì)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(hào)：TM7 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：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(dòng)能→機(jī)械動(dòng)能→電力動(dòng)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(jī)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(xiàng)目，分布式風(fēng)電的幾個(gè)特點(diǎn)是：規(guī)模小、投資少、運(yùn)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(fèi)用和后期的維護(hù)費(fèi)用。其經(jīng)濟(jì)效益明顯。

二、工程概況

本工程建設(shè)地點(diǎn)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(shí)間長(zhǎng)、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(fèi)用低，開發(fā)前景非常廣闊。本分布式風(fēng)力風(fēng)電場(chǎng)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(duì)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(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)沒有任何影響。本風(fēng)電場(chǎng)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(chǎng)送出線路損耗，同時(shí)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(yùn)行。

三、工程設(shè)計(jì)

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

本工程風(fēng)電場(chǎng)15MW機(jī)組經(jīng)機(jī)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(hào)LGJ-240。

（一）分布式風(fēng)電接入電網(wǎng)接入點(diǎn)的確定的基本要求

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

1.了解項(xiàng)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(jí)。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(chǎng)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(yùn)行負(fù)荷，本期分布式發(fā)電所接入容量應(yīng)能再本級(jí)配電區(qū)內(nèi)平衡，原則上不得超過(guò)上一級(jí)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(yùn)行。通過(guò)對(duì)分布式發(fā)電接入電網(wǎng)后的有功功率及無(wú)功功率的控制，實(shí)現(xiàn)分布式分電接入電網(wǎng)后，對(duì)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(yùn)行條件，動(dòng)熱穩(wěn)定電流不超過(guò)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(jí)出線電壓應(yīng)滿足電網(wǎng)要求。

（二）本工程接入電網(wǎng)點(diǎn)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(tái)容量為50MVA的三繞組有載調(diào)壓變壓器。全站電壓等級(jí)按110kV、35kV、10kV三級(jí)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(tái)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(chǎng)全部容量15MW的就地消耗。本工程最終確定通過(guò)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(duì)原有電氣設(shè)備的電流值及動(dòng)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(duì)電網(wǎng)的沖擊，以達(dá)到調(diào)節(jié)電壓波動(dòng)、滿足電網(wǎng)對(duì)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(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。實(shí)現(xiàn)分布式風(fēng)電的無(wú)功功率控制。

本工程使用風(fēng)機(jī)為金風(fēng)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)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(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)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(jì)為8.7A。主變壓器35kV側(cè)中性點(diǎn)采用不接地方式。

四、結(jié)論

在國(guó)家政策的鼓勵(lì)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(jì)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(dòng)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(qiáng)對(duì)分布式發(fā)電（風(fēng)電或光伏）接入電網(wǎng)后運(yùn)行控制技術(shù)研究，提高風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)水平。其次，通過(guò)清潔能源發(fā)電補(bǔ)貼與標(biāo)桿電價(jià)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(shí)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(xiàng)目。

參考文獻(xiàn)：

[1]王曉冬，等.風(fēng)電場(chǎng)分布式接入電網(wǎng)的技術(shù)研究與應(yīng)用[J].中國(guó)勘察設(shè)計(jì)，2015（02）：90-91.

[2]孫立成，等.分散式風(fēng)電接入地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行影響的研究[J].四川電力技術(shù)，2013年第36卷第2期.