风力发电中电气设计的探究

风力发电中电气设计的探究

徐州华润电力有限公司江苏徐州221000

摘要:近年来,在中国能源短缺背景下,再生资源研发受到重视,利用和发展。作为可再生的自然资源,风能已经在很多领域得到应用。其中,风电技术的研发和应用取得了较大成果,在一定程度上缓解了我国电力和能源的短缺,有力地促进了我国国民经济的发展和促进。作为风力发电的重要设计内容,电气设计在风力发电的稳定施工和优化发展中发挥着重要作用。

关键词:风力发电、电气设计、新能源

引言:

随着我国国民经济的发展和各种先进技术的创新和发展,在落实科学和社会可持续发展理念的基础上,风力发电研究和开发不断深化,风力发电已经实现了普遍适用。作为风力发电建设工程设计的指导性设计,电气设计对风力发电的稳定性,安全性和优化发展起着重要作用。,这表明风力发电电气设计的探索具有重要的研究价值。同时,在新时代,实现风力发电是创新发展的必然要求。

1关于风力发电中电气设计方案的分析

1.1风力发电电气设计中电机组的选择。在风力发电电气设计中对于发电机组的选择具有重要意义,风力发电机组是保证风力发电质量,实现风力发电价值最大化的重要影响因素。因此,在风力发电电气设计中,风力发电机组的选择是设计方案中的一项重要内容。首先,对风力发电建设地风力资源进行实际勘察,结合实际勘察情况指定发电厂建设等级,并进行建模,对发电机组类型进行选择。其次,通过利用WindFarmer对发电产进行评估与预算,探索出该发现厂对发电机组的具体数量的需求。此外,结合实际资金与技术投入情况,设计出最佳风力发电机组配置规划与方案。

1.2风力发电主要电气设备的选择。根据资料的整合与分析得出,风力发电厂普遍具有负荷量水平低下的特点,因此,风力发电厂通常应用110千伏的变压器作为主变压装置,并在远离变压设备的密封容器中设计有载分接开关装置(装置内需配置一定的滤油设置)。与此同时,为进一步保证风力供电系统的稳定性与安全性,防止供电元件电路现象的产生,需融入相应的中性点接地设备进行设置,并保证控制台的抗压性与防潮性。此外,对于输电线路设备的选择与安装时,常通过增加导线截面、控制电缆长度、利用电流互感器等方式,来保证回路中负荷量的误差性。

1.3风力发电厂接入系统的设计。风力发电厂接入系统设计是电气设计方案中的一项重要设计内容,也是基础设计与实行方案。首先,在明确风力发电厂风力资源、主体环境、电厂规模的规划基础上,对接入区域电网、电厂接入电压进行科学、合理、标准化选择;其次,结合电厂实际建设需求与发展情况,确立接入点;与此同时,运用科学、先进的电流计算方法对风力发电厂接入系统设计方案进行评估,结合计算结果对分方案进行分析(潮流分布合理性、网络损耗的分析),从而确立具体接入方案;与此同时,在方案选择过程中,根据接入系统调相调压需求,科学选用风力发电厂的电机型号,并对接入系统的接入进行严格校对,用以保障风力发电电气设计中风电厂接入系统实施方案的科学性、稳定性、可靠性与实效性。

1.4风力发电电气设计中的继电保护设计。继电保护是电气设计中避开不可少的存在,继电保护设计方案是对风力发电系统中存在的故障与问题进行及时排查与解决的重要举措。继电保护设计方案的优化,有助于提升风力发电系统工作与管理质量,避免电路设备出现不必要的损失,同时也有利于提升电路工作的安全性、稳定性,保证系统处理的高质量实行。在实际设计过程中,应根据风力发电各环节的具体要求,科学安装自动装置,用以进行继电保护。例如,关于变压器的继电保护,通常是通过采用瓦斯保护装置、电流速度自动装置、纵差动保护装置、零序电流保护装置、过负荷自动保护装置以及过电流自动保护装置,实现继电保护的。

2风力发电中电气设计的实际工作基本要求

2.1注重核心设备的选型和质量保证。风力发电系统中设备如发电机组等都是比较昂贵且不易更换的,而要保证这些供电元件的质量要求,首先要规范对其的全过程管理工作。在订购相关设备时,应该十分注意其选型以及应具备的特征细节,例如110kV有载调压变压器中压侧不宜设调压线圈并且降压变压器最好能有67%及以上的自冷能力,而且优先选用已通过专业测验并检测合格的产品,并就所购产品的试验报告进行分析,并进行相应的核算工作。而在对所购元件进行出厂检测时,也要保证其各项性能在专业实验下的数值能满足实际工作的需求,并将各项实验数据制表并科学分析,而为了保证实验数据具有代表性和准确性,需要通过多次试验来积累原始数据,并将多次结论前后进行对比,以检查其是否能正常运行,而这样的检查工作应该设备投入使用后就定期开展,以保证供电系统良好运行状态,例如具体以250小时或一个月机为周期对发电机进行检查,以此来发电机工作故障发生的概率。

2.2风力发电机组运行可靠性保证。发电机作为风力供电系统的核心设备,要保证和提高发电厂的工作效率和经济效益,要重视保证风力发电机的稳定性。首先。需要充分其内部因素,风力发电机是一个较为复杂的系统,首先要对其各部件可靠性需要具体到系统、子系统、部件子部件来检测。而为了使得风电厂接入系统方案更加合理,一般采取SCADA数据来记录风力发电系统的相关数据,如果发生电路故障和工作延时时,能较容易判故障来源,并进行维修工作。并根据此记录为相关的数据表格,比如按照故障等级、故障时间以及发生原因设定一些故障记录标准,以便于在以后的工作中能高效的处理问题,并进行科学准确的分析和计算。

2.3继电保护运行要求。要保证风力发电系统合理高效的工作,首先要严格遵守其保护装设合理工作的基本原则,保证其具体配置能达到可靠性、选择性、速动性、灵敏性这四个基本要求;在实践工作中,并依据各个电路保护策略的具体特征,最终选择最优方案择。并在处理相应的问题时,能做到对电路的及时保护,并在技术和管理上采取有效措施,如为了最大限度防止输电线路的出口短路,可装设绝缘热缩保护材料在母线桥上;而在对于110kV及以上电压等级变压器出现出口短路、近区短路等故障时,应该立即对变压器的油作色谱分析。如色谱分析异常,应立即申请变压器停运,以此来确认变压器是否在合理运行状态,并作出调查报告。可以说,只有规范了工作细节,并且构建了适应性、合理性较高的工作方法,才能维持继电保护与安全自动装置的高效率和稳定性。

结束语

随着社会和经济的不断发展,人们的环保意识不断增强,对清洁能源的需求也越来越迫切。风能是一种重要的可再生和无污染资源,风电发展也很快。然而,风力发电机组的工作效率和发电成本还有待进一步提高,以更好地促进中国清洁能源和电力行业的发展。作为风力发电能力的决定性因素,风力发电机组的运行效率直接影响到整个风力发电的结果。风力发电机组的电气控制系统是整个风力发电机组工作效率的关键部分。只有电气控制系统的科学合理的设计才能得到保证。为保证整个机组的效率,促进整个风力发电效应,为社会经济发展提供充足稳定的动力资源。

参考文献:

[1]孔屹刚.大型风力机功率控制与最大能量捕获策略研究[D].上海交通大学,2010.

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[3]叶启明,大型风力发电机组系统结构与特点[J].大众用电,2007年,11期.

[4]李士勇.工程模糊数学及应用[M].哈尔滨:哈尔滨工业出版社,2004.

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