風電場電氣技術(shù)及應(yīng)用

目錄
叢書前言
前言
第1章 風電場電氣系統(tǒng)發(fā)展綜述 1
1.1 風電場電氣系統(tǒng)概述 1
1.1.1 常規(guī)電氣系統(tǒng) 2
1.1.2 風電場電氣系統(tǒng) 4
1.2 含風電場的典型配電網(wǎng) 6
1.2.1 風電場接入配電網(wǎng) 6
1.2.2 風電場對配電網(wǎng)的影響 8
1.2.3 含風電場的配電網(wǎng)電壓控制 9
1.3 風電場接入方式 10
1.3.1 直接交流聯(lián)網(wǎng) 10
1.3.2 常規(guī)高壓直流聯(lián)網(wǎng) 11
1.3.3 輕型高壓直流聯(lián)網(wǎng) 13
1.4 風電場接入技術(shù)要求 15
1.4.1 風電場有功功率控制 16
1.4.2 風電場功率預測 16
1.4.3 風電場無功容量補償 18
1.4.4 風電場電壓控制 20
1.4.5 風電場電能質(zhì)量分析 21
1.4.6 風電場運行可靠性評估 22
1.5 風電場電氣系統(tǒng)的計算和設(shè)計 22
1.5.1 配電線基本計算 23
1.5.2 電力系統(tǒng)基本計算 25
1.5.3 風電場電力系統(tǒng)設(shè)計 30
1.6 風電場電氣重點技術(shù)領(lǐng)域 33
1.6.1 并網(wǎng)技術(shù) 33
1.6.2 孤島運行 34
1.6.3 低電壓穿越技術(shù) 35
1.6.4 無功優(yōu)化技術(shù) 36
1.6.5 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù) 37
第2章 風電場電氣一次系統(tǒng) 38
2.1 高壓斷路器 38
2.2 隔離開關(guān) 45
2.3 互感器 49
2.4 載流導體 57
2.5 設(shè)備選擇 58
2.6 工程實例 65
第3章 風電場電氣二次系統(tǒng) 67
3.1 風電場電氣二次設(shè)備 67
3.1.1 繼電器 67
3.1.2 連接元件 72
3.1.3 接觸器 72
3.2 風電場電氣二次回路 76
3.3 二次回路圖紙設(shè)計 78
3.4 工程實例 80
第4章 風電場電氣系統(tǒng)接線方式 83
4.1 集電系統(tǒng) 84
4.1.1 集電系統(tǒng)電壓等級 84
4.1.2 風電機組連接方式 85
4.1.3 集電變壓器 85
4.2 風電場電氣主接線 86
4.2.1 基本要求 87
4.2.2 接線原則 87
4.2.3 接線分類 88
4.2.4 常見形式 89
4.3 升壓變電站 93
4.3.1 電氣系統(tǒng) 94
4.3.2 電氣主接線 95
4.3.3 布局規(guī)劃 96
4.4 工程實例 96
第5章 風電場防雷接地與電氣安全 100
5.1 過電壓和防雷 100
5.1.1 雷電的產(chǎn)生及危害 100
5.1.2 風電場常見防雷措施 103
5.2 風力發(fā)電設(shè)備的防雷保護 106
5.2.1 風電機組防雷系統(tǒng) 106
5.2.2 電氣控制系統(tǒng)的防雷保護 107
5.2.3 集電線路的防雷保護 108
5.2.4 升壓變電站的防雷保護 109
5.3 風電場綜合接地方案設(shè)計 111
5.3.1 基本概念 111
5.3.2 接地電阻 113
5.3.3 接地網(wǎng)設(shè)計要求 114
5.3.4 陸上風電場的防雷接地 115
5.4 風電場的電氣保護 116
5.4.1 方案設(shè)計 116
5.4.2 異步發(fā)電機電氣保護 118
5.4.3 分界面電氣保護 120
5.5 工程實例 121
第6章 風電場的配電裝置 129
6.1 配電裝置設(shè)計原則與分類 129
6.1.1 配電裝置圖示 129
6.1.2 配電裝置設(shè)計原則 130
6.1.3 配電裝置分類 132
6.2 室內(nèi)配電裝置 134
6.2.1 分類標準 134
6.2.2 最小安全凈距 136
6.2.3 布局要求 138
6.3 室外配電裝置 139
6.3.1 分類標準 140
6.3.2 最小安全凈距 144
6.3.3 布局要求 144
6.4 成套配電裝置 146
6.5 變電站電氣設(shè)備平面布置 148
6.5.1 布置原則 148
6.5.2 配電裝置布置 149
6.5.3 優(yōu)化方案 150
6.6 工程實例 151
第7章 風電場電氣運行及技術(shù) 155
7.1 同步發(fā)電機并網(wǎng)運行方式 156
7.1.1 準同步并網(wǎng)方式 157
7.1.2 自同步并網(wǎng)方式 158
7.1.3 變頻器并網(wǎng)方式 158
7.2 異步發(fā)電機并網(wǎng)運行方式 158
7.2.1 直接并網(wǎng)方式 160
7.2.2 準同步并網(wǎng)方式 160
7.2.3 降壓并網(wǎng)方式 161
7.2.4 捕捉式準同步快速并網(wǎng)方式 161
7.2.5 晶閘管軟并網(wǎng)方式 162
7.3 同步發(fā)電機交/直/交系統(tǒng)并網(wǎng)運行方式 163
7.4 雙饋發(fā)電機系統(tǒng)并網(wǎng)運行方式 165
7.4.1 空載并網(wǎng)方式 166
7.4.2 獨立負載并網(wǎng)方式 167
7.4.3 孤島并網(wǎng)方式 167
7.4.4 電動并網(wǎng)方式 168
7.5 風電機組的低電壓穿越技術(shù) 169
7.5.1 不增加硬件電路的低電壓穿越技術(shù) 169
7.5.2 增加硬件電路的低電壓穿越技術(shù) 170
7.6 風電機組的無功優(yōu)化技術(shù) 172
7.6.1 無功功率特性 172
7.6.2 常見的無功補償設(shè)備 174
7.6.3 無功控制方法 176
7.7 風電機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù) 182
7.7.1 系統(tǒng)總體設(shè)計 182
7.7.2 上位機總體設(shè)計 185
7.8 工程實例 186
第8章 風電場電氣設(shè)備檢修與維護 191
8.1 風電機組檢修與維護 191
8.2 升壓站電氣設(shè)備的檢修與維護 200
8.2.1 變壓器檢修與維護 200
8.2.2 GIS及室外配電系統(tǒng)檢修與維護 203
8.2.3 35kV配電系統(tǒng)檢修與維護 206
8.2.4 低壓電器及二次回路接線檢修與維護 209
8.2.5 SVG設(shè)備檢修與維護 212
8.2.6 接地裝置及防雷系統(tǒng)檢修與維護 214
第9章 風電場電能質(zhì)量 217
9.1 電壓波動與閃變 217
9.1.1 電壓波動與閃變基礎(chǔ) 217
9.1.2 引起電壓波動與閃變的原因 218
9.1.3 相關(guān)計算 219
9.2 諧波效應(yīng) 222
9.3 電能質(zhì)量的測試和評估 223
9.3.1 電能質(zhì)量測試方法 224
9.3.2 閃變測試與評估 227
9.3.3 諧波測試與評估 231
參考文獻 234