毕业设计（论文）-风力发电分布式接入电网设计

PAGE中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）题目：风力发电分布式接入电网设计学习中心：呼伦贝尔职业技术学校奥鹏学习中心年级专业：网络1003春电气工程及其自动化学生姓名：徐占胜学号：1081480042指导教师：潘伟职称：讲师导师单位：中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）远程与继续教育学院论文完成时间：2011年12月28日

中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）任务书发给学员徐占胜1．设计(论文)题目：风力发电分布式接入电网设计2．学生完成设计(论文)期限：2011年11月30日至2012年23．设计(论文)课题要求：要求学生撰写一篇关于风力发电分布式接入电网设计相关的论文，在论文中要求介绍分布式风力发电的特点，风力发电分布式接入电网的可行性，介绍某一具体地区风电的现状，同时针对风力发电介绍一下接入电网的设计、分布式风电站的站址选择和方案。4．实验（上机、调研）部分要求内容：要求利用计算机撰写论文，绘制相关图纸，并进行相关资料的查找。5．文献查阅要求：利用计算机查找和分布式风力发电相关的文章。6．发出日期：2011年11月7．学员完成日期：2011年12月指导教师签名：学生签名：徐占胜摘要分布式发电是指：为满足特定用户需要或支持现有配电网的经济运行，以分散式布置在用户附近，发电功率为数千瓦到数十兆瓦不等的小型模块式且与环境兼容的独立电源。它是与传统集中式供电模式完全不同的新型供电模式。分布式发电按照所使用的技术类型，可以分为燃气轮机发电、水力发电、风力发电、光伏发电、太阳热发电、生物质能发电、燃料电池发电和储能装置等。目前网内能源消费结构主要以煤炭为主，这不仅给运输带来了巨大的压力，而且带来了不可避免的环境污染。风能是可再生能源，属绿色能源。经统计，我国陆地上10m高度可供利用的风能资源为2.53亿kW（理论上50m高度风能会增加1倍），海上可开发风力资源约7.5亿kW，远远超过可利用的水能资源。我国是世界上能源需求增长最快的国家之一，发展风力发电，可改变和提高可再生能源在能源消费中的比例，开发利用前景十分广阔。风力发电是风能利用的重大成就和重要组成部分，对环境保护、资源利用起着非常重要的作用。风力发电是除水电之外，可再生能源开发利用中最成熟、最具规模和最有发展前景的发电技术。风力发电技术在减轻环境污染、调整能源结构等方面能发挥突出作用，将成为我国后续能源之一。由于分布式风力发电是利用可再生能源发电的一种最佳形式，为实现风电事业又好又快发展，做好风电开发风力发电的分布式发电技术将在全国范围内获得巨大的发展“动能”，电力系统中将会面临数量庞大的分布式风力发电装置并入电网运行。分布式风力发电技术是能源系统技术进步的客观要求，而发展分布式风力发电则需要强大的电网支撑。根据国家电网公司目前电网结构就风力发电分布式接入电网展开研究，推动清洁能源更好上网发电，以突破制约可再生能源发展的技术瓶颈。这里结合内蒙古通辽地区风力资源概况，就内蒙古通辽地区分布式风力发电新能源发展提出设想，在通辽地区全面开发分布式风力发电进行分析和设计。关键词：风力发电，分布式，新能源，电网

目录第1章前言……………11.1分布式风力发电相对集中式发电的优势…………21.2分布式风力发电的优点……………21.3分布式风力发电的发展前景………3第2章风力发电分布式接入电网的可行性……………42.1地区风电资源发展情况……………42.2地区风能资源概况…………………52.3风电机组分布接入电网的分析……………………6第3章电力系统及通辽地区电网现状…………………73.1东北电网及通辽电网现况…………83.2通辽电网发展规划…………………9第4章风力发电分布式接入电网设计…………………114.1分布式风电电源容量选择…………114.2通辽地区分布式风电项目规模………………114.3风电机组分布接入布点选择原则…………………124.4风电机组布点范围………………124.5计算参数……………14第5章分布式风力发电电站选择及方案…………………165.1电气主接线选择……………………175.2无功补偿……………175.3电气设备参数选择…………………175.4接入系统初步方案…………………17第6章结论………………20参考文献……………………21致谢……………………22附图……………………23PAGE1第1章前言随着我国常规能源供应的日益紧张和环境保护的呼声越来越高涨，可再生能源的开发和利用受到了前所未有的重视。英国政府在其2003年的能源白皮书率先提出了“低碳经济”的概念，我国政府为发展“低碳经济”提出了“节能减排”的约束性指标，与之相适应的分布式发电（distributedgeneration，DG）技术得到了国家的高度重视和快速发展。分布式发电是指：为满足特定用户需要或支持现有配电网的经济运行，以分散式布置在用户附近，发电功率为数千瓦到数十兆瓦不等的小型模块式且与环境兼容的独立电源。它是与传统集中式供电模式完全不同的新型供电模式。分布式发电按照所使用的技术类型，可以分为燃气轮机发电、水力发电、风力发电、光伏发电、太阳热发电、生物质能发电、燃料电池发电和储能装置等。能源是人类赖以生存和发展的基础，电力作为最清洁、便利的能源形式，已经成为我国国民经济的命脉，提高能源利用效率、开发新能源、加强可再生能源的利用，是解决中国经济和社会快速发展过程中日益紧张的能源需求增长与能源短缺、能源利用与环境保护之间的尖锐矛盾的必然选择。采用分布式发电技术，有助于充分利用各地丰富的清洁和可再生能源，向用户提供清洁的“绿色电力”，也是实现“节能减排”目标的切实举措。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》中明确提出要大力开展“可再生能源低成本规模化开发利用”以及“间歇式电源并网及输配技术”，开展分布式发电的研究与建设工作符合国家的重大能源需求。全球范围内，已安装的兆瓦级分布式发电装置已超过300万台，并且以每年超过80000兆瓦的速度递增。从可持续发展和降低环境污染的观点，分布式发电技术是我国的必然选择。由于自身资源有限，按照当前的能源利用方式，依靠自己的能源不可能支撑13亿人的“全面小康”，使用国际能源存在能源安全的严重制约。我国CO2排放量在全球排名第二，因此我国必须立足于现有能源，全力提高资源利用率，扩大资源综合利用范围，大力开发可再生能源发电，而分布式发电无疑是解决问题的关键技术之一。“十二五”期间，我国电源投资仍将稳步增长，预计从2009年的3711亿元增长到2015年的4973亿元。出于国家能源安全和可持续发展的考虑，火电设备的发展将受到很大限制，而新能源产业，如核电、风电和光伏等将快速增长，预计到2015年将达到新增装机容量的25％。未来，低碳发展是电力建设的主题，而电力投资的主旋律则是注重结构调整：控制新增火电项目建设，鼓励新能源及可再生能源产业发展。1.1分布式风力发电相对集中式发电的优势分布式风力发电技术是能源发电系统技术进步的客观要求。第一，发展分布式风力新能源发电是提高能源利用效率的必然选择。第二，推广分布式风力新能源发电是改善能源结构的必然选择，提高可再生能源比例也需要分布式风力发电技术。第三，发展分布式风力新能源发电是能源安全的必要保障。2008年的冰雪灾害造成的停电事件，就是由于没有分布式能源系统的支持，造成了电力供应持续15天的中断。与传统的集中式电站相比，分布式风力发电装置输出功率要小的多，一般为500kW至6MW。它可以满足几百甚至上千个家庭的电能和热能需求。同时，分布式风力发电装置还是为学校、工厂、医院等企事业单位以及住宅小区提供独立供电的理想装置。1.2分布式风力发电的优点1.2.1投资少，灵活性高由于分布式风力发电装置容量及体积较小，因此易于找到合适的安装地点。对于一些边远贫困地区，安装小型风力发电装置，充分利用当地资源，采用就地发电的方法为该地区的居民提供电能。该方案投资小、建设周期短，切实可行。分布式风力发电有灵活的负荷调节能力，启动过程只需几秒钟的时间，而且其出力可以调节。因此，分布式风力发电的运营也具有良好的灵活性。1.2.2有助于提高配电网可靠性分布式风力发电装置可以作为备用电源为要求不间断供电的用户提供电能，在峰谷电价的情况下，该措施可保障电力的可靠性，并减少电费支出。同时，由于分布式风力发电装置与大电网的接入和断开具有相对自主性，当大电网发生故障时，通过启动断开装置，是分布式风力发电装置与电网断开，并独立为用户供电。2008年，我国南方地区发生罕见冰灾天气，大量的输电线路杆塔倒塌，导致局部区域完全停电，以至于随后发生的更大规模的停电事故，是由于我国很多地区过于依赖集中式发电来供应电能和缺乏分布式风力发电装置，导致停电事故加剧，造成了巨大的财产损失。相比之下，某些拥有分布式能源的地区，依靠分布式电源脱离大电网形成了“电力孤岛”得到了基本的电力供应，保证了正常的运行和生活需要。1.2.3对环境污染小，能量利用率高煤炭仍是我国主要的一次能源，燃煤发电是造成空气污染的元凶之一，相关治理费用逐年增高。而分布式风力发电技术是一种先进的能源转换技术，尽量减少污染物的排放，实现能源的可再生利用，是解决当前环境污染的重要手段。能源生产设备靠近用户，无疑又可减少输配电设备的投资和电网输送的损失，因此，分布式风力发电也使得能源利用率大大提高。1.2.4最大限度惠及用户随着分布式风力发电在公共电网的渗透，公共电网作为唯一能源供应者的垄断模式将被打破，供电者将呈现出多元化的局面。这一局面的出现必将在供电方引入竞争机制，由此带来的电价进一步合理化，电能质量、供电可靠性的提高和供电服务质量的改善将是可以期待的，其直接受益者将是消费者。1.3分布式风力发电的发展前景为了积极应对全球气候变暖、常规能源紧张、环保问题突出等新变化，我国政府在颁布了《中华人民共和国可再生能源法》之后，新近出台了可再生能源发展战略，具体定位是：2010年前后，可再生能源争取占到能源消费的10%左右，战略定位是补充能源；2020年前后，可再生能源占到能源消费的15%左右，战略定位是替代能源；2030年前后，可再生能源占到能源消费的25%左右，战略定位是主流能源；2050年前后，可再生能源占到能源消费的40%左右，战略定位是主导能源。我国正不断地调整可再生能源的规划容量，已规划七个千万千万级的超大型风电基地和若干个百万千瓦级的风电基地，风电规划容量最高可能提高到1.5亿千瓦；太阳能发电、燃料电池、生物质发电等分布式发电也得到了国家的大力支持，从积极发展到大力发展，简单的词语的变换内涵着国家对可再生能源的认识的转变，也意味这可再生能源将在未来的几十年间面临巨大的发展机遇。在今后几十年甚至更长的时间内，我国政府将从财力、人力、物力以及政策法规等方面强力支持可再生能源的开发和利用。由于分布式风力发电是利用可再生能源发电的一种最佳形式，可以预见，在不久的将来，一种风力分布式发电与集中式供电互相补充、相互支持的新型电力工业体系即将形成，它不仅可以提高电力系统的效率，而且可以提供更加可靠、质量更高的电力服务，将源源不断的“绿色电能”送到千家万户，更好地促进我国经济和社会的可持续健康发展。第2章风力发电分布式接入电网的可行性分析分布式能源供给目前已在国际上得到广泛应用，开发分布式风电能源意义重大。结合内蒙古通辽地区风力资源概况，就内蒙古通辽地区分布式能源发展建设提出设想，就在通辽地区全面开发分布式风电能源进行初步分析和设计。2.1地区风电资源发展情况目前网内能源消费结构主要以煤炭为主，这不仅给运输带来了巨大的压力，而且带来了不可避免的环境污染。风能是可再生能源，属绿色能源。经统计，我国陆地上10m高度可供利用的风能资源为2.53亿kW（理论上50m高度风能会增加1倍），海上可开发风力资源约7.5亿kW，远远超过可利用的水能资源。我国是世界上能源需求增长最快的国家之一，发展风力发电，可改变和提高可再生能源在能源消费中的比例，开发利用前景十分广阔。风力发电是风能利用的重大成就和重要组成部分，对环境保护、资源利用起着非常重要的作用。风力发电是除水电之外，可再生能源开发利用中最成熟、最具规模和最有发展前景的发电技术。风力发电技术在减轻环境污染、调整能源结构等方面能发挥突出作用，将成为我国后续能源之一。为实现风电事业又好又快发展，做好风电规划工作，实现环境保护与资源综合利用协调统一十分必要。通辽市位于内蒙古东部，东靠吉林省、西接赤峰市、南依辽宁省、西北和北部分别与锡盟、兴安盟为邻，全地区幅员面积59535km2，通辽市现辖一区（科尔沁区）、一市（霍林郭勒市）、一县（开鲁县）、五旗（奈曼、扎鲁特、科左中、科左后、库伦），全市总人口约309.3万人。按照全国风能资源普查结果，通辽地区风能资源较为丰富，具有较高开发价值。随着国家西部大开发及振兴东北老工业基地政策落实，通辽地区风电开发取得较大进展。目前通辽市已将风电开发列为地区能源开发重点之一。为尽快使地区风能转化为清洁能源，通辽市政府于2006年开始对区域内风能资源进行普查，结合地区土地利用规划，按照自然环境保护要求开展风电场规划选址工作，并于2007年3月编制完成“通辽市‘十一五’及2020年风力发电发展规划（以下简称：通辽市风电发展规划）”，并拟定9个重点风能规划区。近年来，随着通辽地区风电项目开发不断深入，通辽地区风能资源已引起国内多家知名公司关注。国内华能公司、国华公司、大唐公司、龙源公司、中电投等部分中外知名公司竞相在通辽地区投资建设风电场，已有十多座风电场项目得到国家发改委与自治区发改委批复资源配置文件，通辽地区电网为东北电网重要组成部分，随着通辽地区500kV通道建设及地区220kV电网改造与完善，地区电网供电能力、送出能力有较大提高，为地区风电发展接入系统运行提供一定条件。2.2地区风能资源概况按照全国风能资源普查结果，通辽地区风能资源较为丰富，具有较高开发价值。随着国家西部大开发及振兴东北老工业基地政策落实，通辽地区风电开发取得较大进展。目前通辽市已将风电开发列为地区能源开发重点之一。受蒙古冷高压和季风影响，地区风能资源较丰富。通辽地区共设有11座气象站，经风能资源普查，年平均风速达3.74m/s，风功率密度达100-150W/m2，其中北部优于南部。通辽市各旗（县、市）气象站30年平均风速见表2-1、图2-1。表2-1通辽市各旗（县、市）气象站30年平均风速表名称科左中旗开鲁县科左后旗霍林郭勒库伦旗扎鲁特旗奈曼旗科尔沁区风速m/s3.813.964.064.393.72.703.294.01图2-1通辽市各旗（县、市）气象站30年平均风速图2.2.1地区70m高风能资源目前全地区已有十多座风电场开展风电场项目可研工作，并在规划场址安装测风塔，实测结果表明，拟建风电场实测年70m高平均风速一般在7m/s以上，风资源较丰富，具有一定开发价值。通辽市各旗（县、市、区）规划风电场实测（测算）平均风速与风能统计见表2-2与2-3。表2-2：通辽市各旗（县、市、区）规划风电场实测（测算）平均风速表名称科左中旗开鲁县科左后旗霍林郭勒库伦旗扎鲁特旗奈曼旗科尔沁区风速m/s7.1757.316.817.596.68.046.716.8表2-3通辽市各旗（县、市、区）规划风电场实测（测算）平均风能表名称科左中旗开鲁县科左后旗霍林郭勒库伦旗扎鲁特旗奈曼旗科尔沁区风能W/m2376.45397.3331343310686313.93002.3风电机组分布接入电网的分析通辽市位于内蒙古自治区东部，经监测该地区风能资源丰富，适于建设分布式风力发电站。目前分布式风力发电系统已在国外得到广泛应用，其特点为所发电力主要向区域范围内进行供电，在风电大发方式下实现发供电平衡。近年来，通辽地区各旗（县）、乡镇用电负荷发展较快，由于通辽市地域广阔，乡镇负荷较为分散，大部分位于电网末端，供电可靠性及供电质量较低。随着地区农网改造工作进展，农网结构进一步加强，农网66kV变电站自动化水平逐年提高，为接入分布式风电站奠定基础。分布式风力发电具有以下特点：a分布式风力发电可充分利用当地风力资源，对环境保护及资源利用起着非常重要作用。b实现分布式风电站就地供电可较大降低地区供电损失（约25%），节能效果显著。c目前通辽地区风电场主要采用集中建场方式，由于单位面积内布置风机过多，受尾流、湍流等影响，风电场发电能力降低。实现分布式能源供给利于降低风电场风能损失，提高能源利用率，增加项目经济效益。d分布式风电站可采用10kV电压等级就近接入地区66kV变电站10kV侧运行，接入方案简化、取消风电场升压站等，利于降低风电接入工程造价。e分布式风电站由于占地面积小，可利用当地废弃或空闲场地建设，避免了大面积占用土地资源，利于地区环境保护。f采用双馈式异步风力发电机组对电网保护配置影响较小，采用低电压穿越措施后，可较大提高供电可靠性。g分布式风电站可采用固定功率因数方式运行，实现无功就地补偿，简化了无功配置方案，利于电网运行电压稳定。综上所述，在内蒙古通辽地区实施分布式风电站接入电网是可行的。.第3章电力系统及通辽电网现状3.1东北电网及通辽电网现况东北电网已经覆盖了东北地区的黑龙江、吉林、辽宁三省和蒙东的赤峰市、通辽市、兴安盟地区。东北电网按其地理位置可分为三部分：内蒙古东部的呼盟电网（包括伊敏电厂）和黑龙江省电网构成北部电网，内蒙古东部的通辽市、兴安盟地区电网和吉林省电网构成中部电网，内蒙古东部的赤峰市电网和辽宁省电网构成南部电网。东北电网500kV主网架已形成。北起呼伦贝尔市的伊敏，南至大连的南关岭，西至赤峰的元宝山，东达黑龙江的佳木斯、七台河，东北电网500kV主网架已经覆盖了东北地区的绝大部分电源基地和负荷中心；辽吉、吉黑省间500kV联络线已达到3～4回；东北与华北电网实现了跨大区交流联网。通辽地区电网位于东北电网中西部，由通辽地区电网与兴安盟部分电网组成。供电面积达12万平方公里。通辽地区电网经500kV科沙#1、#2线与辽宁电网相连，经220kV电双线、宝岭线和梨通线与吉林电网相连。地区内电网按其地理位置可分为通辽北部电网和南部电网，北部电网包括霍阿500kV系统、霍煤系统及霍林河、鲁北、右中、乌兰地区电网，南部电网包括通科500kV系统、通辽发电厂、通辽城网及开鲁、奈曼、后旗、宝龙山地区电网。地区内初步形成了以500kV核心网架为电源支撑，220kV网架为主干输电网，66kV网架为骨干供电的地区供电网络。66kV骨干网架覆盖地区各旗县区，10kV配电网络遍布各旗县区每个角落。通辽市220kV城市电网为通辽地区电网枢纽点，网内现有河西、通辽2座220kV变电站及500kV科尔沁变电站，通辽电厂与通辽热电厂2座220kV厂站及1座220kV用户变电站（铝厂变）。现已形成通辽厂、通辽变、河西变、500kV科尔沁变间220kV双回线联网及通辽变、铝厂变、通辽热电厂间单环供电联网。由通辽220kV城网经2回220kV线路向通辽北部扎鲁特、霍林河及右中、乌兰方向供电，经3回220kV线路（宝岭、电双、通巨）与吉林省电网联网；经单回220kV线路向开鲁、奈曼与科左后、库伦供电。截至2008年地区共有500kV变电站2座，主变总容量1500MVA（科尔沁变：750MVA；阿拉坦变：750MVA）。地区共有220kV局属变电站11座（通辽、河西、开鲁、奈曼、右中、霍林河、甘旗卡、鲁北、宝龙山、右中、乌兰），主变压器17台，主变压器容量合计为1608MVA（其中通辽变：3×120MVA；河西变2×120MVA；右中变2×63MVA；霍林河变：2×63MVA；开鲁变：90MVA；奈曼变90MVA+120MVA；甘旗卡变：90MVA；宝龙山变120MVA；鲁北变：120MVA；乌兰变2×63MVA）；企业220kV变电站1座（铝厂变，主变容量4×90MVA），兴安盟220kV乌兰变现接入通辽电网运行，为兴安盟乌兰浩特市主要供电源。地区共有66kV局属变电站130座、主变压器235台，变电容量2088MVA，其中局属19座、主变压器37台，变电容量807.8MVA。500kV线路７条，线路长度805km，均为局属；220kV线路31条，线路长度1711km，其中局属26条，长度1491km；66kV线路142条，线路长度3078km，其中局属46条，长度500.8km目前接入网内运行的电源总装机3675.8MW，其中主力电厂3座，总装机容量2600MW（中电投：2×600MW、通辽三期：600MW、通辽电厂：800MW）；热电厂2座351MW（通辽热电：81MW、盛发热电：2×135MW）；用户自备电站1座（霍煤铝电公司鸿骏电厂，装机总容量600MW）；风电100MW（华能：50MW、国华：50MW）；木里图国能通辽生物电厂12MW；兴安盟察尔森水电12.8MW。2008年全区最大供电负荷为1070MW，同比增长4.9%；供电量为62.5×108kWh，同比增长8.9%。通辽电网存在的主要问题:a)电网安全稳定问题突出。通辽电网内南、北部之间及通辽电网与主网之间均为500kV与220kV电磁环网运行，当500kV阿科双回线或科沙双回线故障跳闸，将导致界面上的220kV线路过载，运行和控制风险较大，必须依靠电网稳定控制装置解决。b)通辽地区南部电网单线供电变电所大负荷时电压偏低。随着500kV科尔沁变的投入，通辽地区南部电网的电压已明显得到改善，但个别点的电压仍然较低，如开鲁变、奈曼变和甘旗卡变220kV侧最低电压依次为223kV、219kV、220kV。c)各旗县66kV供电半径较大的变电所末端电压较低，如甘旗卡供电系统中的金宝屯变，在甘旗卡变66kV侧电压为66kV的时候，金宝屯变的电压仅为61.9kV左右。3.2通辽电网发展规划通辽地区为东北地区能源基地之一，随着地区火电与风电发展，地区电网将得到较快发展。为进一步提高地区联网系统安全稳定性及提高地区外送能力及地区内供电可靠性，2010年前将对500kV阿拉坦、科尔沁变进行增容；500kV霍通沙联网线路实施串补。按照通辽地区电网建设计划，至2010年前，随着500kV阿拉坦与科尔沁变投产，通辽220kV城网改造形成日字环网；至开鲁、奈曼地区与科尔沁、库伦地区形成双回线供电；通辽北部电网以阿拉坦变为中心，形成至霍林河与鲁北、右中多回220kV联网线路，大大提高了北部电网供电联网可靠性。新建哈达、库伦、北沙、城园、海鲁吐220kV变电站；奈曼、开鲁、甘旗卡、霍林河变电站改造。以上工程完成后，通辽地区供电能力与供电可靠性大大提高。第4章风力发电分布式接入电网设计经初步分析，通辽地区供电负荷主要集中于通辽市科尔沁区与霍林河市，受城市规划等条件限制，城区内不宜安装风力发电机组。通辽市其他各旗县规模小、人口少、土地面积大，乡镇内均建有66kV变电站，为分布式负荷点，为此，在通辽地区各旗县乡镇周边建设分布式风电机组就地供电是可行的。4．1分布式风电电源容量选择4．1．1选择原则分布式风电电源容量选择应满足就地供电要求，不宜经现有供电系统向地区电网送电。实现此种方式可较大降低供电网损，利于简化系统保护、通信与自动化系统配置，降低对电网运行影响。4．1．2影响电源装机容量因素风电电源容量选择考虑以下因素：a通辽地区各旗县电网（农网）中，由于变电站负荷性质主要以农用负荷为主，负荷峰谷差较大。b受地区风资源变化影响，通辽地区风电机组利用小时数较低，一般为2100小时左右，而风机运行小时数大于8000小时，风电机组常年运行在50%额定出力方式以下。由以上因素看出，为提高向地区变电站供电能力，风电机组装机容量宜与地区变电站负荷相匹配，为满足变电站小负荷风电机组不上网要求，风电机组应具备出力调节能力，风电机组容量选择偏大时，既浪费风能资源，又致使风电机组运行小时数下降，经济性较差。针对以上问题，为实现地区变电站与分布式风电电源就地平衡，同时尽量提高分布式风电机组经济效益。风电机组容量宜与地区小负荷相匹配。4．2通辽地区分布式风电项目规模4．2．1风电机组分布接入布点经调研，除城市中心区内66kV变电站外，通辽市其他66kV变电站均可考虑接入分布式风电电源。4．2．266kV变电站分布式风电装机容量按前述接入原则，分布式风电容量与接入点用电负荷基荷（小负荷）相匹配。经预测，分布式风电容量可按接入点66kV变电站主变总容量的10%考虑。4．2．3通辽地区分布式风电项目规模表4-12009年通辽部分地区负荷统计表序号地区名称供电负荷（MW）大负荷/小负荷66kV变电站数量主变总容量1扎鲁特旗20.7/8.25851.752奈曼地区48.3/19.3216170.953库伦地区27.3/10.92887.054科左中东部22/8.8895.65科左中西部10.33/4.13641.355科左后旗33.5/13.413139.76科尔沁地区（农电）33/13.29132.97开鲁地区60/2414177.2合计255/10282896.55由上表统计看出，通辽地区内具备接入分布式风电电源直供负荷达255MW，由于以上负荷中大部分农电负荷峰谷差较大，小负荷为最大负荷0.4以下，最小负荷为102MW，为以上地区主变总容量的11.38%。按此测算，通辽全地区分布式能源总规模宜控制在100MW。4．3风电机组分布接入布点选择原则a站址靠近乡镇66kV变电站，以便于近距离接入直接供电。b靠近主干公路，便于风电机组运输及运行维护。c符合城镇规划，结合乡镇规划建设风电站，避开规划园区。d尽量利用乡镇周边废弃地，不占基本农田。4．4风电机组布点范围 考虑在科左后旗、库伦旗、开鲁县、奈曼旗、扎鲁特旗、科左中旗东部各乡镇66kV变电站接入分布式风电机组，机组容量按变电站变电容量的10%左右进行配置。如在科左中与科左后旗开展分布接入。分布式电源分布及容量科左中旗中东部与科左后旗各66kV变电站10kV侧均接入分布式电源，各点装机容量见表4-2、4-3。表4-2科左中旗中东部电网分布式能源布点及容量统计表序号66kV变电站名称接入分布式电源容量（kw）1宝龙山30002高林屯7003城南10004保康15005代力吉5006架马吐10007努日木5008合计=SUM(ABOVE)8200表4-3科左后旗66kV电网分布式能源布点及容量统计表序号66kV变电站名称接入分布式电源容量（kw）1金宝屯30002胜利5003查日苏5004白音范哈4005阿都沁5006吉尔嘎朗6007胡斯敖4008阿古拉4009衙门营40010巴胡塔60011城北300012城西200013城南300014合计=SUM(ABOVE)153004.5计算参数4.5.1负荷计算原则a计算网架采用通辽地区2009年网架，计算负荷采用2009年冬大负荷，风电大发方式。b66kV变电站主变容量及联网线路参数按照通辽地区2009年运行方式参数。c各点计算负荷与通辽电业局计划与调度部门商定。d风电机组参数采用双馈型机组典型参数，风电机组联网线路按2.5km计算。4.5.2科左中旗东部、科左后旗分布式风电场接入后降损节能效果见表4-4和表4-5。表4-4科左中旗中东部66kV系统节能降损统计表序号线路名称风电接入前线损（kW）风电接入后线损（kW）降损（kW）降损率1宝龙山-高林屯21150%2宝龙山-宝龙山变1861266.67%3宝龙山-保康城南37132464.86%4宝龙山-架玛吐2291759.09%5架玛吐-保康2691765.38%6城南-保康101100%7宝龙山-努日木31266.67%8220kV宝龙山3430411.769保康-代力吉202100%总计145697652.42%由以上计算统计看出：a在地区大负荷、风电大发方式下，科左中东部66kV系统降损率达52.42%。b若按地区负荷年运行4000小时，风电机组年运行2000小时计算，科左中东部66kV系统降损率达26.2%。c经进一步分析，在地区负荷进一步增长时，科左中东部66kV系统降损效果进一步提高。表4-5科左后旗66kV系统节能降损统计表序号线路名称风电接入前线损（kW）风电接入后线损（kW）降损（kW）降损率1甘旗卡-巴胡T1441071.4%2衙门营-巴胡T101100%3甘旗卡-阿古T135４０９５７０.３%4阿古拉-阿古T202100%5吉尔嘎朗-阿古85２６５９６９.４１%6吉尔嘎朗-胡斯敖303100%7吉尔嘎朗-阿都T36１２２４６６.６７%8阿都沁-阿都T11009浩坦T-阿都T2１１５０%10浩坦T-白音T38１０２８７３.６８%11浩坦T-浩坦000012白音芒哈-白音T000013金宝屯-白音T14４１０７１.４３%14金宝屯-胜利T8３５６２.５%15胜利-胜利T101100%16查日苏-胜利T12４８６６.６７%17甘旗卡-查日苏186５４１３２７０.９７%18甘旗卡-城北6２４６６.６７%19甘旗卡-城南14６８５７.１４%20甘旗卡-城西６2466.67%21220kV甘旗卡变47２３２４５１.０６%合计611１９２４１９６８.５８%由表4-5统计看出：a在地区大负荷、风电大发方式下，科左后旗66kV系统降损率达68.58%。由此看出，在供电负荷较大地区内，降损效果明显。b若按地区负荷年运行4000小时，风电机组年运行2000小时计算，科左后旗66kV系统降损率达34.29%。c经进一步分析，在地区负荷进一步增长时，科左后旗66kV系统降损效果进一步提高。由科左中与科左后旗节能降损计算结果看出，在66kV系统内接入分布式风电站运行利于降低地区电网损耗及稳定电网末端电压运行水平。科左中旗66kV系统接线图见附图1，科左后旗66kV系统接线图见附图2。第5章分布式风力发电电站选择及接入系统方案5．1电气主接线选择5．1．1风电站容量选择按照前述接入原则，结合地区66kV变电站负荷水平，通辽地区66kV变电站接入分布式风电站装机规模可定为500-4000kW。一般可由单台或2台500至2000kW风电机组组成。5．1．2风电站电压等级通辽地区66kV变电站低压侧电压为10kV，按照分布式风电站装机容量，风电站电压等级宜采用10kV。5．1．3风电站电气主接线由于风电站装机容量小（500-4000kW），一般由1台或2台风机组成，为此，不宜设独立的10kV汇集站，每台风机宜采用发电机变压器组方式升压至10kV，经10kV线路汇集后接入系统运行。5.2无功补偿为维持系统电压稳定运行，大型风电场按照电网运行要求一般都在风电场内配置动态无功装置。容量以满足风电压升压站高压侧功率因数±0.98运行要求。按照分布式能源配置原则，分布式能源装机容量按与地区小负荷相配合选定，装机容量较小。为此建议分布式能源采用定功率因数方式运行，在风电机组发电同时发出部分无功以补偿风电机组送出无功损耗。风电功率因数应根据分布式能源联网线路长度计算确定。5.3电气设备参数选择a为降低分布式能源接入对电网运行影响，风电机组宜采用双馈异步发电机。b风电机升压变压器采用690/11kV，容量与风电机组相配置。c风电机升压变高压侧不设断路器，为便于运行检修，设负荷开关加跌落式开关，低压侧设自动空气开关。d风电机升压变调压范围宜为10.5kV±2×2.5%/690V。5.4接入系统初步方案5.4．1接入系统一次部分按照前述设想，各分布式风机建成后就近接入通辽地区66kV供电变电站运行。为降低损耗及提高效益，分布式风电机组接入电压等级采用10kV，经电网各66kV变电站联网系统接入电网运行，经分析可采用以下2种方案：方案一：分布式风电场内各台风机经升压后汇集经10kV线路接入联网变电站，联网线路截面宜按分布式能源经济电流密度选择，考虑分布式能源进一步增容可能，导线截面宜采用LGJ-150型（最大输送功率6.91MVA）。方案二：分布式电源内各台风机升压后汇集经10kV线路就近T接入联网变电站10kV送出线供电联网运行。经分析：方案一：直接接入变电站10kV运行，便于对风电机组控制及计量管理，但需在变电站扩建1个出口间隔设备，引起部分投资费用。方案二：采用T接入10kV送出线方案，该方案除节约变电站1个出口资源外，直接向10kV负荷供电，进一步降低了网损。该方案存在风电机组送出系统故障与10kV负荷线故障相互影响问题与风电场计量管理存在一定问题。由以上分析看出，方案一适用于风电站距66kV变电站距离近、变电站具备扩建条件方式；方案二适用于风电站距66kV变电站距离远，而就近有10kV大用户方式，两种方案均是可行的，在分布式能源建设中结合实际情况进一步论证确定。5.4．2系统保护按照接入系统推荐方案，风电站采用汇集方式经10kV线路汇集接入各66kV变电站10kV侧运行。为简化保护配置，联网线路在变电站侧采用微机型方向电流保护，保护范围延伸到风机10kV主变压器内。经校验，保护方式均可满足电网运行要求。5.4．3系统通信近年来，随着电网不断改造完善，部分66kV变电站对系统实现光纤通信方式，为农网66kV变电站实现调度自动化奠定基础。由于通辽地区农网66kV变电站布点分散，距离主网较远，大部分农网变电站对县调与地调仅采用有线话路通信方式。由于分布式能源采用与变电站负荷就地平衡方式及双馈型机组，对系统运行影响极小，为此本工程建成后维持变电站与地调系统通信方式不变。调度直接对变电站内10kV风电线路进行调度，不考虑对风电机组进行直调。5.4．4调度自动化目前农网66kV变电站基本上实现了微机监控方式，该装置可实现变电站内相关信息收集，就地对变电站实现监控功能，通过监控装置实现远传功能。由于农网大部变电站受地调、县调调度通道限制，变电站远动功能无法实现。风电线路接入后，变电站监控主机增加1个10kV线路测控单