[发明专利]大型风电场升压变压器设计方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电与输电技术领域，属于对大型风电场集中上网区域提出的风电场升压变压器的设计方案；特别是一种大型风电场升压变压器设计方法与系统。

背景技术

在能源和环境问题备受关注的当今，风力发电等新能源发电技术作为一种洁净的可再生能源在许多国家得到了迅猛发展。随着我国各地区各个“千万千瓦级风电基地”的逐步开工建设，选择合适的风电上网升压变压器对于节约投资、减少风电场内部损耗、增加发电效益具有非常重要的现实意义。

发明内容：

本发明要解决的技术问题其一在于提供一种大型风电场升压变压器设计方法，其二在于提供一种大型风电场升压变压器系统；以实现大型风电场节约输送投资、减少变电损耗、增加发电效益的目的。

本发明解决上述第一技术问题，采用以下技术方案：一种大型风电场升压变压器设计方法，包括风机发出的风电经箱式升压变升至35kV电压等级，其特征在于通过35kV /330kV升压变压器将电压由35kV直接升至330kV送入主电网；具体包括下述步骤：

A．确定大型风电场装机容量与打捆原则

确定大型风电场的单个风电场装机容量为200MW左右，将每三个风电场打捆送出，即每三个风电场装机打捆送出容量共计600MW左右；

由于风电场各风机分散接入的特点，风机台数越多，风机脱网的概率越大，对于大型风电场装机容量确定为单个风电场装机容量为200MW左右，三个风电场打捆送出装机容量共计600MW左右，减小了单个风电场脱网对西北电网的冲击；同时降低了打捆风电群脱网的概率，进一步降低了打捆风电群脱网时对电网的冲击，也降低了各个大型风电场发生连锁脱网的概率。

B． 选择大型风电场升压变压器容量

确定装机容量为200MW的风电场，其升压变压器的容量为240MVA；

依据各个大型风电场的装机容量为200MW，考虑升压变压器的转换效率，并结合系统的无功需求，确定为单个200MW风电场升压变压器的容量为240MVA。

将单个大型风电场的风电经过十二至十四回35kV箱变汇集线路输送到升压变压器的35kV汇集母线； 

C．选择大型风电场升压变压器电压等级

同一区域大型风电场采用35/330kV一次升压方式，直接汇入330kV主网络；

由于多采用分布式电源集中上网方案，同一风电场内35kV汇集线路总长度相对较短，因此对于同一区域大型风电场确定采用35/330kV一次升压方式，直接汇入330kV主网络；这种方案取消了一次电压变换环节，从而可以减少变电投资，增加发电效益。

D． 设计大型风电场升压变压器主抽头额定电压

大型风电场升压变压器主抽头额定电压为345±8×1.25%/35kV；

考虑到风电场的运行过程中既有电源特性又有负荷特性，因此推荐大型风电场升压变压器主抽头额定电压为345±8×1.25%/35kV；既保证了风电安全经济并网时的电源特性，同时也可合理的解决风机启动时的供电需求。

E．风电场箱式变压器的形式

单个风电场升压变压器采用YN/d11接线方式；各个箱式升压变压器接线组别采用D/yn11接线方式。

考虑到电力系统安全经济运行的需求，单个大型风电场升压变压器采用YN/d11接线方式，低压侧构成3次谐波和零序电流环流通道，减小了风机大型变流器对公网的谐波污染。

根据大型风电场升压变压器的接线方式，各个箱式升压变压器接线组别采用D/yn11接线方式，实现了Y/D、D/Y系统的完美转化。

本发明解决上述第二技术问题，采用以下技术方案：一种大型风电场升压变压器系统，包括35kV箱式变压器（以下简称箱变）汇集线路，每回35kV箱变汇集线路并接十一至十二条35kV汇集电缆，每条35kV汇集电缆连接一个0.69kV/35kV箱式升压变压器，每个0.69kV/35kV箱式升压变压器低压侧经低压电缆连接一台风电电压为0.69kV的风机；每回35kV箱变汇集线路并接入35kV汇集母线，其特征在于：35kV箱变汇集线路是十二至十四回； 35kV汇集母线连接至35kV/330kV升压变压器低压侧，35kV/330kV升压变压器高压侧经过330kV汇集母线与330kV送出线路连接。