某分布式风力发电场（内蒙古）设计实例

吕美霞+胡永飞

摘要：本文以实际工程为依托，分析了某分布式风力发电场风资源情况，概括叙述了分布式风力发电场设计思路及意义。为以后分布式风力发电场设计提供了思路。

关键词：分布式；风力发电系统

中图分类号：TM7 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）009-000-01

一、引言

风力发电系统是指：风力发电系统就是风的动能→机械动能→电力动能的转化。

风力发电系统可分为集中式风力发电、分布式风力发电。

分布式风力发电主要指风力发电机组分散布置在高负荷附近、非远距离传输、产生的电力由就近电网消纳的项目，分布式风电的几个特点是：规模小、投资少、运行成本低、灵活性高、系统可靠性高、就地并网就地消纳等。

分布式风力发电与集中式风力发电相比：节省了输送电力设施（升压站系统及送电线路）的初期建设费用和后期的维护费用。其经济效益明显。

二、工程概况

本工程建设地点在包头达茂旗，该地区为地区内蒙古自治区风能资源最丰富的地区之一，年有效风速的持续时间长、稳定度高、连续性好、风质优良，风能利用率高，再加上草原牧区地广人稀，征地费用低，开发前景非常广阔。本分布式风力风电场工程的建设，充分利用了内蒙古的风力资源，改善内地区能源结构的单一化保护环境、减少污染、节约有限的煤炭资源和水资源，对于防风固沙起到一定的良好作用。

本工程地处达茂旗希拉穆仁苏木石宝铁矿附近，占地为缓坡丘陵，对当地农牧业生产没有任何影响。本风电场所发电力可以在就近电网110kV变电站直接就地消耗，减少风电场送出线路损耗，同时减少就近电网110kV变电的输送潮流，降低系统线路损耗；并为该110kV变电变提供电力支撑，有利于系统安全稳定运行。

三、工程设计

本分布式风力发电项目规划容量15MW，本期一次建成。装设单机容量为1500kW的风力发电机10台。

本工程风电场15MW机组经机端箱变升压至35kV，经35kV电压汇集后以单回35kV线路接入就近电网110kV变电站110kV变的35kV侧，导线型号LGJ-240。

（一）分布式风电接入电网接入点的确定的基本要求

分布式风电接入电网接入点的确定应满足几个基本要求

1.了解项目附近电网情况，选择接入容量的大小，并确定接入电压等级。具体分析附近电网情况是否有其他分布式风电、光伏或其它分布式电场分散接入，减少本分布式发电接入电网后，电网电压及继电保护等的影响。

了解附近电网变电站具体运行负荷，本期分布式发电所接入容量应能再本级配电区内平衡，原则上不得超过上一级供电区域变压器容量的25%。

2.确保接入后电网能安全稳定运行。通过对分布式发电接入电网后的有功功率及无功功率的控制，实现分布式分电接入电网后，对电压质量的控制。

3.核算建成后短路电流，原有电网变电站设备及新建电气设备应满足短路要求，原有电网配电站设备满足新建分布式风电后的运行条件，动热稳定电流不超过原有电网配电站电气设备的允许值。

4.保证分布式风电建成后，分布式风电出线电压及电网变电站各级出线电压应满足电网要求。

（二）本工程接入电网点的确定

本分布式风电建设位置附近有一座电网110kV变电站。

就近电网110kV变电站规划远景装设2台容量为50MVA的三绕组有载调压变压器。全站电压等级按110kV、35kV、10kV三级电压设置。110kV规划出线2回，35kV规划出线4回，10kV规划出线20回。110kV、35kV、10kV电气接线均采用单母线分段接线。

就近电网110kV变电站现已建成一台50MVA户外三相铜芯双绕组（带平衡线圈）有载调压变压器，1回110kV出线，2回35kV出线（就近铁矿2回）。110kV电气接线采用单母线接线，35kV电气接线采用单母线接线。

就近电网110kV变电站正常接带负荷约30MW，可以满足本分布式风场全部容量15MW的就地消耗。本工程最终确定通过一回35kV集电线路接入石宝变主变35kV侧。

核算短路电流，35kV侧短路电流为27.246kA，电网110kV变电站原有电气设备及本期新建电力设备均满足。

核对原有电气设备的电流值及动热稳定电流，均满足要求，为了提高分布式风电接入电网的的可靠及安全性，减少对电网的冲击，以达到调节电压波动、满足电网对电压稳定的要求。本期在就近电网110kV变电站35 kV侧I段母线增设1组4Mvar（容性）+2Mvar（感性）动态无功补偿装置。实现分布式风电的无功功率控制。

本工程使用风机为金风风机，风机配置有功功率控制系统。

就近电网110kV变电站已建成35kV出线2回，35kV侧单相接地电容电流为3.3A。本期建设35kV出线2回（一回为分布式风电回路、一回为动态无功补偿装置），35kV侧单相接地电容电流为5.4A。#1主变压器35kV侧单相接地电容电流共计为8.7A。主变压器35kV侧中性点采用不接地方式。

四、结论

在国家政策的鼓励下，清洁能源发电日益成熟，分布式发电（风电或光伏）的经济效益更加明显。但分布式发电（风电或光伏）接入电网具有一定的波动性、可控性差，影响电网的输出及稳定，限制了分布式风电（风电或光伏）的发展。分布式风电发展（风电或光伏）需要从技术及管理两方面做工作，首先，加强对分布式发电（风电或光伏）接入电网后运行控制技术研究，提高风电场的功率预测水平。其次，通过清洁能源发电补贴与标杆电价结合的方式，反映分布式风力发电（风电或光伏）的实际成本。最后，因地制宜，促进开发分布式发电（风电或光伏）与电网消纳的相协调，积极的、合理的规划分布式发电（风电或光伏）项目。

参考文献：

[1]王晓冬，等.风电场分布式接入电网的技术研究与应用[J].中国勘察设计，2015（02）：90-91.

[2]孙立成，等.分散式风电接入地区电网运行影响的研究[J].四川电力技术，2013年第36卷第2期.