第1章：風(fēng)電場電氣工程概述

1、風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 任課教師：賈振國任課教師：賈振國 長春工程學(xué)院能源動力工程學(xué)院長春工程學(xué)院能源動力工程學(xué)院 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述本課程的主要內(nèi)容本課程的主要內(nèi)容 一、風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述一、風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述 二、風(fēng)電場電氣部分的構(gòu)成和主接線方式二、風(fēng)電場電氣部分的構(gòu)成和主接線方式三、風(fēng)電場主要一次設(shè)備三、風(fēng)電場主要一次設(shè)備四、風(fēng)電場一次設(shè)備的選擇四、風(fēng)電場一次設(shè)備的選擇 五、風(fēng)電場電氣二次系統(tǒng)五、風(fēng)電場電氣二次系統(tǒng) 六、風(fēng)電場配電裝置六、風(fēng)電

2、場配電裝置七、風(fēng)電場中的電力電子設(shè)備七、風(fēng)電場中的電力電子設(shè)備 八、風(fēng)電場電氣運行與維護(hù)八、風(fēng)電場電氣運行與維護(hù) 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述主要參考資料主要參考資料 1.1.風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社2.2.風(fēng)電場電氣工程風(fēng)電場電氣工程 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社3.3.風(fēng)電場電氣系統(tǒng)典型設(shè)計風(fēng)電場電氣系統(tǒng)典型設(shè)計 中國電力出版社中國電力出版社 4.4.歐美風(fēng)電發(fā)展的經(jīng)驗與啟示歐美風(fēng)電發(fā)展的經(jīng)驗與啟示 中國電力出版社中國電力出版社5.5.智能電網(wǎng)技術(shù)智能電網(wǎng)技術(shù) 中國電力出版社中國電力出版社6.6.發(fā)電廠電

3、氣設(shè)備及運行發(fā)電廠電氣設(shè)備及運行 中國電力出版社中國電力出版社風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述第一章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述第一章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)1 1、世界風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀、世界風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)1 1、世界風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀、世界風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系

4、統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)1 1、世界風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀、世界風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)1 1、世界風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀、世界風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)2 2、中國風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀、中國風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及

5、關(guān)鍵技術(shù)2 2、中國風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀、中國風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)2 2、中國風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀、中國風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)3 3、中國風(fēng)電發(fā)展特點、中國風(fēng)電發(fā)展特點 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)一、風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)4 4、風(fēng)電發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)、風(fēng)電發(fā)展關(guān)鍵技術(shù) 風(fēng)電發(fā)展風(fēng)電發(fā)展關(guān)鍵

6、技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)電機組關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)電機組關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)電場關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)電場關(guān)鍵技術(shù)電網(wǎng)接納風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù)電網(wǎng)接納風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)代儲能關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)代儲能關(guān)鍵技術(shù)預(yù)測預(yù)報關(guān)鍵技術(shù)預(yù)測預(yù)報關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)電機組關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)電機組關(guān)鍵技術(shù)1.變速恒頻技術(shù)變速恒頻技術(shù) 2.葉片設(shè)計技術(shù)葉片設(shè)計技術(shù) 3.功率調(diào)節(jié)技術(shù)功率調(diào)節(jié)技術(shù) 4.低電壓穿越技術(shù)低電壓穿越技術(shù) 風(fēng)電場關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)電場關(guān)鍵技術(shù)1.風(fēng)能資源評估技術(shù)風(fēng)能資源評估技術(shù) 2.風(fēng)電場集中監(jiān)控技術(shù)風(fēng)電場集中監(jiān)控技術(shù) 3.海上風(fēng)電場基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)海上風(fēng)電場基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù) 4.海上風(fēng)電場電氣設(shè)計技術(shù)海上風(fēng)電場電氣設(shè)計技術(shù) 電網(wǎng)接納風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù)電網(wǎng)接納風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù) 1.風(fēng)電仿真建模技

7、術(shù)風(fēng)電仿真建模技術(shù) 2.電力網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化運行技術(shù)電力網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化運行技術(shù) 3.柔性交流輸電技術(shù)柔性交流輸電技術(shù) 4.高壓直流輸電技術(shù)高壓直流輸電技術(shù) 現(xiàn)代儲能關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)代儲能關(guān)鍵技術(shù) 1.常規(guī)儲能技術(shù)的應(yīng)用常規(guī)儲能技術(shù)的應(yīng)用 2.全釩液流電池儲能技術(shù)全釩液流電池儲能技術(shù) 3.鈉硫儲能技術(shù)鈉硫儲能技術(shù) 4.風(fēng)電儲能聯(lián)合優(yōu)化運行技術(shù)風(fēng)電儲能聯(lián)合優(yōu)化運行技術(shù) 風(fēng)能預(yù)測預(yù)報技術(shù)風(fēng)能預(yù)測預(yù)報技術(shù) 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述1 1、何謂智能電網(wǎng)？、何謂智能電網(wǎng)？ 智能電網(wǎng)是將先進(jìn)的智能電網(wǎng)是將先進(jìn)的傳感測量技術(shù)傳感測量技術(shù)、信息通信技術(shù)信息通信技術(shù)、分析決策分

8、析決策技術(shù)技術(shù)、自動控制技術(shù)自動控制技術(shù)、能源電力技術(shù)能源電力技術(shù)及及電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。 2 2、智能化的體現(xiàn)：、智能化的體現(xiàn)：可觀測可觀測 可控制可控制 實時分析和決策實時分析和決策 自適應(yīng)和自愈自適應(yīng)和自愈 1 1、何謂智能電網(wǎng)？、何謂智能電網(wǎng)？ 3 3、智能電網(wǎng)的特征：堅強、自愈、兼容、經(jīng)濟(jì)、集成、優(yōu)化、智能電網(wǎng)的特征：堅強、自愈、兼容、經(jīng)濟(jì)、集成、優(yōu)化4 4、風(fēng)電與智能電網(wǎng)建設(shè)、風(fēng)電與智能電網(wǎng)建設(shè) 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述1 1、風(fēng)電發(fā)展中的尷尬境遇、風(fēng)電發(fā)展中

9、的尷尬境遇 成長的煩惱與陣痛：并網(wǎng)難、消納難、棄風(fēng)嚴(yán)重、效益下滑 2 2、對中國風(fēng)電的幾個思考點、對中國風(fēng)電的幾個思考點 速度產(chǎn)能過剩加劇，新技術(shù)急于應(yīng)用風(fēng)險大效益行業(yè)自律缺失、競爭不規(guī)范、誠信度不高政策2011年可再生能源法漏洞顯露機制多方面存在問題，運行機制不暢技術(shù)有所提高但仍亟需創(chuàng)新 質(zhì)量2011年風(fēng)電事故呈快速增長趨勢脫網(wǎng)脫網(wǎng)事故頻發(fā)的禍?zhǔn)资浅Ｒ?guī)電力設(shè)備環(huán)節(jié)“棄風(fēng)”2011年出現(xiàn)大規(guī)模經(jīng)常性限電“棄風(fēng)”3 3、風(fēng)光依舊無限好、風(fēng)光依舊無限好 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述 時間時間: 2008.04.09 早晨早晨 天氣情況天氣情況:

10、刮風(fēng)，下小雨。刮風(fēng)，下小雨。 故障位置故障位置: 白城至開發(fā)變白城至開發(fā)變66kV線路線路(19km) ，距離白城變，距離白城變2.4km。 故障類型故障類型: 2相短路相短路 (B-C) 發(fā)生時間發(fā)生時間 05:07:54 保護(hù)動作情況保護(hù)動作情況: 線路距離保護(hù)與過流保護(hù)動作線路距離保護(hù)與過流保護(hù)動作 80ms后三相切除 05:07:55重合成功 80-110ms 后 洮南大通風(fēng)電場內(nèi)所有機組跳閘 120-150ms 后 富裕風(fēng)電場所有風(fēng)機跳閘 同發(fā)龍源、華能場內(nèi)所有風(fēng)電機組跳閘 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng)

11、第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述內(nèi)蒙古通遼市寶龍山鎮(zhèn)監(jiān)控人員當(dāng)時發(fā)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)報發(fā)電機轉(zhuǎn)速在內(nèi)蒙古通遼市寶龍山鎮(zhèn)監(jiān)控人員當(dāng)時發(fā)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)報發(fā)電機轉(zhuǎn)速在2700轉(zhuǎn)每轉(zhuǎn)每分，業(yè)主通知廠家。值班人員立即將集電線路停電，風(fēng)機在短暫的停機后，分，業(yè)主通知廠家。值班人員立即將集電線路停電，風(fēng)機在短暫的停機后，葉片又再次轉(zhuǎn)動，隨著風(fēng)速的不斷增大，出現(xiàn)火花導(dǎo)致輪轂著火。隨火勢蔓葉片又再次轉(zhuǎn)動，隨著風(fēng)速的不斷增大，出現(xiàn)火花導(dǎo)致輪轂著火。隨火勢蔓延，機艙大部分部件都已燒毀。延，機艙大部分部件都已燒毀。風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電

12、場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述內(nèi)蒙古錫林郭勒盟風(fēng)電機組著火內(nèi)蒙古錫林郭勒盟風(fēng)電機組著火風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述2010年年8月下旬，甘肅瓜州北大橋地區(qū)連續(xù)大風(fēng)，造成某在建風(fēng)場的一個月下旬，甘肅瓜州北大橋地區(qū)連續(xù)大風(fēng)，造成某在建風(fēng)場的一個1.5MW機組發(fā)生倒塌事故。機組發(fā)生倒塌事故。 初步分析可能是安裝時螺栓力矩出現(xiàn)問題，大風(fēng)時初步分析可能是安裝時螺栓力矩出現(xiàn)問題，大風(fēng)時螺栓承受剪切力，且超過載荷極限發(fā)生斷裂。同時不排除螺栓本身質(zhì)量存在問螺栓承受剪切力，且超過載荷極限發(fā)生斷裂。同時不排除螺栓本身質(zhì)量存在問題。

13、題。 所幸，此次事故未造成人員傷亡。所幸，此次事故未造成人員傷亡。風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述2006年年8月月10日日17時時25分，臺風(fēng)襲擊了我國浙江沿海，正面襲擊蒼南霞關(guān)，最分，臺風(fēng)襲擊了我國浙江沿海，正面襲擊蒼南霞關(guān)，最高風(fēng)力高風(fēng)力19級。導(dǎo)致浙江蒼南風(fēng)電場級。導(dǎo)致浙江蒼南風(fēng)電場28臺風(fēng)機倒了臺風(fēng)機倒了20臺，整個風(fēng)場幾乎報廢。臺，整個風(fēng)場幾乎報廢。蒼南風(fēng)電場位于蒼南霞關(guān)北約十公里的海拔蒼南風(fēng)電場位于蒼南霞關(guān)北約十公里的海拔700米米-900米的山坡上，處在桑美米的山坡上，處在桑美臺風(fēng)正面襲擊的路徑上。臺風(fēng)正面襲擊的路徑上。風(fēng)電場電氣

14、系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述1 1、電力系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、電力網(wǎng)、電力系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、電力網(wǎng) 動力部分 發(fā)電機 電力網(wǎng) 受電設(shè)備電力系統(tǒng) 動力系統(tǒng) 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述2 2、電力系統(tǒng)的特點、電力系統(tǒng)的特點 3 3、對電力系統(tǒng)的要求、對電力系統(tǒng)的要求 風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述低壓(LV-Low Voltage)： 0.4 kV及以下 中壓(MV-Medium Voltage)： 3kV35 kV 高壓(HV- High Voltage )：

15、 35kV200 kV 超高壓(EHV- Extra High Voltage )： 330 kV750 kV 特高壓(UHV-Ultra High Voltage)： 1000 kV及以上 高壓直流(HVDC- High Voltage Direct Current )： 330 kV750 kV特高壓直流(UHVDC-Ultra High Voltage Direct Current ): 1000 kV及以上4 4、電力系統(tǒng)電壓等級劃分、電力系統(tǒng)電壓等級劃分 云廣云廣800千伏特高壓直流輸電工程千伏特高壓直流輸電工程風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣

16、系統(tǒng)概述5 5、電力系統(tǒng)電壓等級與輸送容量和距離、電力系統(tǒng)電壓等級與輸送容量和距離 電力系統(tǒng)的電壓與輸電容量和輸電距離電力系統(tǒng)的電壓與輸電容量和輸電距離線路電壓線路電壓( (kvkv) )輸送容量輸送容量(MV) (MV) 輸送距離輸送距離(km) (km) 6 0.10.241510 0.22.062035 210205011010505015022010050010030033020080020060050010001500250850風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述1 1、發(fā)電廠電氣一次設(shè)備與二次設(shè)備、發(fā)電廠電氣一次設(shè)備與二次設(shè)備 一次設(shè)備

17、一次設(shè)備：發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、載流導(dǎo)體、電動機發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、載流導(dǎo)體、電動機2 2、發(fā)電廠電氣一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)、發(fā)電廠電氣一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng) 一次系統(tǒng)一次系統(tǒng)：由一次設(shè)備構(gòu)成的發(fā)、供、配、用電系統(tǒng)由一次設(shè)備構(gòu)成的發(fā)、供、配、用電系統(tǒng)二次系統(tǒng)二次系統(tǒng)： 由二次設(shè)備構(gòu)成的對一次設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行測量、監(jiān)視、保由二次設(shè)備構(gòu)成的對一次設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行測量、監(jiān)視、保 護(hù)和控制調(diào)節(jié)的回路或系統(tǒng)護(hù)和控制調(diào)節(jié)的回路或系統(tǒng)二次設(shè)備二次設(shè)備：互感器、測量儀表、繼電保護(hù)裝置、其它自動裝置互感器、測量儀表、繼電保護(hù)裝置、其它自動裝置3 3、發(fā)電廠電氣本分常用圖形符號、發(fā)電廠電氣本分常用圖形符號 G風(fēng)電場電氣系統(tǒng)風(fēng)電場電氣系統(tǒng) 第第1章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述章：風(fēng)電場電氣系統(tǒng)概述1 1、單機容量小