基于分裂变压器的大型海上风电场电气主接线应用研究.pdf

第 33 卷 第 8 期 可再生能源 Vol.33 No.8 2015 年 8 月 Renewable Energy Resources Aug. 2015 基于分裂变压器的大型海上风电场 电气主接线应用研究 彭国荣 1 ， 佘双翔 1 ， 陈 敏 1 ， 刘小松 1 ， 肖立家 2 ， 刘德才 3 （1.中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司， 湖南 长沙 410014 ； 2.大唐山东发电有限公司， 山东 青岛 266061 ； 3.大唐山东烟台电力开发有限公司， 山东 烟台 264003 ） 摘 要： 海上风电场具有故障率高、运维不便、损失巨大等特点，因此海上风电场的电气主接线对电网及风场 的可靠性、灵活性及经济性具有决定性影响。 以莱州湾某大型海上风电场工程为应用实例，基于分裂变压器的 基本原理、阻抗关系及运行特性，确定了技术可行的电气主接线方案，结合实际参数计算残压及短路电流，并引 入送出系统容量限制与上网电量的关系来计算故障损失， 研究结果验证了基于分裂变压器的电气主接线方案 可靠性高、扩建灵活，经济性优。 关键词： 海上风电场； 电气主接线； 分裂变压器 中图分类号： ； 文献标志码： 文章编号： （ ） TM614 TM645 A 1671-5292 2015 08-1142-06 DOI:10.13941/ki.21-1469/tk.2015.08.004 0 引言 本文提出将分裂变压器应用到大型海上风电 海上风电具有资源密度高且稳定、 年利用时 场的电气主接线。从分裂变压器的基本原理、阻抗 间长、受土地限制影响小等优点，成为近年来的研 关系及运行特性出发， 以莱州湾某大型海上风电 ， [1] [2] 究热点 。 我国沿海地区风能资源丰富、 电力负 场工程为应用实例，确定出电气主接线方案，并结 荷大、市场广阔，根据“十二五”可再生能源规划， 合实际工程参数， 计算不同方案的残压及短路电 到 2020 年我国海上风电装机将达到 3 000 万 流， 引入送出系统容量限制与上网电量的关系并 kW 。 计算故障损失。研究为海上风电工程的设计、建设 一般来说，分裂变压器可作为厂用变压器、启 及运营提供重要参考依据。 动备用变压器或发电厂扩大单元接线主变压器使 1 分裂变压器原理及特性 用，文献 讨论了采用分裂变压器取代普通双绕 分裂变压器是将普通双绕组变压器的低压侧 [3] 组变压器作为风电场主变压器的可行性， 但研究 分裂成额定容量相等、 电气上不相联系的两个完 只针对陆上风电， 并未提出适用于海上风电场的 全对称的绕组。分裂绕组的分支可以单独运行，也 主接线方案。 另一方面，由于受海洋特殊气象、水 可以同时运行，当分支额定电压相同时，还可以并 文环境的影响， 国内外已建成的海上风电场的变