[發明專利]風力發電接入系統方案選擇方法無效

申請號：	200810024722.5	申請日：	2008-04-30
公開（公告）號：	CN101277014A	公開（公告）日：	2008-10-01
發明（設計）人：	胡煜;陶冶	申請（專利權）人：	江蘇科能電力工程咨詢有限公司
主分類號：	H02J3/00	分類號：	H02J3/00
代理公司：	南京天翼專利代理有限責任公司	代理人：	湯志武;朱戈勝
地址：	211102江蘇省南***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	風力發電接入系統方案選擇方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于電力設計技術領域，具體是一種新型設計風力發電接入系統設計方法。

背景技術

風能是一種潔凈，無污染，可再生的新型能源。取之不盡、用之不竭，有著良好廣闊的發展前景，開發利用風力發電對保護生態平衡，減少環境污染、節約礦物能源，緩解供電矛盾及解決偏遠山區的用電問題，支持經濟建設都有著重要的社會效益。同時風力發電本身也有許多其它發電方式無法相比的優點如：建設周期短，裝機規模靈活，不消耗燃料，不污染環境，不淹沒土地等。風力發電是當今世界電力發展的潮流和趨勢。隨著國產化程度的逐步加大，風力發電機組的建設和運營成本大幅度降低從而給風力發電帶來客觀的經濟效益，全球風能發電，以每年平均35％的速度在快速增長。

我國的風能資源僅次于美國和前蘇聯，位居世界第三。已探明的風能理論儲量為32.26億kW，可利用開發為2.53億kW。目前我國的發電能源中，火力占80％，水力占16％，核能占3％，風能只占0.2％。如果仍舊保持這種能源結構，僅供電一項，到2020年，我國年需用煤量為40億t。現在我國已探明的煤炭儲量為1145億t，僅能維持30年。能源形勢十分嚴峻，顯然，積極大力開發風能是緩解嚴峻局勢的一個極為重要的抉擇，也有著巨大的發展空間。

江蘇是較早利用風能的地區之一，風能資源較豐富。據各地氣象臺(站)長期觀測資料，全省年平均風速為3.5m/s，年有效風速時數(V≥3m/s)為3900小時，年有效風速頻率44.6％，年風能密度122.7W/m2，年有效風能495kW·h/m2。中國氣象科學研究院的研究資料顯示，江蘇的風能資源約有238萬kW，在我國列第10位。江蘇的風能資源主要分布在東部沿海、沿江、沿河、沿湖及丘陵山區。據初步勘察，東部沿海風力資源最為集中。由南向北，江蘇東部沿海風力資源主要分布在啟東、如東、大豐、射陽、濱海、連云港和贛榆等地區。

之前的接入系統設計一般僅根據電廠容量選擇接入電壓等級，進行相關潮流、短路、穩定計算之后確定接入點。但由于風電有很強的隨機性，受風速變化的影響，風力發電機組會間歇、頻繁的啟停；當風速變化超出切除風速時，風機會從額定出力狀態自動退出運行，如果整個風電場所有風機同時動作，將對電網電網產生電壓變動和跌落，給電網運行帶來影響；另外，風速的變化和風電機的塔影效應亦會導致風電機出力的變化，同樣會引起電網電壓的波動，因此除了常規電源接入系統的技術原則和標準外，引起地區電網電壓變動和跌落的程度是限制和影響風電場接入系統方案取舍的重要因素，接入系統方案的接入點電能質量應滿足國標的要求，而之前的接入系統設計中均未考慮。實際投產后可能會對電網安全運行造成一定的影響。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提出一種新的風力發電接入系統設計方法(校核的方法)，為接入系統方案的選擇提供有力的判據。

步驟1：電力平衡，選擇適宜接入的區域電網；

根據電力平衡分析的結果，通常選擇缺乏電源支撐、需要從電網受進電力的區域電網作為適宜接入的電網。

步驟2：根據容量選擇適宜接入的電壓等級；

原則上100MW以下風電場接入110kV電網，100MW以上風電場可考慮接入220kV電網。由于風電有很強的隨機性，它間歇、頻繁啟停會對電能質量及電網的運行帶來影響，因此100MW風電場亦可考慮以220kV電壓等級接入系統。

步驟3：選擇確定電網區域內具備接入條件的接入點；

首先，接入點要有可用的110kV或220kV間隔；其次，由于風電有很強的隨機性，為減少風電間歇頻繁啟停對電網產生的影響，一定容量的風電場宜選擇與系統聯系相對緊密(電網短路容量較大)的系統變電所。另外，風電場距離接入點的路徑距離不宜太遠。

步驟4：根據電壓等級、接入點的不同提出接入系統方案；

步驟5：考慮風電出力的隨機性，分別對接入方案在電網高峰、低谷負荷時段風電場滿出力運行的二種典型潮流進行計算。比較各方案潮流分布的合理性、網絡損耗；

步驟6：對各方案進行短路電流計算；

計算方法為：先建立各方案的電網結構，包括線路長度、型號，各變電所負荷分配，電廠出力等，然后對需要驗算的點進行短路電流模擬計算。