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新能源发电与储能
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风电场电气系统可靠性设计分析
国核电力规划设计研究院有限公司 王 凯 苗 青
摘要:随着可再生能源的广泛应用,风电场的电气系统设计与可靠性日益受到重视。本文围绕风电场电气
系统的设计与可靠性进行了深入探讨。通过对过去五年中的100个风电场案例进行数据统计,发现电气系
统故障主要与设计缺陷、设备材料质量差和维护不足有关。其中,适当的保护措施和故障检测系统能有效
提高系统可靠性,减少停机时间。此外,经优化的电气设计能够应对复杂的电网环境,确保电能有效、稳定
地输送到电网中。建议未来风电场设计中,要更加重视电气系统的可靠性设计,同时采用高品质的设备材
料和定期的维护保养,确保风电场的长期、稳定运行。
关键词:风电场;电气系统设计;可靠性分析;故障检测;电网环境
着全球对清洁能源的追求日趋激烈,风电风电发电机和逆变器都可能产生电网谐波,这
作为主要的可再生能源之一,其稳定性和些谐波可能会干扰其他设备的正常运行,并导致电
随
高效性受到了广泛关注。而风电场的核能品质下降。
心——电气系统的设计与可靠性,直接关系到能源1.1.4保护系统故障
的稳定供应和系统的长期运行。在过去的风电项目电气保护系统的误动作或非动作都可能导致风
中,电气系统故障不时地影响了风电场的正常运行,电场的停机或设备损坏。
给经济和环境带来了巨大损失。那么,如何优化电1.1.5通信故障
气系统设计以提高其可靠性,并适应复杂的电网环现代风电场高度依赖通信系统,如SCADA或
境,成为一个亟待解决的问题。本文将深入探讨这其他远程监控系统,通信故障可能会导致控制失效
一主题,为风电场的发展提供新的方向和策略。或数据传输中断。
1.2故障的影响
1 风电场电气系统故障的常见现象及其影响
1.2.1生产损失
1.1常见的故障现象电气系统故障往往导致风电机停机,从而影响
1.1.1断路器故障了风电场的发电量,导致经济损失。
在风电场的电气系统中,断路器是一个关键组件,1.2.2设备损害
负责保护系统免受过载或短路的损害。但断路器的若故障未能及时检测并处理,可能会导致关键
机械故障或协调保护设置不当可能会导致它无法正电气元件,如变压器、逆变器等的损坏,进而需要
常断开,从而使系统受到更大的损害。更高的维修或更换成本。
1.1.2绝缘故障1.2.3电网稳定性
由于风电机的特殊工作环境(如温度波动、盐风电场电气故障可能会导致与主电网的连接中
雾、湿度等),可能会导致电气元件的绝缘性能下降,断或电能质量下降,从而对整个电网的稳定性产生
从而产生短路或接地故障。威胁[1]。例如,谐波过高可能会导致其他连接在同
1.1.3谐波失调一电网的设备故障。
1.2.4安全隐患
收稿日期:2023-08-14。电气故障可能会导致电弧、