王睿

【摘 要】社會(huì)的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的增長推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得各種電氣設(shè)備被廣泛應(yīng)用到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，從而提升了對(duì)電力能源的使用力度，社會(huì)各界對(duì)電力能源產(chǎn)生了更高的要求。基于此，論文以99MW風(fēng)電場升壓站為研究對(duì)象，在簡單對(duì)其進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了電氣主接線與直流電源兩個(gè)方面的優(yōu)化。

【Abstract】Social progress and economic growth promoted the development of science and technology， making all kinds of electrical equipment has been widely applied to various fields of the society， so as to enhance the usage level of power energy. Based on this， paper takes the 99MW wind power plant booster station as the research subject， through simply introduces this engineering， paper detailedly explores the optimization of mian electrical connection and direct current power supply.

【關(guān)鍵詞】99MW風(fēng)電場；升壓站；電氣設(shè)計(jì)；優(yōu)化

【Keywords】99MW wind power plant； booster station； electrical design； optimization

【中圖分類號(hào)】TM92 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）11-0154-02

1 引言

近年來，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的情況下，環(huán)境破壞問題得到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，使得人們建立了更加良好的環(huán)境保護(hù)理念。這種情況下，依然采用火力發(fā)電的方式為社會(huì)提供電力能源，完全不能滿足人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求，從而對(duì)新能源產(chǎn)生了較大的期望。風(fēng)能作為自然界廣泛存在的新能源之一，還是一種可再生能源，對(duì)環(huán)保具有重要價(jià)值，對(duì)于當(dāng)前的電力行業(yè)的環(huán)境保護(hù)取得了不錯(cuò)的效果。但深入分析后可以發(fā)現(xiàn)，但受到技術(shù)等因素的限制，采用風(fēng)力發(fā)電時(shí)往往需要投入較高的成本，降低了電力企業(yè)的效益。因此，本文對(duì)99MW風(fēng)電場升壓站電氣設(shè)計(jì)優(yōu)化方案進(jìn)行研究具有重要意義，通過研究提高當(dāng)前現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電站的運(yùn)行效率，為電力企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益打下良好基礎(chǔ)。

2 99MW風(fēng)電場升壓站電氣介紹

風(fēng)電場作為當(dāng)前電力行業(yè)中的重要組成部分之一，由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、箱變、集電線路、升壓站等多個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，升壓站是其中較為關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)之一，為整個(gè)風(fēng)電場的運(yùn)行提供了重要幫助。所謂的升壓站，指的是一個(gè)使通過的電荷電壓發(fā)生變化的整體系統(tǒng)，主要目的是為了升壓，降低小線路電流，從而減少電能的損耗。當(dāng)前階段的風(fēng)電場當(dāng)中，主要包括3種電壓型號(hào)種型號(hào)的升壓站，分別為110kV、220kV和330kV的升壓站，升壓站的等級(jí)越高，生產(chǎn)時(shí)所需要投入的資金越多，而且對(duì)抗壓等物理性能具有更高的要求[1]。

整個(gè)升壓站主要由四個(gè)部分構(gòu)成：①一次設(shè)備，包括變壓器、隔離開關(guān)、斷路器、電抗器等；②二次回路，也可以稱為控制回路，與一次設(shè)備相比，該回路中的電壓較低，指的是對(duì)一次設(shè)備具有保護(hù)、控制作用的設(shè)備與線路；③繼電保護(hù)，通常有線路保護(hù)、斷路器保護(hù)、母線保護(hù)、測控裝置等；④DCS、NCS連接，升壓站可以通過該部分的連接，將控制的信息傳入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，從而對(duì)整個(gè)升壓站進(jìn)行控制[2]。

3 建筑布置的優(yōu)化

按照升壓站工藝標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)升壓站建設(shè)時(shí)，應(yīng)通過“一”字形進(jìn)行布置，將辦公區(qū)與工作區(qū)完全分割出來，使兩者各自構(gòu)成獨(dú)立的場所，同時(shí)，將全部功能都放置到統(tǒng)一建筑內(nèi)。采用這樣的布置方案，不僅可以減少土地使用面積，提高了土地資源的使用效率，而且對(duì)于辦公區(qū)的大體積建筑物來說，還可以達(dá)到節(jié)能的效果。具體布置如下所示：

根據(jù)整個(gè)風(fēng)電場升壓站的平面圖，結(jié)合工作區(qū)與辦公區(qū)的實(shí)際要求，將其劃分為合理的兩個(gè)部分。在工作區(qū)，應(yīng)安裝35kV配電裝置室、站用變電室、繼電保護(hù)室等幾個(gè)部分。布置35kV配電裝置室與站用變電室時(shí)，應(yīng)將其設(shè)置到一樓，高度在5.0m左右；繼電保護(hù)室與控制室布置時(shí)，將其放置到二樓，高度在3.5m左右。同時(shí)，在建筑物的設(shè)備房內(nèi)，全部留出了兩個(gè)出口，一個(gè)出口為人員出口，另一個(gè)為物品運(yùn)輸出口，這樣不僅使整個(gè)建筑內(nèi)的運(yùn)行更加順暢，而且在出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，還可以降低危險(xiǎn)帶來的損失[3]。在辦公區(qū)，一樓為員工的辦公與生活場所，包括了各部門的辦公室、會(huì)議室，員工的食堂等；二樓為員工主要的生活區(qū)，包括了員工的宿舍與活動(dòng)室，在每一個(gè)宿舍內(nèi)，建立單獨(dú)的衛(wèi)生間，通過該生活區(qū)，為員工空余時(shí)間內(nèi)，提供了豐富多彩的娛樂方式。

4 電氣主接線的設(shè)計(jì)優(yōu)化

在99MW風(fēng)電場升壓站中，主要由以下結(jié)構(gòu)組成：變壓器2臺(tái)，容量為50MVA；110kV接線通過單母線的方式完成，其中，2回主變進(jìn)線間隔，1回出線間隔；35kV接線，通過單母線分段的方式完成的，在兩段之間，通過斷路器柜與隔離柜分開的。以往的變電站中，通過單母線分段方式連接時(shí)，每臺(tái)變壓器的容量不用很高，只有總?cè)萘康?0%，可以在一臺(tái)變壓器出現(xiàn)問題的情況下，直接切換到另一臺(tái)變壓器上，為整個(gè)升壓站的運(yùn)行提供保障，確保供電的穩(wěn)定性[4]。

在風(fēng)電場的實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，在1號(hào)母線連接3回線路時(shí)，1～3U線路中的總?cè)萘繛?9.5MW，2號(hào)母線連接3回線路時(shí)，4～6U線路中的總?cè)萘繛?9.5MVA，整個(gè)線路內(nèi)共需要99MVA的容量。若2號(hào)變壓器出現(xiàn)問題后，由于1號(hào)變壓器的容量只有60MVA左右，與99MVA相差非常多，無法達(dá)到整個(gè)線路運(yùn)行的基本要求。同時(shí)，在整個(gè)風(fēng)電場內(nèi)，采用的是雙電源供電原理，主電源與1號(hào)母線相連，次電源與風(fēng)電場外的10kV線路連接。通過上述的分析可以發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)風(fēng)電場升壓站運(yùn)行時(shí)，35Kv分段母線很難發(fā)揮出應(yīng)有的作用。因此，應(yīng)對(duì)主接線優(yōu)化時(shí)，應(yīng)將斷路器柜與隔離柜撤除，得到如圖1所示接線圖。

5 直流電源的優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)直流電源進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，可以在直流電源側(cè)與通信電源側(cè)，各安裝一套蓄電池組，安裝時(shí)應(yīng)滿足以下要求：符合《35～110kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50059-2011）中規(guī)定，通信裝置一側(cè)，能夠利用電池組供電，也可以通過電池變換手段進(jìn)行供電；《電力工程直流電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL/5044-2014）中規(guī)定，在低壓的直流系統(tǒng)中，需通過電池組供電，而對(duì)于低于48V直流系統(tǒng)中，需采用電池組供電的電力專用DC/DC變換裝置。因此，在優(yōu)化后的系統(tǒng)中，可以將電氣與通信看成一個(gè)整體，共同用電池組供電，同時(shí)，在48V通信電源處，應(yīng)選擇DC/DC設(shè)備供電。這樣優(yōu)化之后，可以有效提升整個(gè)升壓站性能的基礎(chǔ)上，減少對(duì)電源數(shù)量的使用[5]。

6 總結(jié)

綜上所述，通過上述方案對(duì)正風(fēng)電場升壓站進(jìn)行優(yōu)化后，不僅提升了整個(gè)升壓站的性能，而且，還降低了整個(gè)升壓站建設(shè)的投入成本，同時(shí)，還為升壓站的操作與管理提供了便捷，對(duì)風(fēng)電場的發(fā)展具有重要意義。雖然該優(yōu)化具有一定的優(yōu)勢(shì)，對(duì)當(dāng)前風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展具有重要意義，但在社會(huì)與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的情況下，還會(huì)對(duì)風(fēng)電場有更高的要求。因此，在之后的工作當(dāng)中，還應(yīng)根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步對(duì)該風(fēng)電場升壓站電氣設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)行研究，使優(yōu)化方案符合不同時(shí)期的要求。

【參考文獻(xiàn)】

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