资源节约型高效风电场的关键技术应用案例查看源代码讨论查看历史

来自 新浪网 的图片

资源节约型高效风电场的关键技术应用案例在新能源的开发进程中，风能凭借其分布广泛、资源利用率高、运行安全可靠、建设周期短等特点，在世界各国得到了广泛关注和持续发展。

一、背景

在新能源的开发进程中，风能凭借其分布广泛、资源利用率高、运行安全可靠、建设周期短等特点，在世界各国得到了广泛关注和持续发展。风力发电具有极好的生态效益。它既不会向环境中排放污染物质，也不会危害到人类的生命安全，有利于促进人与自然的和谐发展。我国可开发的陆地和海洋风能资源大约分别为 253GW 和 750GW。年平均风速达 6m/s 以上的内陆约占全国总面积的 1%，仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位。从 2009年开始，我国开始颁布一系列风电场相关的管理标准以及电价政策。由此可以看出我国对风电发展的重视程度。

在我国政府相关政策的扶持下，风力发电场的建设容量逐步增加，建设成本逐步降低，但当前风力发电场建设中的设计技术仍然较为传统和保守。随着坚强智能电网建设的不断推进，电力行业提出了建设“资源节约型，环境友好型”风力发电场的目标，要实现这个目标当前的设计技术显然还有着较大的提升空间，因此迫切需要对传统风电场的设计技术进行全方位地优化升级。

二、应用案例

1. 项目概述

2016~2018 年，我院将本项目多项研究成果应用于响水黄海农场风电场、江苏东台弶港农场风电场项目、江苏射阳新洋农场 100MW 风电场项目、国家电投响水大有 150MW 风电场项目、江苏省兴化昌荣 50MW 风电项目、泗洪风电场项目、宝应巳丰 66MW 风电项目、连云港灌西 100MW 风电场项目等一系列风力发电场设计竞标中，设计方案获得业主单位的认可，顺利中标，研究成果在工程中得到推广应用。

2. 主要效益

（一）经济效益

江苏国信东台风力发电有限公司，累计新增产值 860 万元，新增利润48.5 万元。

江苏盐阜银宝新能源有限公司，累计新增产值 1080 万元，累计新增利税 60.9 万元。

（二）社会效益

在节能减排方面，通过风机发电系统的研究降低了风力发电机的功率损耗，风力发电机功率损耗的降低也就提升了风力发电机的能量转化率，减少了能源的浪费。不仅如此，针对风机发电系统的外部结构，还将其与光伏发电组件结合，使得在传统风机同样的土地资源下，有着更高地装机容量和发电量，从而节约了土地资源。在对集电线路的优化设计中提出的一种风电场集电线路方案优选方法，通过多种集电线路方案的比选，优选出的集电线路方案有效地降低了线路损耗，使得真正能为用户所利用的电能有所提升，达到节约能源的目的。在风电场升压站的优化设计当中，通过预制舱式升压站方案典型设计、高度集成化配送式升压站设计以及套叠式伸缩雨篷结构，有效地缩短了建设时间、节约了土地资源并简化了安装流程，从而减少了人力资源、时间资源和土地资源的占用，达到了节约资源的效果。

通过上述涉及风力发电场全部组成部分的技术成果的应用，可以有效地节约风力发电场建设和运行所消耗的能源以及社会资源，全方位的提升风力发电场的资源节约性，从而使其具备良好的节能减排效果。

三、技术要点

1、风机发电系统研究

（1）一种基于分裂磁钢的混合励磁风力发电机其混合励磁创新原理为：将传统的单一永磁体结构改进为分段永磁体结构，并在两段永磁体之间加入电励磁绕组，由励磁绕组和永磁体共同合成永磁磁链，其中，永磁磁通为主要磁通，励磁绕组磁通为辅助磁通。在电机正常工作时，通过调节励磁绕组的电流大小调节合成的永磁磁链，以达到增磁和弱磁的目的。

（2）一种新型风光发电系统

主要技术创新点：系统通过将常规风力发电机叶片增加太阳能发电组件，来达到一机同时进行风力发电与光伏发电的目的；系统配置汇控箱，具有自动调节偏航角的功能以达到风光发电系统实时发出最大电能的功能，汇控箱内的能量管理模块充分使用电力电子器件，使得两种电能有机结合并最终将电力输送至电网。

2、集电线路优化设计

一种风电场集电线路方案优选方法

其创新在于：将传统风电场集电线路方案优化分析的思路从特定的一种线路形式（如架空集电线路）扩展为多种形式混合比较。同时，对线路材料截面、以及本身的单位造价、线路损耗进行综合考虑，方案优选，并将每年的线路损耗情况进行折现计算，从而方便在同一价值尺度下对线路的经济性进行分析。

（1）预制舱式升压站方案典型设计

本典型设计是“多、快、好、省”的新能源项目升压站建设的必由之路，是大力提高集成创新，深化标准化建设的重要体现，同时也是宣传品牌意识和树立良好企业形象的有效途径。推广和应用《预制舱式升压站典型设计》从根本上解决了大规模永久征地难，前期开发周期长的制约瓶颈，减少了评审环节，有利于提高工程建设效率，尽早实现安全并网目标；永久建筑设备化即节省占地面积，又有利于控制工程造价，降低建设和运行成本；通过现场和工厂同步施工，达到了施工建设高效化，运维管理的智能化；解决了电站整体质量与建设周期的矛盾，从而实现了工程投资效益的最大化。

（2）一种高度集成化配送式升压站

主要创新点在于：升压站根据站内“R”型道路分为四个功能性区块：低压/中压配电区、高压配电区、无功补偿区和生产辅助区，低压/中压配电区包含一座功能集成化预制舱，为双层结构，集成了升压站低压母线，中压母线，蓄电池，二次设备，中央控制等功能。升压站全站预制舱化，可大幅降低工程现场工作量，减少用地面积，缩短建设周期。升压站具备可根据不同建设方案进行调整的功能，仅需对功能区进行简单的扩展即可实现，为分期建设的升压站提供便利。

四、应用前景

推广和应用预制舱升压站设计，有利于控制工程造价，降低建设和运行成本，有利于提高效率，节省工期和占地面积，加快设计、评审及施工进度，实现工程投资效益最优化，建设管理高效化。实现了升压站的模块化，可根据站址地形灵活布置，适应山地光伏或者风电场，充分解决征地难、建设难、落地难的问题，是升压站建设的一种新的模式。预制舱式升压站可有效减少建筑安装工程量，降低施工成本；同时预制舱结构更加紧凑，可减少建设用地征用，降低征地成本；智能化系统通过云端对新能源项目进行实施监控，做到无人值班、少人值守的智能化管理模式，降低运维成本。具有良好的应用前景。