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崔庭宇
作為清潔能源之一,風力發電場近幾年裝機容量快速增長。8月17日,國家能源局發布1-7月份全國電力工業統計數據。截至7月底,全國累計發電裝機容量約27.4億千瓦,同比增長11.5%。其中,太陽能發電裝機容量約4.9億千瓦,同比增長42.9%;風電裝機容量約3.9億千瓦,同比增長14.3%。風力發電場分為陸上風電和海上風電,一般地處偏僻,安裝比較分散,環境也比較惡劣,因此風電場需要一套遠程監控系統,便于運維人員更高效的管理風電場運行。
1. 風力發電場的電氣設備
每臺發電機組的頂部機倉配備有一個渦輪發電機,前端是可調整角度的風葉,系統可根據不同的風力狀況來調整風葉的傾斜角度,風葉一般的轉速為10~15轉/分,通過變速箱可調節到1500轉/分的轉速驅動發電機。在機倉里同時也配置一臺工業 PLC用于控制及相關數據采集,通過PLC采集風速、風向、轉速、發電有功功率及無功功率等相關數據,并通過采集的數據對發電機進行實時控制。陸上在風機塔底端還設置箱變負責升壓和匯流,根據功率和地理條件,多臺風機一次升壓后并聯匯流接入升壓變電站,通過升壓變壓器進一步提升電壓后并入大電網為電網輸送電能。風力發電場的電氣接線示意圖如圖1所示。風機發出的電壓一般為0.69kV,經過箱變升壓為10kV或者35kV,多臺并聯匯流后接入升壓變電站的低壓側母線,再次經過主變壓器升壓至110kV或者更高電壓等級后接入電網。
不同于陸上風電,海上風電由于環境惡劣(高濕度、高鹽密度),用于一次升壓的干式變壓器集成在風機的機倉內,這樣既解決了整個機組的占地面積問題,又避免了將變壓器安裝在較低位置所帶來的防護困難問題。