風電場基礎(chǔ)知識

1、風機設(shè)備基礎(chǔ)知識一、風電場的組成及基本原理風電場是指將風能捕獲、轉(zhuǎn)換成電能并通過輸電線路送入電網(wǎng)的場所，由四部分構(gòu)成：風力發(fā)電機組：風電場的發(fā)電裝置。道路：包括風力發(fā)電機旁的檢修通道、變電站站內(nèi)站外道路、 風場內(nèi)道路及風場進出通道。集電線路：分散布置的風力發(fā)電機組所發(fā)電能的匯集、 傳送通道。變電站：風電場的運行監(jiān)控中心及電能配送中心。場內(nèi)一次設(shè)備有：變壓器、斷路器（開關(guān)柜）、母線、隔離開 關(guān)、互感器（電流和電壓1避雷器、場用變、接地電阻柜和無功補 償裝置。（1）變壓器：起變換電壓的作用，可以升高電壓以利于功率的傳輸、 降低線損。可以降低電壓滿足不同用戶的需求。其組成部分有：鐵芯、繞組、絕緣套管

2、、油箱、儲油柜，呼吸器、防爆管、散熱器、分接開關(guān)、氣體繼電器以及溫度計等。(2)斷路器：切斷和閉合高壓電路的空載和負荷電流， 而且當系統(tǒng) 發(fā)生故障時，它和繼電保護及自動化裝置相配合，迅速切斷故障 電流， 以減少停電范圍，防止事故擴大，保證系統(tǒng)的安全運行。高壓 斷路器的 主要結(jié)構(gòu)分為：導(dǎo)流部分、滅弧部分、絕緣部分、操動機構(gòu)部分。(3 )母線：載流設(shè)備，是電流的通道，承載負荷、空載電流。(4)隔離開關(guān)的用途：設(shè)備檢修時提供明顯斷開點，使檢修設(shè) 備與帶 電設(shè)備隔離，同時與斷路器配合改變運行方式。隔離開關(guān)一般 由絕緣支 架、操作機構(gòu)、連鎖機構(gòu)、動靜觸頭、刀口等組成。(5 )互感器：將大電流變換為小電流

3、，將高電壓變換為低電壓， 供 給繼電保護及儀表所需，同時將高壓系統(tǒng)與二次相隔離保證人員、設(shè)備的安全，同時使儀表、繼電器的制造標準化、簡單化 ，以利于生 產(chǎn)?；ジ?器由一、二次繞組、鐵芯、絕緣支撐物組成。(6)避雷器：用于防止雷電進行波沿線路侵入變電站或其他建 筑物 危害電氣設(shè)備絕緣的一種防雷裝置，防止雷電及內(nèi)部過電壓。其中閥型避雷器由套管、火花間隙、并聯(lián)電阻、閥型電阻、上下法蘭以 及壓縮彈 簧及其附件組成。氧化鋅避雷器由套管、氧化鋅電阻、上下 法蘭以及壓 縮彈簧及其附件組成。(7)場用變：構(gòu)成與變壓器相同，供給站內(nèi)正常生活和生產(chǎn)用電。(8疣功補償裝置注要用來補償電網(wǎng)中頻繁波動的無功功率”抑制電

4、網(wǎng)閃變和諧波，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，改善高壓配電網(wǎng)的供電質(zhì)量和使用效率，進而降低網(wǎng)絡(luò)損耗。6、場內(nèi)二次設(shè)備有：(1)繼電保護裝置：風力發(fā)電機、變壓器、母線、電抗器、電容器、 線路(含電纜1斷路器等設(shè)備的繼電保護裝置等。(2)系統(tǒng)安全自動裝置：風電智能運行控制系統(tǒng)、備用設(shè)備及 備用 電源自動投入裝置、故障錄波器及其他保證系統(tǒng)穩(wěn)定的自動裝置(3 )控制屏、信號屏與繼電保護有關(guān)的繼電器和元件。(4)連接保護裝置的二次回路(含保護有直流系統(tǒng)X(5 )繼電保護專用的通道設(shè)備。二、風電場選址1、宏觀選址因素(1)基本概念：在一個較大的地區(qū)內(nèi)，通過對若干場址的風能 資源和 其他建設(shè)條件的分析和t出交，確定風電

5、場的建設(shè)地點、開發(fā)價 值、開發(fā) 策略和開發(fā)步驟的過程，是企業(yè)能否通過開發(fā)風電場獲取經(jīng)濟效益的關(guān)鍵。(2 )基本原則：1、風能資源豐富，風能質(zhì)量好。2、符合國家產(chǎn) 業(yè)政 策和地區(qū)發(fā)展規(guī)劃。3、滿足接入系統(tǒng)要求。4、具備交通運輸 和施工安 裝條件。5、保證工程安全。6、滿足環(huán)境保護要求。7、滿足投資回報要 求。2、微觀選址因素微觀選址按照以下原則設(shè)計：盡量集中布置、盡量減小風電機組 之 間尾流影響、避開障礙物的尾流影響區(qū)、滿足風電機組的運輸條件和安裝條件、視覺上要盡量美觀。三、風速儀傳統(tǒng)測風儀有風杯式風速儀、螺旋漿式風速計及風壓板風速儀等。新 型測風儀有超聲波測風儀、多普勒測風雷達測風儀、風廓線儀

6、等。常用的風杯式風速儀如下圖所示這是一種機械式測風儀，由一個垂直方向的螺旋軸和三個風杯組 成。風杯式風速儀的轉(zhuǎn)速可以反映風速的大小。旋槳式風速計，由 個三葉或四葉螺旋槳組成感應(yīng)部分，將其安 裝在一個風向標的前端，使它隨時對準風的來向。槳葉繞水平軸以正比于風 速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。一般情況下，風速儀和風向標配合使用，可以記錄風速和風向數(shù) 據(jù)。機械式測風儀的優(yōu)點在于可靠性高”成本低。但同時也存在機械軸承磨損的情況，因此需要定期檢測甚至進行更換，另外，在結(jié)冰地區(qū)，需要安裝加熱設(shè)備防止儀器結(jié)冰。非接觸式測風儀有超聲波風速儀和激光風速儀等。超聲波風速儀 通于受過檢測聲波的相位變化來記錄風速，這些非機械式風速儀的

7、優(yōu)點在 結(jié)冰天氣（氣候）的影響較小。于受四、風能資源參數(shù)的計算1、風能風能是大氣運動具有的動能，在單位時間內(nèi)流過某一截面的風能 E,亦即風功率的計算公式為E=0.5pSV 3式中E風能，W;P空氣密度，kg/m 3 ;S氣流通過的截面積，m2 ;V風速”m/s o風能的大小分別與空氣密度、通過的截面積以及氣流速度的立方成正比。2、風功率密度風功率密度是氣流在單位時間垂直通過單位面積的風能，計算公式為P= 0.5pV 3式中P風功能密度，W/ mH風功率密度的大小與空氣密度、氣流速度的立方成正比。在風能和風功率密度計算公式中，最重要的因素是風速，風速增加1 倍，風能或風功率密度增加7倍。五、風電機組選型準確、可靠的風電場風資源評估是風電場設(shè)計的前提和基礎(chǔ)。正 確的機組選型是風電場設(shè)計的重點和關(guān)鍵。風電機組選擇正確與否直接影響到風電場長期運行的安全性和經(jīng)濟效益。風電場的機組選擇主要圍繞風電機組運行的安全性和經(jīng)濟性兩方