【摘要】風力作為大自然的可以再生的綠色資源，它的充分利用已經越來越受各個國家的青睞，由于風能的綠色，無污染，資源廣泛，持續(xù)性長久，并且風力可以帶來成本較低的經濟效益。因此電氣的風力發(fā)電設計是我們十分重視的長期發(fā)展項目，只有逐步的滿足電氣設計在實際中的要求，逐步的完善各個操作環(huán)節(jié)，才能保證供電系統(tǒng)的安全性、經濟性。充分的利用可再生資源，更有利于社會的可持續(xù)發(fā)展的宗旨。本文主要對風力發(fā)電的電氣設備設計方案進行了介紹，并研究了實際的運行中的基本要求。為今后的電氣設計提供有價值的參考方案。

【關鍵詞】風力發(fā)電；電氣設計；研究

1、風力發(fā)電電氣的設計方案

1.1 風力發(fā)電機組的選擇

某風力電廠的ICE參數表（表1）

年平均風速（m/s）50年最大風速（m/s）50年極大風速（m/s）湍流強度（%）15m/s

9.02-9.2054.867.39-9.5

想要充分的利用風力資源進行優(yōu)勢和經濟效益的發(fā)展，風力發(fā)電設備的機組選擇是一項非常重要的前提工作。如上表所示，該表為一發(fā)電廠IEC的各個參數，這個發(fā)電廠的建筑物高度為65-70m，年最低的室外溫度為0.8℃，最高的極端溫度為38.2℃。第一，我們采取WASP對該電廠進行建模處理，根據我們的實地考察得出表一的各種參數并判斷ICE等級，該環(huán)境的ICE等級為IC類，因此我們就將選擇常溫下的發(fā)動機組；第二，進行不同裝機容的優(yōu)化工作，根據WINDFARNER測試得到不同需求量下的發(fā)電機組；第三，根據上述的情況，合理的選擇適合該環(huán)境下的發(fā)電機容量機組的正確選擇。

1.2 風力發(fā)電電場的接入系統(tǒng)設計方案。通過上述的問題參數的實際考察過和分析后，我們進行發(fā)電廠的接入系統(tǒng)設計的方案研究，從中我們還需要考慮到不同因素的影響。首先為了適應接入電壓等級，我們一般采取110KV的主變壓器來接入相適應的局域電網；其次，根據實際情況選擇具備接入條件的接入點，并且經過計算，分析兩種潮流短路計算結果，比較兩種潮流下的分布合理性，以及兩種潮流下的網絡損耗；在合理的預算范圍內選擇接入方案，同時酌情的考慮電機組的系統(tǒng)調壓要求；最后通過實際的試驗確保選擇方案的合理實用性及安全性。

1.3 主要電氣設備的選擇。風力發(fā)電的電廠負荷一般比較低，我們通常采用110KV的主變壓器，并且我們一般采用中性點接地裝置，由于所處的地理環(huán)境的不同，我們的控制臺必須設有一定的防潮能力、抗壓能力，這些功能的設置都可以有效的抵抗系統(tǒng)運行過程中的短路問題，保證系統(tǒng)的正常運行。同時我們在輸電線的選擇時，必須保證控制回路的二次負荷誤差在10%以內，為了達到這個要求我們通常采用加大輸電線的截面面積、盡量的減少輸電線的長度，或者采用弱電控制的電流互感器進行有效的控制。以此來保證系統(tǒng)的正常運行。

1.4 繼電保護方案設計。繼電保護的主要作用就是當系統(tǒng)出現故障不能正常進行運行的時候，及時的分辨出出現故障的具體電路位置，利于我們的維修人員在最短的時間內，運用最小的成本進行維修或者最小區(qū)域內的切除或更換，確保減少由于電路故障造成的經濟損失。當然，在實際的工作中，各個元件的類型以及重要程度都有著很大的不同，因此對于不同功能及設計要求的電路我們需要安裝不同的繼電保護與安全自動裝置。通常的保護有：瓦斯保護、電流突然斷裂的保護、零序電流的保護、以及各個元件的電流過負荷的保護等等。在不同的容量和性能的變壓器都采用不同的保障措施，一般電壓10KV以下、容量10MVA以下的變壓器我們采用電流速斷保護；電壓在10KV以上、容量在10MVA以上的我們采用縱差保護措施；在電壓220KV以上我們就采取數字式進行保護。

2、風電電氣設計的基本要求

2.1 設備選擇與質量保證。風力發(fā)電的各個機組設施的價格一般都比較昂貴而且不易更換，在保證這些機組設備的安全性時就必須的首先保證設備本身的質量合格性，其次就是安裝過程中全程的管理控制安裝質量。在設備的采購中必須的嚴格的按著國家的規(guī)范進行采購，經過實際的試運行進行選擇，必須選擇嚴格生產合格的設備，比如110KV的變壓器必須有超過67%的自制冷的能力，必須選擇通過專業(yè)測試的并且檢驗合格的產品；在安裝的過程中要求嚴格進行全程的質量控制，安裝人員必須有專業(yè)的從業(yè)資格證書，試運行階段在運行250小時的對機器設備進行檢驗，判斷機器的發(fā)生事故概率，確保今后的使用中萬無一失。

2.2 發(fā)動機組運行過程中的可靠性保證。發(fā)電機作為風力發(fā)電系統(tǒng)中最核心的設備裝置，想保證發(fā)電機組的發(fā)電效率就必須的保證該系統(tǒng)中發(fā)電機運行的穩(wěn)定性。由于發(fā)電機系統(tǒng)是一個比較復雜的系統(tǒng)，因此首先必須保證發(fā)電機的各個系統(tǒng)，子系統(tǒng)以及各個零部件的穩(wěn)定。一般我們采取SCADA數據來判斷分析各個數據的，一旦發(fā)生事故問題，及時的判斷故障來源，及時的進行維修工作。

2.3 繼電保護系統(tǒng)的設計要求。為了保證風力發(fā)電系統(tǒng)的高效運行，繼電保護系統(tǒng)的設計就必須的達到設計的要求，遵循可靠性、選擇性、速動性、靈敏性這四個基本的原則。根據不同的子系統(tǒng)的不同運行功能以及運行條件，選擇合理的繼電保護系統(tǒng)，在對故障做出處理時一定要達到及時性，在技術和管理上采取有效的措施，例如：可以設置絕緣保護材料在安裝母線橋上，防止輸電線接口處出現短路漏電現象；對于較高的等級變壓器上，應該立即的對該變壓器設置色譜分析。當色譜出現異常的現象時，及時的停止當前的工作，發(fā)現問題故障，待處理后繼續(xù)正常運行。

3、總結

為了保障風力發(fā)電系統(tǒng)的正常運行，減少出現故障，首先就要保證發(fā)電系統(tǒng)設備的質量合格性，在安裝的過程中必須做到全程的管理控制，運行階段必須做到定時的進行檢查維修和保養(yǎng)故障，在設計環(huán)節(jié)也是特別重要的，必須的遵守各個系統(tǒng)設備的基本要求，并不斷地完善各個系統(tǒng)的工作流程，才能有效的保證系統(tǒng)的正常運行，保證安全高效的穩(wěn)定運行。這樣才能一定程度上提高風力發(fā)電的價值意義。

參考文獻：

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