【文章內容簡介】 到要求 ,且鑒于此次地形所限 ,所以作為推薦方案 ； （ 2） 電纜方案需要較大 投資 ,但在一些設計中則優(yōu)先考慮此方案 ,如 :沿海風場 ,海上風場及風力影響較大的地區(qū) 。 風機分組和連接方案的比選 根據該風電場的現場情況及平均分組的原則 ,現將風機分為 5 組。 3 組為 7華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文 ） 14 臺，另兩組為 6 臺。 方案描述 風電場的風機排列各異 ,有陣列布置 ,也有線性布置 ,合理選擇風機分組和風機連接型式 ,可以使風電場電纜或架空線等導體投資盡量節(jié)省 ,是主接線方案優(yōu)化 。 風電場的風機分組及連接方式影視情況而定 。 從陸上風電場和海上風電場的設計經驗來看，連接方式基本上有鏈形 (放射形 )、星形和環(huán)形三種 .又因星形的造 價過高 ,故此處不予考慮 。 1)放射形布局 如圖 (a)所示 ,將若干風力發(fā)電機連接在同一條 輸電線路 上 ,整個風電場的電能通過若 條輸電線路輸送到 匯流母線上 , 輸電線路 的額定功率須大于所連接風機的最大功率。該布局的優(yōu)點是操作簡單、投資成本較低 。缺點是可靠性不高 ,如果 輸電線路 的某處發(fā)生故障 ,那么整條 輸電線路 都將被迫切除 ,與其相連的所有風機都將停運。 圖 31(a)放射形布局 2)單邊環(huán)形布局 如圖 (b)所示 ,在放射形布局的基礎上 ,通過一條冗余的 輸電線路 將 線路 末端的風機連回到匯流母線上。如果 輸電線路 某處發(fā)生故障 ,可以通過加裝在 其 上的開關設備切除 ,保證風機正常運行。該布局的優(yōu)點是可提高內部電氣系統的可靠性 。缺點是操作比較復雜 ,投資成本較高。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文 ） 15 圖 31(b)單邊環(huán)形布局 3)雙邊環(huán)形布局 如圖 (c)所示 ,在放射形布局的基礎上經一條冗余的 輸電線路 將兩條相鄰 線路 末端的風機相連。因 輸電線路 連接的風機數量加倍 ,故 其 額定功率也需要加倍。該布局的優(yōu)缺點與單邊環(huán)形布局基本相同。 圖 31(c)雙邊環(huán)形布局 4)復合環(huán)形布局 如圖 (d)所示 ,將單邊環(huán)形與雙邊環(huán)形進行結合 ,將相鄰幾條 輸電線路 末端的風機互連 ,然后經一條冗余的 線 路 將末端的風機連回到匯流母線上。該布局相比單邊環(huán)形可以減少冗余 線路 的數量 ,相比雙邊環(huán)形可以降低 其 額定容量。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文 ） 16 圖 31(d)復合環(huán)形布局 5)多邊環(huán)形布局 由以上幾種布局可以看到 ,環(huán)形布局提高可靠性的途徑有提供冗余和增加互連 2 個。本文根據這一原則提出多邊環(huán)形布局 ,如圖 (e)所示。該布局將所有 輸電線路 末端的風機用 線路 連在一起 ,以增加風機互連。該布局要求 輸電線路 的額定容量比放射形布局中 線路 的額定容量稍大 ,以滿足某一 輸電線路 故障處下游風機通過其余 輸電線路 輸送電能。該布局與復合環(huán)形相比不需要冗余 線路 ,但是所需 線 路 的額定容量稍大。 圖 31(e)多邊環(huán)形布局 方案比較 技術比較 變壓器銘牌參數 : 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文 ） 17 Ns 63000 kva? 1 N 2 NU / U 110 / 35 K V? KNP 237 .0 K W??OP K W?? KU % ? , OI % ? 變壓器計算參數 : 2 2K N 1 NT 22NPU 2 3 7 * 1 1 0R 0 .7 2 31 0 0 0 S 1 0 0 0 * 6 3? ? ?? ? 2 2K 1 NT NU % U 1 0 .1 8 * 1 1 0X 1 9 .5 5 21 0 0 0 S 1 0 0 * 6 3? ? ? ? 6OT 221NP 4 0 .7G 3 .3 6 4 * 1 0 S1 0 0 0 U 1 0 0 0 * 1 1 0 ?? ? ?? 6ONT 221NI % S 0 .1 2 4 * 6 3B 6 .4 5 6 * 1 0 S1 0 0 U 1 0 0 * 1 1 0 ?? ? ? 圖 線路計算采用等效簡化法 ,具體方法見附錄 A. 現比較 兩種方案的有 ,無功損耗及電壓偏差值 : （ 1）線路參數 (鏈式 ): r km? ? x km? ? l ? R r * l 0 .2 6 3 * 5 .6 1 .4 7 3X x * l 0 .2 * 5 .6 1 .1 2? ? ?? ? ? ?? 由于線路長度小于 100Km,故不計線路電納的影響 。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文 ） 18 圖 因此 已知 :當該段線路布置為 7臺風機時 線路 損耗為 .1. 2. 1 2L1 LL 2AS 1 0 .5 M V AS 1 0 .5S ( ) ( R jX ) ( 1 .4 7 3 j 1 .1 2 ) 0 .1 3 2 0 .1 0 1 M V AU 3 5?? ? ? ? ? ?? 當該段線路布置為 6臺風機時 線路 損耗為 .2. 2. 2 2L2 LL 2AS 9 M V AS9S ( ) ( R jX ) ( 1 .4 7 3 j 1 .1 2 ) 0 .0 9 7 0 .0 7 4 M V AU 3 5?? ? ? ? ? ?? 線路總損耗為 : . . .L L 1 L 2S S * 3 S * 2 0 .5 9 j 0 .4 5 1 M V A? ? ? ?? ? ? 線路末端的輸出功率 為 : . . .L f LS S S 4 8 .9 1 j0 .4 5 1 M V A? ? ??? 線路側電壓分布 : L 1 L L LL1LP R Q X * K VU 35U 8 K V?? ? ?????? 變壓器內的功率損耗為 : . 2LT T T T TB222SS P j Q ( ) ( R j X )U( 4 8 .9 1 0 .4 5 1 ) ( 0 .7 2 3 j 1 9 .5 5 2 ) 0 .1 4 3 j 3 .8 6 6 M V A110? ? ? ??? ? ? ?? ? ? 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文 ） 19 由于變壓器側電納影響 ： 2x T T 22x T T 2P G U 0 .0 4 1 M V AQ B U 0 .0 7 8 M V A???? 變壓器的損耗為 : ,. TS 0 .1 8 4 j 3 .9 4 4 M V A??? 總輸出電量為 : ,. . .T L TS S S 4 8 .7 2 6 j 4 .3 9 5 M V A? ? ? ??? 變壓器電壓 壓降 (不計 TU? ): T T T TT1P R Q X 4 8 .7 2 6 * 0 .7 2 3 4 .3 9 5 * 1 9 .5 5 2U 1 .1 0 2 K VU 1 1 0? ?? ? ??? ??? 所以 ,變壓器高壓側電壓為： 1NLT2NUU 3 4 .5 5 8 * U 1 0 7 .5 0 9 K VU? ? ?? （ 2）線路參數 (單邊環(huán) ): r km? ? x km? ? l ? R r * l 0 .2 6 3 * 5 .6 1 .4 7 3X x * l 0 .2 * 5 .6 1 .1 2? ? ?? ? ????? 3R R 528? ? ?? ? 3X X ??? ? 圖 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文 ） 20 因此 已知 :當該段線路布置為 7臺風機時 線路 損耗為 .1. 2. 1 2L1 LL 2AS 1 0 .5 M V AS 1 0 .5S ( ) ( R jX ) ( 0 .5 5 2 j 0 .4 2 ) 0 .0 5 0 0 .0 3 9 M V AU 3 5?? ? ? ? ? ?? 當該段線路布置為 6臺風機時 線路 損 耗為 .2. 2. 2 2L2 LL 2AS 9 M V AS9S ( ) ( R jX ) ( 0 .5 5 2 j 0 .4 2 ) 0 .0 3 6 0 .0 2 8 M V AU 3 5?? ? ? ? ? ?? 線路總損耗為 : . . .L L 1 L 2S S * 3 S * 2 0 .2 5 2 j 0 .1 7 3 M V A? ? ? ?? ? ? 線路末端的輸出 功率需為 : . . .L f LS S S 4 9 .2 4 8 j0 .1 7 3 M V A? ? ??? 線路側電壓分布 : L 1 L L LL1LP R Q X 1 0 .5 * 0 .5 5 2U 0 .1 6 6 KVU 3 5U 3 4 .8 3 4 KV?? ? ?????? 變壓器內的功率損耗為 : . 2LT T T T TB222SS P j Q ( ) ( R j X )U4 9 .2 4 8 0 .1 7 3 ( 0 .7 2 3 j 1 9 .5 5 2 ) 0 .1 4 5 j 3 .9 1 9 M V A110? ? ? ??? ? ? ?? ? ? 由于變壓器側電納影響 ： 2x T T 22x T T 2P G U 0 .0 4 1 M V AQ B U 0 .0 7 8 M V A???? 變壓器的損耗為 : ,. TS 0 .1 8 6 j 3 .9 9 7 M V A??? 總輸出電量 為 : 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文 ） 21 ,. . .T L TS S S 4 9 .0 6 2 j 4 .1 7 M V A? ? ? ??? 變壓器電壓分 壓降 (不計 TU? ): T T T TT1P R Q X 4 9 .0 6 2 * 0 .7 2 3 4 .1 7 * 1 9 .5 5 2U 1 .0 6 4 K VU 1 1 0? ?? ? ??? ??? 所以 ,變壓器高壓側電壓為： 1NLT2NUU 3 4 .8 3 4 * U 1 0 8 .4 1 4 K VU? ? ?? 通過計算得出 : 表 3 鏈式 單邊環(huán) 有功損耗 無功損耗 電壓偏差 經濟比較 表 4 鏈式 單邊環(huán) 線路長度 (km*30) 28*30 56*30 斷路器 (個 *萬元） 5*30 10*30 電流互感器 (個 *萬元） 5*10 10*10 總價（萬元） 1040 2080 可見， 單邊環(huán)的線路長度為鏈式的兩倍 ,斷路器和電流互感器也比鏈式 各 多出了五個 ,投資成本較大 .大約多支出 1040 萬元。 結論 （ 1）鏈形結構的建設成本低，但是有功損耗、電壓偏差較大 ； 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文 ） 22 （ 2）單邊環(huán)形結構的有功損耗、電壓偏差小，但是建設成本過 高； 鑒于此風電場容量較小 ,如對有功損耗、電壓偏差沒有過大的要求應選擇較便宜的鏈式結構方案 。 本章小結 本章主要歸納了 風電場的接線方案。在風場內部，風機需要各自經過一次升壓，然后進行分組連接，各組風機經過若干條集電線路接入中心升壓站，在中心升壓站經過二次升壓后接入電網。文章 首先對 集電線路的電纜、架空方案等方面從技術、經濟上進行了比較 .然后還對 風機的鏈形、單邊環(huán)形、雙邊環(huán)形、復合環(huán)形等分組連接方式 進行了介紹 ， 并著重 比較 了鏈式和單邊環(huán)時形技術、經濟上的差別，總結出了較為優(yōu)越的方案 ，為 該 風電場的設計提供 了 參考和依據。 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文 ） 23 第 4 章 短路電流計算及其它電氣設備的選取 計算說明 本計算為該風電場初步設 計階段電氣主接線短路電流計算 ，用以 選擇和校驗所選電氣設備的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定的強度等相關參數 .鑒于以上方案的選擇 ,本計算只限于鏈式架空線方案的數據。 系統等效簡化圖 圖 41 短路電流計算 簡化圖 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文 ） 24 短路電流的計算 各設備的標幺值 相關設備的初始值已在前章出現 ,此處省略 。 基準容量： Sj=100MVA； 基準電壓：取各級的平均電壓，額定電壓； 系統：按無窮大考慮 1的電抗標幺值 (包括箱變 ): 1 100X * 1?? , ,1 100X 0 .0 6 2 6 * 4 .1 7 31 .5?? : 2 2100X 0 .2 * 0 .8 * 0 .0 1 335?? 7 臺風電機的線路的總標幺值 （見附錄 B） : ,2X ? 6 臺風電機的線路的總標幺值 : ,3X ? : 4 100X 0