50MW风力发电厂电气一次部分设计文献综述

 2022-11-29 16:32:22

文 献 综 述

摘要:近年来,风能作为新型能源中的清洁能源,其开发与利用技术不断发展与成熟。大规模风电并网改变了传统电网结构和潮流分布,对其稳定性产生了影响。因此,对风电场电力系统进行合理的设计和改造,充分考虑其技术性和经济性,选择合适的电气接线方案尤为重要。本文介绍了风力发电的背景意义,以及国内外目前风电技术的发展现状及发展趋势。

关键词:风力发电;风能;变电站主接线;短路电流计算

引言

随着经济的发展和社会的进步,现今各国都在加快发展可再生能源以满足对能源的需求。其中,风能作为清洁能源,生产过程中不会产生污染物。同时风能在地球上的含量大大超过水能、固体燃料和液体燃料,属于天然能源,开发成本较低,经济效益高。所以利用风力发电是最具有开发前景的发电方法之一。

1 背景意义

2011-2015年间,全球累计风电装机容量平均增长率为16%,2017年全球风电市场新装机容量52.6GW,累计装机容量达到539.6GW。美国作为风力发电的大国,其风力发电累计装机量现在位居全球第二,大约在70GW。据美国能源部表示,在2016年,美国风力发电总量已占全国发电的5.6%,这主要得益于美国的风电政策和风电相关技术的进步。根据欧洲风电协会的数据显示,风力发电满足了欧盟整体电力需求的25%左右,并且成员国的装机总量已达到100GW,可供整个欧盟四分之一的家庭使用[1]。同时,欧洲海上风电技术发展迅速,海上风电场的规模也越来越大。截至2016年底,欧洲海上风电的累计装机量已达12.6GW,共有3589台机组。预计到2020年,欧洲海上风电的总装机量将达24.6 GW[2]

近年来,我国风力发电技术和应用范围逐年增加。2013年底,我国风电新装机容量到达1.6万兆瓦,累计装机容量达9.1万兆瓦。2017年我国新装机容量19.7GW。2016 年11月,国家能源局发布《风电发展“十三五”规划》,《规划》指出到2020年底,风电累计并网装机容量确保达到2.1亿kW以上;风电年发电量确保达到4200亿kWh,约占全国总发电量的6%[3]

2 风力发电技术的国内外研究现状

针对风电场设计方面,国外已经进入自动化设计阶段,主要依靠地形分析软件,自动设计软件等计算机辅助工具进行程序化设计,但由于过分依赖自动设计软件,容易与现场实际情况脱节,造成发电量方面的损失,国外的设计方式及理念不太适用于国内。目前,我国风力发电场勘察设计技术已经比较成熟,随着风电机组及电气设备的不断进步,以及国内风力发电开发资源的不断减少,电气设计正在朝着更加精细化、节能化的方向转型[4]

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