降低感城风电场综合损耗的探讨

龙德海

摘要：与火电厂相比，风电场线路更为复杂，风电场的整体电能损耗是不容忽略的，文章以感城风电场为例从变压器、输电线路、场区生活用电与辅助设备等方面分析了风电场的电能损耗，并探讨了降低感城风电场的综合损耗措施。

关键词：感城风电场；综合损耗；变压器；输电线路

中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0130-02

海南东方海岸线长达128.4km以上，风能资源非常丰富，目前已建成了感城、四更与高排等风电场，感城风电场的装机容量为4.95万千瓦，上网发电量为1.1亿度，风电机组采用的是双馈异步机，动力来自风能，风力发电不仅能有效解决我国的能源需求问题，还能将生态建设与经济发展进行有机结合，改善生态环境，促进经济效益提高，风电场主要是由升压站中的设备、箱变、架空线与发电机组等所构成的，电能损耗也主要来自这些部分，对风电场的发电效率产生了影响。

1 降低变压器与输电线路的损耗

1.1 降低变压器损耗

在感城风电场中，变压器是发电设备的主要构成之一，发电运行过程会消耗大量的电能，为降低变压器损耗，可采取下列措施进行预防：

一是变压器并不是额定负荷运行的情况下最省，只有在铁损与铜损相等的时候，才是最经济合理的，其运行效益也最高的，因此，确保变压器铁损与铜损的相等性是必要的。

二是当变压器的平衡度越大时，损耗也就会越大，为降低变压器的电能损耗，要求变压器的低压侧电流不平衡度应控制在10%以内，主要支线始端与低压干线电流的不平衡度应该控制在20%以内。感城发电场的发电机组内部很多用电设备电源为220V，并分别来自内部的干变三相，若负载不均匀的话，就会出现电流不平衡现象，加大干变损耗。

三是感城发电场中风力发电机的额定电压为0.69kV，额定功率为1500kW，功率因数为1，相应提高功率因数或者降低变压器的运行温度等方法，能有效提高风电场运行的经济性。

1.2 降低输电线路的损耗

在感城风电场中，采用的主要是10kV的架空线路，总长度为20km左右，型号为LGJF-240，与火电厂相比，我风电场的线路较为复杂，更接近小型配电网，升压站与风电机间会通过该小型配电网进行功率传输，这样就会容易出现线路损耗。与变压器铜损相似，输电线路的损耗会随着电压降低而损耗增加，当功率P一定的时候，电压U越大，电流I就越小，输电线路损耗和电流I成正相关。由此，在允许基础上，提升电压，能降低输电线路里的损耗。

2 场区生活与设备用电方面的损耗控制

在感城风电场中，场区生活与设备用电损耗是不可忽视的，为做好风电场的降耗工作，避免电能浪费，应制定合理的场区节约用电措施，室内外照明开关可依据日出日落的时间来确定，当光线充足状况下，应禁止照明，天气异常下，应由值长进行确定，开启部分的照明灯，来补充光线的不足。生活用水用电应本着节约原则，防止长流水与长明灯状况出现。感城风电场位于海南岛地处热带北缘，属热带季风气候，主要以高温多雨天气为主，长夏无冬，年平均温度在22℃～26℃之间，因此，平常应禁止使用空调等设施，只有夏季遇有高温天气，且天气在26℃以上时，才能开启空调等设施，如果室温符合要求，就禁止开启空调等设施。在休息时，要断开电脑与电视的电源，不使用遥控关闭，节省电能损耗，应从点滴做起，实现场区的全面降损。

3 降低风力发电机辅助设备的用电损耗措施

3.1 变频器网侧变流器的损耗控制

在感城风电场中，原变流器脱网之后，仍会调制10min左右，主要是为了让风电机下次能够快速并网与自检，以恢复正常的运行，不过经观察研究得知，延时10min过长，容易产生不必要电量损耗与设备损耗，为节省电能，可将延时时间改为1min。

3.2 机舱柜与塔基柜的损耗控制

在感城风电场中，塔基柜与机舱柜采取的是空调制冷，以维持柜内的湿度与温度，一台空调功率最大为2550W，原空调启动的制冷温度是30℃，而实际柜体的温度约为20℃，空调一直处在工作状态，在柜中易出现凝露问题。为改善柜内温度，减少空调制冷启动的次数，通过实际条件与塔基柜、机舱柜的观察，把空调启动的制冷温度改为38℃，而柜内温度保持在35℃左右就能满足要求，同时，还降低了空调的电能损耗。

3.3 机舱循环风扇的启停损耗控制

在感城风电场中，机舱循环风扇是重要的构成部分，在修改之前，循环风扇的启动条件为：机舱环境温度每分钟的平均值高于38.5℃，发电机绕组温度每分钟平均值高度75℃，机组处在沙尘暴模式下，或驱动端的轴承温度每分钟平均值高于75℃等，机舱的循环风扇就启动。机舱循环风扇停止时，环境温度每分钟平均值低于33.5℃，发电机绕组温度每分钟平均值低于65℃，或者未处在沙尘暴模式等方式。该条件下的机舱循环启停次数过于频繁，工作时间长，损耗了大量的电能，为降低电能损耗，通过实际观察，将机舱循环风扇改为环境温度每分钟平均值高于43℃时，风扇启动；低于40℃时，就停止循环风扇。

3.4 齿轮箱冷却水泵、风扇的损耗控制

在感城风电场中，齿轮箱的油温原每分钟高于55℃时，就启动；油温每分钟的平均值低于52℃，并且冷却水温每分钟的平均值低于32℃，室外环境平均值高于-12℃时，齿轮箱的冷却水泵就停止。通过实际操作观察，满足冷却水泵工作条件的同时，降低电能损耗，将齿轮箱的冷却启动条件进行了修改，当齿轮箱每分钟的平均值高于60℃，室外环境平均值低于-15℃，就启动齿轮箱水泵；每分钟齿轮箱的油温低于58℃，并且冷却水温的齿轮油温低于40℃时，就停止冷却水泵运行。同理，将冷却风扇的启动条件改为了水温每分钟平均值高于55℃，即可停止，水温每分钟低于40℃，且油温低于58℃，就可停止冷却风扇。

4 风机待风模式的损耗控制

在感城风电场中，风机待风模式下也会有用电损耗，其主要表现在偏航电机启停与切入风速上，这两方面的用电损耗控制措施为：

其一，加强偏航电机启停次数的控制。在风电场中，偏航系统的作用是对风与解缆，当对风角度越小时，风机的风能转化率就会越高。若高风速的时候，达到额定负荷，并转入浆距的控制形式时，对风角度的偏航稍大些，可减少偏航电机启停的次数。为不会影响风电场风机正常的发电量，并降低偏航电机的自用电量。如感城风电场原来的停机偏航模式为0，机组能偏航，通过观察之后，将停机偏航模式改成了30，且机组不能偏航，以控制偏航电机的启停次数，从而降低启停时的用电损耗。

其二，合理修改风机切入的风速。在感城风电场中，机组进入待风模式的条件是每10min的风速均值低于3.4m/s，而在等于3.5m/s时，退出待风模式，开始启动。为了更好地节省损耗，保证机组的并网条件，将机组的待风模式条件改成了风速每10min的均值低于3m/s时，就进入待风状态，而10min的均值≥3.5时，机组就退出待风模式，开始启动，通过机组风速的调整，可减少启动的频率，降低风机的自用电消耗。

5 结语

感城风电场在实际运行中，存在电能损耗问题，通过实际运行观察，对风电场的变压器、输电线路进行调整，可降低电能消耗，除了主要设备的消耗外，辅助设备的消耗也是很大的，对辅助设备参数及启停次数、条件进行改进，更能有效降低感城风电场的综合损耗，提高感城风电场工作效率，为当地经济的稳定发展提供可靠的基本保障。

参考文献

[1] 王哲峰，王珊珊.降低风电场综合厂用电率的探讨

[J].内蒙古科技与经济，2012，（3）.

[2] 李光明，纪一鸣.风电场综合监控系统实施研究[J].吉林电力，2012，（5）.

（责任编辑：刘 晶）endprint