风电场第1章2012[精选].ppt

风电场电气工程 第1章 风电场和电气部分的基本概念 风电场电气工程 内蒙古工业大学电力学院 石开明 主讲 适用专业：风能专业（本科） 风电场电气工程： 学时数:44+4 风能专业： 必修课 本课程的配套教材： 《风电场电气系统》，朱永强 张旭 主编， 机械工业出版社， 普通高等教育“十一五”电气信息类规划教材 本课程主要内容 本课程主要内容为: 风电场电气系统的基本构成、主接线设计，风电场主要电气一次设备的结构、原理、型式参数及电气一次设备的选取，风电场电气二次系统、风电场的防雷和接地，风电场中的电力电子技术应用8大部分。 特点：信息量大、内容广泛、实践性强 风电场电气系统 第1章 风电场和电气部分的基本概念 介绍风电场与电气部分的基本概念和表示方法，使大家了解风电场电气部分的含义。 第1章 风电场和电气部分的基本概念 关注的问题 风电场的基本概念，电气和电气部分的概念； 电气部分的一般组成有哪些？各部分的作用是什么？ 电气部分的图形表示法 教学目标 了解风电场的基本概念和风电场电气部分的含义， 初步理解和掌握电气部分的大致构成及表示方法， 尤其是重要电气设备及其图形符号。 §1.1 风力发电概述 风是人类最常见的自然现象之一，风能资源的储量非常巨大，一年之中风所产生的能量大约相当于20世纪90年代初全世界每年所消耗的燃料的3000倍。 十九世纪末，风能开始被用于发电，据称始于丹麦，并且迅速成为其最主要的应用领域之一。 风电技术是可再生能源技术中最成熟的一种能源技术。 风力发电由于环保清洁，无废弃物排放，施工周期短，利用历史悠久，受到了各国的广泛重视和大力推广。 如今风力发电在世界范围内都获得了快速的发展，风力发电规模及其在电力能源结构中的份额都增长很快。 §1.1 风力发电概述 2011年全球风力发电新装机容量为40.5吉瓦，比2010年增长6% 。其中中国、美国、印度所占份额分别为43%、17%和7%。 截至2011年底，全球风力发电装机容量为237.7吉瓦，其中中国、美国、德国所占份额分别为26.2%、19.7%和12.2% 。 截止2012.7月底，我国风力发电装机容量已超过5200万千瓦，规划到2015年风电发电装机容量达到1亿千瓦 。 §1.1 风力发电概述 内蒙古的风能可开发量在1.5亿千瓦以上，约占中国陆上风能可开发量的50%。 截止2012.7月底，内蒙古自治区发电总装机为7688万千瓦，其中风电装机已达1597万千瓦。 截至2012. 6月底，蒙西电网统调发电装机4179万千瓦，其中火电3114万千瓦，风电容量906万千瓦，同比增长30%。 §1.1 风力发电概述 风力发电就是利用风力机获取风能并转化为机械能，再利用发电机将风力机输出的机械能转化为电能输出的生产过程。 风力机有很多种类型，用于风力发电的发电机也呈现出多样性，但是其基本能量转换过程都是一样的，如图： 用于实现该能量转换过程的成套设备称为风力发电机组。 §1.1 风力发电概述 单台风力发电机组的发电能力是有限的，目前在内陆地区应用的主流“大型”机组的额定功率不过1.5MW，海上风电机组的平均单机容量在3 MW左右，最大已达6 MW。 风力发电机组输出的电能经由特定电力线路送给用户或接入电网。 风力发电机组与电力用户或电网的联系是通过风电场中的电气部分得以实现的。 §1.2 风电场的概念 风电场是在一定的地域范围内由同一单位经营管理的所有风力发电机组及配套的输变电设备、建筑设施、运行维护人员等共同组成的集合体。 选择风力资源良好的场地，根据地形条件和主风向，将多台风力发电机组按照一定的规则排成阵列，组成风力发电机群，并对电能进行收集和管理，统一送入电网，是建设风电场的基本思想。 §1.2 风电场的概念 应根据风向玫瑰图和风能玫瑰图确定风电场的主导风向，在平坦、开阔的场址，要求主导风向上机组间相隔5~9倍风轮直径，在垂直于主导风向上要求机组间相隔3~5倍风轮直径。 按照这个规则，风电机组可以单排或多排布置。多排布置时应成梅花形排列。 风电场是大规模利用风能的有效方式，二十世纪80年代初兴起于美国加利福尼亚。 目前，风电场的分布几乎是遍布全球，风电场的数目已成千上万，最大规模的风电场可上百万千瓦级。 §1.2 风电场的概念 按照风电场的规模，风电场大致可