風(fēng)電場升壓站

作為一種清潔的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電在我國得到了廣泛應(yīng)用。風(fēng)電技術(shù)也從過去的自發(fā)自用、獨立運行的小型風(fēng)力發(fā)電機發(fā)展成為多機聯(lián)合并網(wǎng)運行的大型風(fēng)力發(fā)電場。我國已規(guī)劃并建設(shè)了多個百萬kW風(fēng)電基地。

然而，由于風(fēng)能是一種間歇性能源，風(fēng)電出力的隨機性和波動性以及電網(wǎng)中風(fēng)電比例的增加，給電網(wǎng)的調(diào)度、運行帶來了新的挑戰(zhàn)，大容量風(fēng)電同時并網(wǎng)會造成接入變電站母線電壓質(zhì)量急劇下降。由于風(fēng)機大多為異步發(fā)電機，風(fēng)電場在發(fā)出有功功率的同時會吸收無功功率，且風(fēng)電機組大多不能進(jìn)行持續(xù)有效的有功、無功調(diào)節(jié)，如不采取相應(yīng)的控制措施，可能對電網(wǎng)的無功、電壓穩(wěn)定性造成影響，或者增加電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)損耗。因此，大容量風(fēng)電接入系統(tǒng)和遠(yuǎn)距離輸送，往往存在無功平衡、電壓穩(wěn)定等技術(shù)問題，對當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)無功補償容量的配置以及電壓穩(wěn)定性會產(chǎn)生明顯的影響。

為解決大規(guī)模風(fēng)電場并網(wǎng)運行時帶來的送出系統(tǒng)電壓穩(wěn)定問題，風(fēng)電場匯集升壓站內(nèi)無功補償方式一般采用靜止無功發(fā)生器（SVG）和并聯(lián)電容器組聯(lián)合運行的方式。因此，合理的無功控制策略就顯得尤為重要。

風(fēng)電基地匯集升壓站控制策略的基本思路就是統(tǒng)籌考慮SVG、電容器組、風(fēng)電場無功出力這3種無功電壓調(diào)節(jié)手段的特點，通過計算分析，設(shè)置升壓站母線整定電壓，在不同的電壓區(qū)間范圍內(nèi)，采用不同的調(diào)壓模式，目標(biāo)是能夠充分利用SVG的動態(tài)調(diào)節(jié)能力、避免電壓波動引起電容器組的頻繁投切、理順風(fēng)電場和電網(wǎng)的調(diào)壓分工。

風(fēng)電場智能化升壓站監(jiān)控系統(tǒng)采用分層、分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由站控層、間隔層和過程層三部分組成:

（1）站控層包括服務(wù)器/操作員工作站、遠(yuǎn)動工作站、計量工作站、維護(hù)工程師站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)打印機等，完成站內(nèi)監(jiān)控功能，為變電站提供運行、管理、工程配置的界面，并記錄站內(nèi)所有相關(guān)信息。遠(yuǎn)動工作站通過遠(yuǎn)動通道向調(diào)度端傳送信息。操作員工作站可進(jìn)行當(dāng)?shù)夭僮鳎⑿纬僧?dāng)?shù)貓蟊?所有站控層設(shè)備均采用快速以太網(wǎng)，并按照IEC61850通信規(guī)范進(jìn)行系統(tǒng)建模并進(jìn)行信息傳輸。整站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用雙重化以太網(wǎng)，保證單一故障時不損失任何功能。

（2）間隔層主要包括保護(hù)裝置、測控裝置以及其他智能設(shè)備。35kv間隔層保護(hù)測控設(shè)備直接下放至各間隔開關(guān)柜上，各間隔設(shè)備相對獨立，和站控層采用以太網(wǎng)通信（MMS網(wǎng)）。

（3）過程層包括互感器、合并單元、智能開關(guān)設(shè)備及過程層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。220kV采用電子式電流電壓互感器，35kV采用傳統(tǒng)電磁式互感器；220kV合并單元和智能單元按間隔配置，均按雙冗余配置對應(yīng)于雙套配置的220kV線路保護(hù)及主變保護(hù)；35kV數(shù)字式測控保護(hù)裝置采用電纜跳閘方式。

監(jiān)控系統(tǒng)采用雙層以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)方案，站控層和過程層網(wǎng)絡(luò)相互獨立，采用雙星形網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)。站控層配置星形雙網(wǎng)，雙網(wǎng)互為熱備用；過程層網(wǎng)絡(luò)方案可有多種方案比選。 2100433B

風(fēng)電場升壓站是指將風(fēng)電機組的輸出電壓升高到更高等級電壓并送出的設(shè)施。

主要一次設(shè)備有變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線等。

升壓站按升高電壓的等級分有220kv升壓站、330kv升壓站、500kv升壓站、750KV升壓站。等級越高需要設(shè)備的耐壓性就越強，設(shè)計要求就越高、制造設(shè)備費用也越大。

升壓站一次設(shè)備：按電能量流動方向描述為：電能從發(fā)電機機端側(cè)到主變壓器，通過主變壓器升壓到電網(wǎng)上之前的這段就屬于升壓站的范圍。電能量依次通過發(fā)電機、變壓器、隔離開關(guān)、斷路器、電流互感器最后上電網(wǎng)送至其他受電處。

升壓站二次回路：保護(hù)控制回路、同期回路、直流監(jiān)視回路、測量和繼電保護(hù)回路。

繼電保護(hù)一般有線路保護(hù)、斷路器保護(hù)、母線保護(hù)、測控同期裝置。

此外升壓站還和DCS，NCS連接用以數(shù)據(jù)通訊和一次設(shè)備控制。2100433B

沙帽山風(fēng)電場占地面積約為35km2，分為一期沙帽山、二期扁擔(dān)山兩個風(fēng)電場，安裝由中船重工（重慶）海裝風(fēng)電設(shè)備有限公司生產(chǎn)的高原型H87N-2MW雙饋變槳變速風(fēng)力發(fā)電機組共48臺，總裝機容量為96MW。其中一期沙帽山風(fēng)電場裝機容量為48MW，于2013年02月01日開工建設(shè)，2014年04月06日正式投產(chǎn)發(fā)電，二期扁擔(dān)山風(fēng)電場裝機容量為48MW，計劃于2014年年底開工建設(shè)。

沙帽山風(fēng)電場升壓站位于一、二期風(fēng)場的交匯處，占地面積約7800m2。一、二期風(fēng)機負(fù)荷通過4回35kV集電線路匯集至升壓站，通過兩臺50000kvA的變壓器將電壓升高至110kV，然后由一條110kV丁巍沙線將負(fù)荷輸送至220kV丁家莊變。

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備案信息

備案號：78216-2020

備案月報： 2020年第11號(總第247號) 2100433B