大安中广核安广风电场电气一次系统研究及设计

发布时间：2020-06-17 01:32

【摘要】：随着我国风电装机容量的不断增长以及风电消纳能力的逐步提高,加大风力发电建设力度以应对全球能源危机与气候变暖变得愈发关键。我国风电多分布在华北、西北与东北地区,其中吉林省蕴藏的风能资源尤其丰富,是全国九个千万千瓦级风电场之一。然而随着风力发电技术的不断升级,国家电网对各地风电场的建设与改造提出了更加严格的要求,风电场的建设亟须与时俱进,在加大风能利用率的同时要保证与电网协调共同发展,因此着眼于风电场建设的特殊性并提出有针对性的发电厂建设方案具有重要的现实意义。本论文针对大安中广核安广风电场及其电气系统开展深入的研究与设计。在分析了大安中广核风电场地理环境和松白地区电网状况基础上,对大安中广核风电场风资源进行了分析,对目前技术先进的三种MW级风力发电机组进行对比分析和选型,采用1.5MW双馈风电机组为基本单元进行风电场建设,优化了风机布置,利用WAsP软件进行年发电量预测,为后续风电场的设计、施工与运行提供指导。其次,比较了风电场与传统火电厂的异同,指出风电场具有其自身的特殊性,具有电压等级低、容量小、惯性支撑能力弱、吸收无功等特征,须在风电场主接线设计过程中着重考虑。依据风电场的电气一次系统可靠性、灵活性与经济的设计原则与要求,分别对风电场场区内风力发电机组、场区电网及220kV升压站进行了电气系统主接线设计,主要包括变电站的高低额定电压选取、集电线路配置与保护装置整定。针对风电接入后系统的短路电流进行整定计算,介绍了短路计算的步骤并给出示例与计算结果,介绍了系统故障场景下风电机组须配备的低电压穿越能力要求,采用理论与仿真相结合的分析方法分析了风机并网与脱网场景下系统的暂态稳定性。最后,针对风电场内各种设备的选型,完成了主变压器、220kV电气设备、35kV电气设备、35kV集电线路等主要设备选型工作,对风电场场区过电压保护、升压站过电压保护、接地系统进行了详细论述,介绍了风电场运行必不可少的站用照明、厂用电与不间断电源设备。针对风电吸收系统无功导致出口电压过低的问题,计算了无功补偿的各项数据并选取了风电场须配备的无功补偿装置型号;针对风电场转子转速与系统频率解耦的特征,拟为其采用虚拟惯性控制实现系统频率响应,以调节其输出功率促进系统的功率平衡。本文所提发电厂建设方案综合考虑了风电场建设的特点与工程实际条件,并在目前的风电场建设基础上进行了一些升级与改造,可为从事风电场设计的研究人员提供指导与参考。
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM614

【参考文献】