风力发电建模与并网稳定性分析
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1.2.4 风电场的电气配置

风电场内部连接各个风力机的集电系统可以有多种实现方式,常见的一种如图1-8所示。所给出的风电场有以下各部分:

图1-8 连接到输电网的风电场电气布局

1)变电站。在风电场中,机组变电单元可以是组合式变压器或预装式变电站。组合式变压器在简化控制保护装置的基础上,将配电装置与变压器主体装入油箱,成为一个整体,适合环境恶劣的风电场使用。

2)电气元件保护。机组变电单元的高压电气元件具有保护机组变电单元内部短路故障的功能,低压电气元件能保护风电机组出口断路器到机组变电单元之间的短路故障。

3)连接输电网的变压器。风电场虽然利用小时数较低,但单机连续满发的情况也很多。随着技术的不断成熟,风电机组也可以发出无功功率并连续调节。所以机组变电单元变压器的容量同时考虑风电机组的额定有功功率和无功功率,按额定视在功率选取。

4)无功补偿装置。静止无功补偿装置包括电容器组和电抗器,在中压侧通过断路器并入。动态无功补偿装置通过变压器并入。此外,要根据就地平衡和便于调整电压的原则配置无功补偿装置。

5)限制故障电流的电抗器或者变压器。限流电抗器串联在电力系统中用以限制系统故障电流,实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。限流变压器通常在电路中起到保护负载设备和电力系统的作用。通过调整变压器的参数,限流变压器可以限制电流的大小,防止过载和短路等故障,从而确保电力供应的稳定性和安全性。

6)连接每列风力机的中压馈电线路。风电机组与机组变电单元宜采用一台风电机组对应一组机组变电单元的单元接线方式。考虑技术的经济性,也可采用两台风电机组对应一组机组变电单元的扩大单元接线方式。

7)风电机组。每台风电机组都有中压侧断路器和变压器,还有两个分段器来通断进出线路。