风电场交流备用电源容量选择及计算方法.pdf

山電
技管与分析
GUANG XI DIAN YE
风电场交流备用电源容量选择及计算方法
王标洪
(广东粤电石碑山风能开发有限公司,广东揭阳522000
[摘要」风电场地处偏远地区,与电网联系比较薄弱,交流备用电源显得尤为重要。本文以某100MW级风电场备用电源改
造为例,从备用电源容量选择原则与场用负荷等方面,阐述风电场交流备用电源柴油发电机组容量选择及计算方法。
[关键词]风电场;交流备用电源;场用负荷;容量选择;计算方法
1.1柴油发电机组长期允许容量应能满足全站失压时中
0概况
控(控制、自动、保护、仪表等)、浮充电装置、消防泵、带一条线
9台)风机偏航系统即等负荷需要。
1.2用成组起动或自起动时的最大视在功率校验发电机
某100MW级风电场设有110kV变电站,为单母线设计,
的短时过载能力。
有一条出线至电网变电站接入系统,与系统联系比较薄弱。当
1.3用成组起动或自起动时的最大有功功率校验发电机
电网变电站发生事故或其它原因致使风电场110kV母线长时
的过载能力。
间停电时,将会全站失压,风场将与电网完全失去联系,需配
1.4对短时不连续负荷,在计算柴油发电机的容量时,不
备可靠适用的交流备用电源。柴油发电机组是以柴油机为动
予考虑。仅在校验机组过负荷能力时计及。
力的工频交流同步发电机,具有结构紧凑,热效率高,燃油存
1.5短时运行的负荷,在计算时不计及。
储容易,占地小和起动快等特点。其运行不受电力系统运行
1.6机组容量要满足电动机自起动时母线最低电压不得
状态的影响可以长期运行,是独立的可电源,其起动迅速,低于定电压的7%
国产(化)柴油发电机起动时间大约为10-15秒,能满足风电
场交流备用供电要求。可用专用柴油发电机组提供全站的交
流备用电源。
2风电场交流备用电源柴油发电机组
该风电场现用交流备用电源为W柴油发电机组,于的容量选择计算
2005年投入使用。由于当时缺乏经验,欠考虑风场场用负荷特
点与增长需求,在变电设备预试、台风、电网因素等造成电网2.1风场交流备用电源负荷表
跳闸启用时,常出现过负荷或电流不平衡超限报警,运行可靠
该风场采用国产金风S43/600失速型风力发电机组,在
性差。在特殊天气、自然灾害等情况下,风电场自备交流备用「统计场用负荷时,将变电站负荷作为一组看待,将一条线(9
电源显得尤为重要。居于上述情况需要将生产、办公、生活集」台)风机偏航负荷作为另一组看待。(见表1)
于一体的该变电站交流备用电源容量增大,但增大多少?容量22计算长期连续运行所需要的容量
选小了不能满足供电的需要;容量选大了会出现大马拉小车
引用《电力工程电气设计手册》电气一次部分表14-3计
现象,使设备闲置,初始投资加大,运行费用增加,给建设方带算参数回,算得运行系数(过程略):
来浪费,不符合经济性的要求。所以,在确定柴油发电机容量
K1=0.9
K2=0.32
K=3.45
时,需经过严格的计算。
Kg中p=0.53Kg中」=0.24Kg中mo=7.9
Pe=0.9Pn+0.32とP=0.9×(65+10+30)+0.32
1风电场交流备用电源柴油发电机组「(878141
的容量选择原则
Qe=0.53P。+0.24P=0.53×(65+10+30)+0.24
(87+68)=92.9kvar)
2013.4(总第156期)
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底山它
GUANG XI DIAN YE
表1
成组起动电动机容量和静止负荷容量(kW)
单独起动的电动机
序号
负荷名称
连续运行Px
短时运行Ps
容量Poe(kW)
投人时间运行状态
1变电2偏航1变电2偏航1变电2偏航
偏航电机
0.55×18
机舱工作泵
30
箱变损耗
2×9
234567890
风机仪表
2×9
41B42B
生活取/供水泵
空调
中控、仪表
浮充电装置
办公电脑
11
厨房
10
12
热水器
13
其它
10
14
消防水泵
15x2
短时
不连续
成组起动负荷合计
静止负荷合计
87
注:①、空调负荷3Px20台,1Px40台,运行同时率按50%计算约为60kW
②、办公电脑1.0kWx20台,运行同时率按60%计算约为12kW;
③、热水器1.5kW×30台,运行同时率按60%计算约为30kW;
④、机舱工作泵(齿轮油泵、液压泵、齿轮油冷却泵)62x9台,运行同时率按50%计算约为30kW,成
组起动负荷按最大2台泵计算约为10kW;
Sc=V1441+492.9-=171.4VA
偏航一条线的成组起动负荷和静止负荷容量为:
其中∑P。一连续运行的电动机额定功率之和kW);
P2m=3.45x10+0.32×68=56.3(kW)
∑P」一连续运行的静止负荷之和(kW);
Qm=3.45×10+0.24×68=95.3(kvar
2.3计算成组起动所需要的容量
Sm=V56.3+953-=110.7kVA)
先计算变电站静止负荷和成组自起动负荷投入情况。变2.4计算单台电动机起动时所需要的容量
电站负荷带稳定后,再计算将一条线(9台)风机偏航负荷投入
由于变电站站内成组起动负荷计及空调60kW,变电站全
情况,在此只按2台齿轮油泵成组起动计算起动情况。
停时需要偏航的可能性极少,为避免这部分容量资源的浪费,
P2n=0.9∑P+3.45∑Pp+0.32(Pn+∑P)
极端情况下可以采取停止空调运行手段以满足偏航需要,在
=0.9×65+3.45x10+0.32×(87+68)=118.6(kW)
此以风机最大一台电动机齿轮油泵约为5kW起动情况来计
Qn=0.532P即+7.9Pp+0.24(Pn+∑P
算
=0.9×65+3.45×10+0.24×(87+68)=150.7(kvar)
P4=Pe+0.9(Pa-P)+3.45Pn
Sz2=V118.6+150.7=191.7VA)
=144.1+0.9x(5-15)+3.45×15=186.9(kW
其中∑P,∑P分别为两组的成组起动负荷W);
QM, =Qc+0.53(P-PD)+7.9P MD
ΣPn,EP』分别为两组的静止负荷kW);
=92.9+0.53×(5-15)+7.9×15=206.1(kvar)
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