【正文】 東省的煤炭消耗、緩解環(huán)境污染和交通運(yùn)輸壓力、改善電源結(jié)構(gòu)等具有非常積極的意義。隨著風(fēng)力資源的大力開發(fā)和利用，風(fēng)電將成為山東電網(wǎng)的必要補(bǔ)充。 *風(fēng)電場(chǎng)某風(fēng)電場(chǎng)工程建設(shè)規(guī)劃某風(fēng)電場(chǎng)工程工程總體規(guī)劃開發(fā)規(guī)模約為100MW，場(chǎng)區(qū)緊鄰招遠(yuǎn)界，地形平坦，微向海域傾斜，并有海積砂壩微地貌景觀，區(qū)內(nèi)有養(yǎng)殖場(chǎng)及海岸防護(hù)林分布，風(fēng)能資源較好。經(jīng)計(jì)算比較，* 的風(fēng)電機(jī)組，，年單機(jī)等效滿負(fù)荷運(yùn)行小時(shí)數(shù)為1896小時(shí)。本風(fēng)電場(chǎng)以3回35kV架空集電線路接入場(chǎng)內(nèi)220kV 升壓變電站，以一回220kV架空輸電線路接入系統(tǒng)。最終接入系統(tǒng)方案，應(yīng)以本工程的“接入電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)”并經(jīng)過有關(guān)部門的批復(fù)為準(zhǔn)。 第五章 電氣 電氣一次 風(fēng)電場(chǎng)電氣主接線（1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與箱式變電站的組合方式本工程風(fēng)力發(fā)電機(jī)組擬采用一機(jī)一變單元接線方式。據(jù)初步測(cè)算，風(fēng)力發(fā)電機(jī)最大工作電流為1673A，考慮溫度、敷設(shè)效應(yīng)等系數(shù)，擬每相采用5根VV1240mm2 1kV低壓電力電纜接至箱式變電站低壓側(cè)，中性線采用1根VV221240mm2 1kV的電力電纜，電纜共16根，可滿足要求。根據(jù)《風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》，箱變距離風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不應(yīng)小于10米的要求，并考慮2MW的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)直徑約為18米，本次每臺(tái)箱式變電站均布置在距離風(fēng)力發(fā)電機(jī)組約16m的地方。比可研設(shè)計(jì)的20m有所優(yōu)化，可節(jié)約風(fēng)機(jī)低壓一次電纜和二次電纜，減少征地面積。（2）場(chǎng)內(nèi)集電線路電壓等級(jí)選擇箱式變電站高壓側(cè)電壓等級(jí)初步考慮選擇35kV或者10kV，針對(duì)兩種電壓等級(jí)進(jìn)行比較，確定合適的集電線路電壓等級(jí)。按風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營20年考慮，35kV架空線路方案運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)低于10kV架空線路方案。綜合比較，35kV架空線路方案，設(shè)備投資較10kV線路方案少，20年運(yùn)行費(fèi)用降低較10kV線路方案小，且風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)架空線路較少，比較美觀和簡單，二次設(shè)備配置相應(yīng)也比較簡單。因此，推薦箱式變電站高壓側(cè)電壓選用35kV方案。表 51：集電線路電壓等級(jí)技術(shù)比較表（3）箱式變電站高壓側(cè)接線方式本工程共需安裝24臺(tái)箱式變電站，其高壓側(cè)均采用并聯(lián)接線方式。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和箱式變電站布置圖、擬將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組箱式變電站分為3組，采用35kV架空線為主與電力電纜直埋敷設(shè)相結(jié)合的布置方案接至場(chǎng)內(nèi)升壓變電站35kV母線側(cè)。詳見風(fēng)電場(chǎng)電氣接線圖37NA11681CD02。 風(fēng)電場(chǎng)的總體規(guī)劃方案*一期風(fēng)電場(chǎng)緊鄰*市灣，風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)有養(yǎng)殖區(qū)及防風(fēng)林，根據(jù)IEC614001標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目風(fēng)電場(chǎng)宜選機(jī)型為ⅡC 類。*一期風(fēng)電場(chǎng)總體規(guī)劃裝機(jī)100MW。本期裝機(jī)容量為48MW，擬安裝24臺(tái)單機(jī)容量為2000kW 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。根據(jù)《*風(fēng)電場(chǎng)*市風(fēng)電有限公司金城風(fēng)電場(chǎng)一期（48MW）工程接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，*一期風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)方案為：在*一期風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)新建一座220kV升壓站變電站，經(jīng)過一回220kV線路接入蠶莊地區(qū)風(fēng)電公共升壓站220kV變電站，線路長度約18km，采用LGJ400導(dǎo)線。最終接入系統(tǒng)方式以審查通過的本工程接入系統(tǒng)審查意見為準(zhǔn)。本工程風(fēng)力發(fā)電機(jī)組擬采用一機(jī)一變單元接線方式，本工程共需安裝24臺(tái)箱式變電站，其高壓側(cè)均采用電纜并聯(lián)T接至架空線方式。風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組箱式變電站共分為3組，分別連接7臺(tái)、8臺(tái)和9臺(tái)風(fēng)機(jī)，最終接入風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)220kV升壓變電站35kV母線側(cè)。*一期風(fēng)電場(chǎng)配套建設(shè)一座220kV 場(chǎng)內(nèi)升壓變電站，規(guī)劃安裝一臺(tái)100000kVA 的有載調(diào)壓變壓器，變壓器型號(hào)為SZ10100000/220，本期建設(shè)一臺(tái)主變。220kV側(cè)主接線采用線路變壓器組接線方案，由一回220kV線路送出。35kV側(cè)主接線采用單母線接線方式。風(fēng)電場(chǎng)采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組廠家配套提供，專供風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)監(jiān)視和控制。220kV線路、主變壓器、35kV線路的集中監(jiān)控和調(diào)度部門遠(yuǎn)方監(jiān)控“五遙”功能由升壓站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)完成。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型及微觀選址方案論證 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型方案根據(jù)2009年中國風(fēng)電新增裝機(jī)前10制造企業(yè)市場(chǎng)份額統(tǒng)計(jì)及2009年中國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)前10位制造企業(yè)市場(chǎng)份額統(tǒng)計(jì)結(jié)果，結(jié)合目前市場(chǎng)上的各大風(fēng)力發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)廠商對(duì)各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)廠商所生產(chǎn)的幾十種不同機(jī)型進(jìn)行了全面整理分析，從機(jī)型的技術(shù)成熟度、批量生產(chǎn)能力以及市場(chǎng)占有率等因素，進(jìn)行比選。根據(jù)對(duì)*一期風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源的特點(diǎn)、場(chǎng)址的地形地貌特征、交通運(yùn)輸條件以及國內(nèi)外各種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況等因素綜合分析，并結(jié)合目前國際上成熟的商品化風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)規(guī)格以及以往工程項(xiàng)目的分析結(jié)果，初步選擇單機(jī)容量為1500kW及以上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。*一期風(fēng)電場(chǎng)緊鄰*市灣，風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)有養(yǎng)殖區(qū)及防風(fēng)林，根據(jù)IEC614001標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目風(fēng)電場(chǎng)宜選機(jī)型為ⅡC 類?？裳袌?bào)告根據(jù)目前國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展趨勢(shì)及當(dāng)前國內(nèi)裝機(jī)的類型，結(jié)合場(chǎng)區(qū)的地形地貌、安裝條件，初步選擇兩種不同功率等級(jí)的六種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行比較。等級(jí)一：單機(jī)容量為1500kW，共布置33臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。等級(jí)二：單機(jī)容量為2000kW，共布置24臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為48MW。輪轂高度采用70m和80m。本次初設(shè)以可研報(bào)告中的選型方案為依據(jù)，進(jìn)一步對(duì)風(fēng)機(jī)選型進(jìn)行論證，最終亦推薦經(jīng)濟(jì)效益最好、輪轂高度為80m，單機(jī)容量為2000kW的WTG6風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，并以此風(fēng)力發(fā)電機(jī)組作為本次初步設(shè)計(jì)方案的計(jì)算依據(jù)，并在項(xiàng)目實(shí)施過程中通過招標(biāo)確定。 不同機(jī)型的布置方案*一期風(fēng)電場(chǎng)緊鄰*市灣，風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)有養(yǎng)殖區(qū)及防風(fēng)林。規(guī)劃區(qū)域風(fēng)功率密度分布圖見下圖。*一期風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組布置原則描述如下：（1）充分考慮利用風(fēng)電場(chǎng)的地形條件，恰當(dāng)選擇機(jī)組之間的距離，初布風(fēng)力發(fā)電機(jī)組時(shí)，在盛行風(fēng)能方向上機(jī)組間距大于6 倍的風(fēng)輪直徑，垂直于盛行風(fēng)能方向上機(jī)組間距大于4 倍的風(fēng)輪直徑，然后進(jìn)行優(yōu)化，盡量減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間尾流影響。(2）避開輸電線路。(3) 考慮場(chǎng)內(nèi)送變電方案的最佳配置、運(yùn)輸條件及安裝條件的許可。(4) 考慮風(fēng)電場(chǎng)未來的運(yùn)行、管理和維修的方便。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組布置原則，結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)的盛行風(fēng)能方向并結(jié)合場(chǎng)區(qū)的地形情況，綜合考慮各影響因素，進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組排布。本風(fēng)電場(chǎng)多防風(fēng)林、村莊、基本農(nóng)田及養(yǎng)殖區(qū)，部分地區(qū)有炸藥庫，地形十分復(fù)雜。本次初步設(shè)計(jì)方案在滿足以上布置原則的基礎(chǔ)上，從電氣、土建、結(jié)構(gòu)、線路、等多個(gè)專業(yè)角度出發(fā)，通過與當(dāng)?shù)貒恋炔块T同志現(xiàn)場(chǎng)踏勘，考慮線路路徑的最優(yōu)、道路路徑最短、箱變位置最便利，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)工程量最小、在不影響發(fā)電量的前提下，進(jìn)一步優(yōu)化選出符合國家土地和環(huán)保等相關(guān)政策和規(guī)劃的24臺(tái)風(fēng)機(jī)點(diǎn)位，詳見風(fēng)電場(chǎng)總平面布置圖37NA11681CD01。 220kV場(chǎng)內(nèi)升壓站電氣主接線根據(jù)《*風(fēng)電場(chǎng)*市風(fēng)電有限公司金城風(fēng)電場(chǎng)一期（48MW）工程接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，本工程配套建設(shè)一座220kV場(chǎng)內(nèi)升壓變電站，規(guī)劃安裝一臺(tái)100000kVA的有載調(diào)壓變壓器，變壓器型號(hào)本次初設(shè)優(yōu)化為SZ10100000/220。220kV側(cè)主接線優(yōu)化為線路變壓器組接線方案，由一回220kV線路送出，35kV側(cè)主接線采用單母線接線方式。220kV為直接接地系統(tǒng)，主變壓器220kV中性點(diǎn)具備直接接地的條件；35kV側(cè)為小電流接地系統(tǒng)，主變壓器35kV側(cè)采用不接地方式，站內(nèi)本期安裝一組消弧消諧柜。當(dāng)主變壓器220kV中性點(diǎn)采用不接地方式運(yùn)行時(shí)，采用放電間隙及氧化鋅避雷器對(duì)主變壓器中性點(diǎn)絕緣進(jìn)行保護(hù)。詳見升壓站電氣主接線圖37NA11681CD03. 主要電氣設(shè)備選擇本階段暫按220kV電氣設(shè)備短路電流為40kA、35kV 來選型。由于本工程所處海拔高度小于1000m，所以在選擇主要電氣設(shè)備時(shí)無需考慮海拔對(duì)電氣設(shè)備性能的影響。（1） 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組類型 直驅(qū)型額定功率 2000kW額定電壓 頻率 50Hz功率因數(shù) 1 絕緣 F級(jí)采用直接驅(qū)動(dòng)、永磁同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案，其優(yōu)點(diǎn)如下：1) 由于傳動(dòng)系統(tǒng)部件的減少，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可靠性和可利用率。2) 永磁發(fā)電技術(shù)及變速恒頻技術(shù)的采用提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率。3) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可靠性的提高降低了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)成本。（2）箱式變電站為了使戶外變壓器安全可靠地運(yùn)行并且安裝施工的簡便，本風(fēng)電場(chǎng)選用具有運(yùn)行靈活、操作方便、免維修、價(jià)格性能比優(yōu)越的美式箱式變電站。變壓器選用型號(hào) S112150/35額定電壓高壓側(cè) 35kV低壓側(cè) 短路阻抗 %連接組標(biāo)號(hào) D/Yn11 由于風(fēng)機(jī)輪轂高度較高，容易收到雷擊，本次箱變高壓側(cè)優(yōu)化采用過電壓保護(hù)器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的避雷器。（3）主變壓器風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電時(shí)，潮流是從風(fēng)電場(chǎng)到電網(wǎng)；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不發(fā)電時(shí)，潮流是從系統(tǒng)倒送站內(nèi)，電壓波動(dòng)較大。另外，為了檢修和運(yùn)行方便，選用一臺(tái)油浸三相雙繞組有載調(diào)壓變壓器。型號(hào) SZ10100000/220額定容量： 100MVA額定電壓分接范圍： 230177。8%/35kV，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)： Ynd11阻抗電壓： 14%變壓器中性點(diǎn)經(jīng)保護(hù)間隙接地。在主變的高、低壓側(cè)和中性點(diǎn)套管升高座內(nèi)均配置套管型電流互感器。本次初設(shè)將變壓器優(yōu)化為自冷型，可節(jié)省廠用電消耗，提高發(fā)電效率。（4）220kV配電裝置本工程220kV 升壓變電站位于海邊，處于環(huán)境潮濕、重鹽霧地區(qū)，同時(shí)土壤含鹽量較高，污穢等級(jí)達(dá)IV級(jí)。根據(jù)供電部門長期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，升壓變電站所在地區(qū)環(huán)境潮濕，鹽霧較為嚴(yán)重，對(duì)戶外設(shè)備和導(dǎo)線腐蝕較強(qiáng)；根據(jù)污穢等級(jí)要求，本風(fēng)電場(chǎng)220kV配電裝置擬采用SF6氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）。220kV主接線優(yōu)化采用線路變壓器組接線，GIS 設(shè)備主要包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等元件，GIS設(shè)備采用戶內(nèi)布置方式。（5）35kV配電裝置35kV 配電裝置選用三相交流50Hz 的戶內(nèi)成套裝置鎧裝移開式設(shè)備，一次元件主要包括斷路器、操動(dòng)機(jī)構(gòu)、電流互感器、避雷器等，運(yùn)行靈活、供電可靠。（6）無功補(bǔ)償風(fēng)電機(jī)組出力需經(jīng)風(fēng)電場(chǎng)升壓主變送入220kV 電網(wǎng)，為了補(bǔ)償箱變和主變壓器的無功損耗，減少線路的功率損耗，降低線路的電壓損失，應(yīng)遵循無功就地補(bǔ)償?shù)脑瓌t進(jìn)行無功補(bǔ)償。根據(jù)《國家電網(wǎng)公司風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定（修改版）》的要求，并且風(fēng)電場(chǎng)配備的無功補(bǔ)償裝置能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)以控制并網(wǎng)點(diǎn)電壓，其調(diào)節(jié)速度應(yīng)滿足電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的要求。*一期風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)初步測(cè)算無功補(bǔ)償容量Q，初步考慮按照本期10000kVar設(shè)計(jì)，考慮到選型及建設(shè)安裝方便，占地小及保持單元接線的完整性，本次初設(shè)優(yōu)化采用選用一套容量為10000kVar的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置（SVG），接至35kV母線上可滿足風(fēng)電場(chǎng)無功補(bǔ)償要求，并具備不停電擴(kuò)容的條件。最終無功補(bǔ)償容量以審查通過的接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)和接入系統(tǒng)專題報(bào)告確定。（7）消弧消諧設(shè)備由于場(chǎng)內(nèi)地形較復(fù)雜，多防風(fēng)林，風(fēng)機(jī)間連接電纜有可能超出估計(jì)范圍，本期電容電流大有可能有超過10A，并且考慮遠(yuǎn)景電纜長度，若選用消弧線圈裝置有可能導(dǎo)致接地變?nèi)萘窟^大，不利于運(yùn)行和節(jié)能，因此，本此優(yōu)化采用一套消弧消諧設(shè)備，代替消弧線圈。 升壓站絕緣配合及過電壓保護(hù) 風(fēng)電場(chǎng)絕緣配合及過電壓保護(hù)風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)加強(qiáng)防雷保護(hù)，除風(fēng)力發(fā)電機(jī)組本身的防雷裝置外，還要采取相關(guān)的措施。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙、塔架應(yīng)與接地網(wǎng)可靠相連，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防雷引線與接地網(wǎng)相連處應(yīng)敷設(shè)沖擊電阻接地網(wǎng)。風(fēng)電場(chǎng)的箱式變電站雖然布置在戶外，但其高度較低，且在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架的保護(hù)范圍之內(nèi)，故不用另裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置。為防止35kV線路上直擊和繞擊所造成的雷電侵入波侵害，在箱變高壓側(cè)安裝過電壓保護(hù)器。， 升壓站絕緣配合及過電壓保護(hù)(一) 220kV電氣設(shè)備的絕緣配合（1） 避雷器選擇。220kV氧化鋅避雷器按國標(biāo)GB110322000《交流無間隙金屬氧化物避雷器》及DL/T8042002 《交流電力系統(tǒng)金屬氧化物避雷器使用導(dǎo)則》選型，其主要參數(shù)見下表。220kV氧化鋅避雷器選擇表額定電壓（kV，有效值）204最大持續(xù)運(yùn)行電壓（kV，有效值）159操作沖擊殘壓（kV，峰值）4528/20μs雷電沖擊，10kA殘壓（kV，峰值）5321μs陡波沖擊，10kA殘壓（kV，峰值）594（2） 220kV電氣設(shè)備的絕緣水平。220kV電氣設(shè)備的絕緣水平，以避雷器雷電沖擊10kA殘壓為基準(zhǔn)。220kV電氣設(shè)備絕緣水平設(shè)備名稱設(shè) 備 耐 受 電 壓 值保護(hù)水平雷電沖擊電壓（kV，峰值）1min工頻耐壓（kV，有效值）雷電沖擊水平（kV，峰值）全波截波內(nèi)絕緣外絕緣內(nèi)絕緣外絕緣主變壓器9509501050395395532=745實(shí)際配合系數(shù)950/532=截波配合系數(shù)1050/582=其他設(shè)備9509501050395395斷路器斷口950395隔離開關(guān)斷口1050460* 僅電流互感器承受截波耐壓試驗(yàn)。(二) 35kV電氣設(shè)備及主變壓器中性點(diǎn)的絕緣配合（1） 避雷器選擇。目前國內(nèi)廠家生產(chǎn)的氧化鋅避雷器，其保護(hù)性能和工作特性優(yōu)良。為此35kV側(cè)配置氧化鋅避雷器，其主要技術(shù)參數(shù)見下表。 35kV氧化鋅避雷器選擇表額定電壓（kV，有效值）51最大持續(xù)運(yùn)行電壓（kV，有效值）操作沖擊殘壓（kV，峰值）1148/20μs雷電沖擊，5kA殘壓（kV，峰值）1341/5μs陡波沖擊，5kA殘壓（kV，峰值）154（2） 35kV電氣設(shè)備及主變壓器中性點(diǎn)的絕緣水平。35kV電氣設(shè)備及主變壓器中性點(diǎn)的絕緣水平按國家標(biāo)準(zhǔn)選取。有關(guān)取值見下表。35k