高原风电场防雷保护装置及叶片防雷保护装置技术应用案例查看源代码讨论查看历史

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高原风电场防雷保护装置及叶片防雷保护装置技术应用案例随着国际社会对能源安全、生态环境等问题的日益重视，全球能源转型最终目标是进入以可再生能源为主的可持续能源时代，因此全球范围内纷纷展开可持续能源体系建设。

一、背景

随着国际社会对能源安全、生态环境等问题的日益重视，全球能源转型最终目标是进入以可再生能源为主的可持续能源时代，因此全球范围内纷纷展开可持续能源体系建设。而风电作为技术成熟、环境友好的可再生能源，已在全球实现大规模的开发应用。在中国，风电作为战略新兴产业，发展前景广阔，《风电发展“十三五”规划》（国能新能[2016]314号）提出，“我国 2020 年风电年发电量确保达到 4,200 亿千瓦时，约占全国总发电量的 6%，到 2050 年满足 17%的电力需求”。风电产业是我国乃至全球未来能源发展的重点布局产业。

二、应用案例

1.项目概述

重点针对高原风电场展开雷电防护技术优化及能效提升，在会泽云能投、大姚云能投、云南尼克木白风电场、国华（赤城）风电有限公司、中节能风力发电（张北）运维有限公司、中国大唐集团新能源股份有限公司北京检修公司、建设燕山（沽源）风能有限公司等国内外 30 余家风电场实施了转化应用，根据各风电场实际情况开展了风电场雷电预警、叶片避雷。

带防雷技改、机组防雷改造及集电线路防雷改造等项目，帮助应用风电场解决了技术难题，满足防雷需求，实现了风电场稳定安全运行，技术成熟，各应用风场雷电防护能效显著提升，用户评价良好。

2.主要效益

（一）经济效益

单台风力发电机组叶片避雷带的平均成交价格为 6.5 万元/台，2016 年完成 70 台机组的防雷改造，合计约 440 万元；2017 年通过代理商完成了 100台机组的防雷改造项目，合计约 650 万元；2018 年通过代理商及我公司自主完成的机组叶片防雷改造超过 300 余台，合计销售额约 1120 万元。

（二）社会效益

1).有效解决我国风电行业雷电防护现存共性问题：完善高原风电场雷电防护体系标准建设，有效解决风电行业雷电防护发展普遍存在雷电防护标准滞后或缺失、防雷产品设计与实际应用场景不符、安全隐患高且防雷效用低等关键共性技术难题。制定了多项高原风电场防雷 IEC 标准、国标、行标，填补了国际国内标准空白的同时，也更加契合我国风电场实际防雷需要。进一步完善体系建设、标准制定等方面的基础性创新研究工作，有效推动我国在雷电防护领域的标准化研究及体系建立，保障风电产业健康平稳发展。

2).有效推动高原风电产业健康发展：高原风电产业占据天然发展优势但面临较大雷击等灾害风险， 通过项目技术及成果的运用，有效解决高原风电场雷电防护系统中存在的技术难题，实现对风电场整体性的雷电防护，有效降低事故损失，提升高原风电能源利用安全性，充分发挥高原风场的资源优势，推进风电能源高效利用，推动风电产业的健康稳步发展。

3).有效减少雷击衍生事故发生保障民生：雷电危害对风电场及周边的人员人身安全造成严重威胁，因雷击造成停电等事故严重影响到人们日常活动。通过项目成果应用有效控制事故发生次数，减轻事故危害，提高风电场安全保障，保障生产生活正常开展。

4).有力推动区域专业人才培养：培养了一批专业技术人才，夯实区域人才保障。

5).有效促进可持续发展：风电等清洁低碳能源将成为“十三五”期间能源供应增量的主体，在我国储量丰富，但有效利用率极低，风电能源的不稳定因素对风电并网及广泛应用造成阻碍。通过项目实施，大幅降低雷电危害，有效推动风电这一绿色能源的高效利用，优化绿色能源使用结构，有效推动生态优化，促进可持续发展。

三、技术要点

1.研制了国内首创的风力发电机组叶片避雷带

1）.超薄片型设计，有效提升叶片接闪率；

2).铆钉中空结构，充分利用水膜散热，延长导流条使用寿命。

3).沉降槽安装工艺，保证叶片运行效果。

2.研制国内首创的失效开路增安型低压浪涌保护器

1).去除前置熔断器，使用全金属外壳制作形成增安型避雷器。

2).失效开路模式设计，有效避免次生事故发生保障机组及箱变安全。

3.研制了具有短路脱扣功能的线路型避雷器：

1).使用耐高温绝缘柔性材料制作避雷器，有效延长避雷器使用寿命。

2).多级冗余保护适用不同电压等级，有效发挥雷电防护效能。

3).创新短路脱扣设计，有效保护线路电网。

四、应用前景

利用该项目成果可以使企业快速提升海上风机基础的设计分析能力和整个风电场所有风机基础第三方校对能力，还可以快速评估各参数变更影响、进行结构方案优化，减少人力支出，降低用钢量，实现降本增效的目的，为将来海上风电平价上网做贡献。该项目的研究成果特别是海上风机基础分析程序具有十分广阔的推广应用前景。