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1、华北电力大学本科毕业设计（论文）摘 要 风力发电作为一种清洁的可再生能源发电方式,已越来越受到世界各国的欢迎，与此同时，风电场设计也备受重视。虽然风电场电气设计与传统电厂设计的原理相同,但传统的设计方法并不一定适合风电场设计。所以有必要进行专门针对风电场电气主接线设计的研究。风电场的电气设计主要包含几个方面：风力发电机组升压方式、风电场集电线路选择、风机（风电机组）分组及连接方式。现国内外风力发电机组出线电压多为690V，多采用升至35kV方案。风电场集电线路方案一般采用架空线或电缆敷设方式。架空线的成本较低,但可靠性较低,电缆的成本高,可靠性也高；集电线路结构有4种常用方案，链形结构；单边环
2、形结构；双边环形结构；复合环形结构。链形结构简单，成本不高。环形设计成本较高，但其可靠性较高。风力发电机分组多为靠风机的排布位置、及结合现场施工的便捷性制定。作者主要针对风电场电气主接线进行设计和优化,通过对风机的分组和连接方式、风电场集电线路方案、风电场短路电流计算及设备选取等的问题进行深入的计算与讨论，提出一些关于风机分组连接、集电线路设计的可行方案。并通过现有风电场的数据，对方案进行技术和经济方面的比较，确定最终方案并对其进行优化。为今后的风电场设计提供一些经验和参考意见, 便于今后找出一套适用于风电场电气主接线设计的方法。关键词：风电场,电气设计, 集电系统,优化IABSTRACTBy
3、 the wind power as one kind of clean renewable energy source the electricity generation way, the design of wind farm has been popular and been paid attention to with the world. Although the electrical design of wind farm and the traditional design technology at the electrical principle is the same,
4、but sometimes the methods are not suitable in fact. So specifically for the electrical design of wind farm has come into being.The electrical design of wind farm mainly includes several aspects: wind turbine generators, wind energy booster way of electrical collector system, WGTSs group and connecti
5、on. Now the WGTSs voltage qualifies for 690V, and much taking the voltage to 35kV. Wind farm electrical collector system generally uses the bus or cable. The cost of bus is relatively lower, but reliability is low, cable is high costs and high reliability; The electrical collector system has four co
6、mmon solutions, string clustering; Unilateral redundancy clustering; Bilateral redundancy clustering; Composite redundancy clustering. String clustering is simple structure, cost is not high. With redundancy design cost is higher, but it has high reliability. For more on WTGS group and combining lay
7、 on its location and the convenient of building. We will discuss about the main points of the wind farm electrical design and optimized. It will get some design which is about the grouping and connection and the connection lines that can be used, by calculating and discussing, include the grouping a
8、nd connection of the WTGS, the connection lines, the wind farm electrical short-circuit current computation , the equipment selection and so on. We will compare different schemes from the economic and technical aspects based on exciting wind farm data, then optimizing and being sure these plans. The
9、se conclusions and viewpoints can be references for the future wind farm design, and be easy finding out a set of way to be suitable the electrical design of wind farm. KEY WORDS: Wind farm, electrical design, electrical collector system, optimization目 录摘 要 ABSTRACT第1章 绪论31.1研究背景 31.2研究意义41.3国内外研究现状
10、41.4本文主要内容5第2章 风场介绍及主要设备选型62.1风电场基本资料 62.2电气主接线设计 62.3主要设备选型 8 2.3.1风电机组的选型8 2.3.2风机箱变的选型8 2.3.3主变压器的选型9第3章 风电场接线方案比选113.1概述 113.2集电线路方案比选11 3.2.1方案描述及比较11 3.2.1.1技术特点11 3.2.1.2经济比较12 3.2.2结论133.3风机分组和连接方案的比选 13 3.3.1方案描述13 3.3.2方案比较13 3.3.2.1技术比较13 3.3.2.2经济比较21 3.3.3结论213.4本章小结 22第4章 短路电流计算及其它电气设备
11、的选取234.1计算说明 234.2系统等效简化图 234.3短路电流的计算 24 4.3.1各元件的标幺值24 4.3.2 各短路点的短路电流计算244.4其它电气设备的选取 26 4.4.1 断路器的选取26 4.4.2隔离开关的选取28 4.4.3 电压互感器的选取28 4.4.4电流互感器的选取284.5本章小结 30第5章 方案优化315.1概述 315.2风机分组的优化 31 5.2.1技术比较31 5.2.2经济比较34 5.2.3结论345.3线路优化 35 5.3.1线路的选择35 5.3.2技术比较35 5.3.3经济比较38 5.3.4结论385.4本章小结 39结 论
12、40参考文献41附 录 42致 谢 45第1章 绪论1.1 研究背景风能是一种无污染的、储量丰富的可再生能源。随着全球环保问题的日益突出,传统化石能源供应的日趋紧张,风力发电作为一种清洁的可再生能源的发电方式, 也是新能源发电技术中最成熟和最具规模开发条件的发电方式之一，已越来越受到世界各国的欢迎和重视。在过去的5年间，风电发展不断超越其预期的发展速度，而且一直保持着世界增长最快能源的地位。2005年以来，全球风电累计装机容量年平均增长率为27.3%，新增装机容量年平均增长率为36.1。根据丹麦BTM咨询公司报告，2009年全球有超过3810.3万kW的新增装机容量并入电网，营业总额达到500亿欧元。截至2009年底，全世界风电累积装机总容量约为1.6亿kW，同比上年增长31%.目前，风电的年发电量约
