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資源節約型高效風電場的關鍵技術應用案例在新能源的開發進程中，風能憑藉其分布廣泛、資源利用率高、運行安全可靠、建設周期短等特點，在世界各國得到了廣泛關注和持續發展。

一、背景

在新能源的開發進程中，風能憑藉其分布廣泛、資源利用率高、運行安全可靠、建設周期短等特點，在世界各國得到了廣泛關注和持續發展。風力發電具有極好的生態效益。它既不會向環境中排放污染物質，也不會危害到人類的生命安全，有利於促進人與自然的和諧發展。我國可開發的陸地和海洋風能資源大約分別為 253GW 和 750GW。年平均風速達 6m/s 以上的內陸約占全國總面積的 1%，僅次於美國和俄羅斯，居世界第三位。從 2009年開始，我國開始頒布一系列風電場相關的管理標準以及電價政策。由此可以看出我國對風電發展的重視程度。

在我國政府相關政策的扶持下，風力發電場的建設容量逐步增加，建設成本逐步降低，但當前風力發電場建設中的設計技術仍然較為傳統和保守。隨着堅強智能電網建設的不斷推進，電力行業提出了建設「資源節約型，環境友好型」風力發電場的目標，要實現這個目標當前的設計技術顯然還有着較大的提升空間，因此迫切需要對傳統風電場的設計技術進行全方位地優化升級。

二、應用案例

1. 項目概述

2016~2018 年，我院將本項目多項研究成果應用於響水黃海農場風電場、江蘇東台弶港農場風電場項目、江蘇射陽新洋農場 100MW 風電場項目、國家電投響水大有 150MW 風電場項目、江蘇省興化昌榮 50MW 風電項目、泗洪風電場項目、寶應巳豐 66MW 風電項目、連雲港灌西 100MW 風電場項目等一系列風力發電場設計競標中，設計方案獲得業主單位的認可，順利中標，研究成果在工程中得到推廣應用。

2. 主要效益

（一）經濟效益

江蘇國信東台風力發電有限公司，累計新增產值 860 萬元，新增利潤48.5 萬元。

江蘇鹽阜銀寶新能源有限公司，累計新增產值 1080 萬元，累計新增利稅 60.9 萬元。

（二）社會效益

在節能減排方面，通過風機發電系統的研究降低了風力發電機的功率損耗，風力發電機功率損耗的降低也就提升了風力發電機的能量轉化率，減少了能源的浪費。不僅如此，針對風機發電系統的外部結構，還將其與光伏發電組件結合，使得在傳統風機同樣的土地資源下，有着更高地裝機容量和發電量，從而節約了土地資源。在對集電線路的優化設計中提出的一種風電場集電線路方案優選方法，通過多種集電線路方案的比選，優選出的集電線路方案有效地降低了線路損耗，使得真正能為用戶所利用的電能有所提升，達到節約能源的目的。在風電場升壓站的優化設計當中，通過預製艙式升壓站方案典型設計、高度集成化配送式升壓站設計以及套疊式伸縮雨篷結構，有效地縮短了建設時間、節約了土地資源並簡化了安裝流程，從而減少了人力資源、時間資源和土地資源的占用，達到了節約資源的效果。

通過上述涉及風力發電場全部組成部分的技術成果的應用，可以有效地節約風力發電場建設和運行所消耗的能源以及社會資源，全方位的提升風力發電場的資源節約性，從而使其具備良好的節能減排效果。

三、技術要點

1、風機發電系統研究

（1）一種基於分裂磁鋼的混合勵磁風力發電機其混合勵磁創新原理為：將傳統的單一永磁體結構改進為分段永磁體結構，並在兩段永磁體之間加入電勵磁繞組，由勵磁繞組和永磁體共同合成永磁磁鏈，其中，永磁磁通為主要磁通，勵磁繞組磁通為輔助磁通。在電機正常工作時，通過調節勵磁繞組的電流大小調節合成的永磁磁鏈，以達到增磁和弱磁的目的。

（2）一種新型風光發電系統

主要技術創新點：系統通過將常規風力發電機葉片增加太陽能發電組件，來達到一機同時進行風力發電與光伏發電的目的；系統配置匯控箱，具有自動調節偏航角的功能以達到風光發電系統實時發出最大電能的功能，匯控箱內的能量管理模塊充分使用電力電子器件，使得兩種電能有機結合併最終將電力輸送至電網。

2、集電線路優化設計

一種風電場集電線路方案優選方法

其創新在於：將傳統風電場集電線路方案優化分析的思路從特定的一種線路形式（如架空集電線路）擴展為多種形式混合比較。同時，對線路材料截面、以及本身的單位造價、線路損耗進行綜合考慮，方案優選，並將每年的線路損耗情況進行折現計算，從而方便在同一價值尺度下對線路的經濟性進行分析。

（1）預製艙式升壓站方案典型設計

本典型設計是「多、快、好、省」的新能源項目升壓站建設的必由之路，是大力提高集成創新，深化標準化建設的重要體現，同時也是宣傳品牌意識和樹立良好企業形象的有效途徑。推廣和應用《預製艙式升壓站典型設計》從根本上解決了大規模永久征地難，前期開發周期長的制約瓶頸，減少了評審環節，有利於提高工程建設效率，儘早實現安全併網目標；永久建築設備化即節省占地面積，又有利於控制工程造價，降低建設和運行成本；通過現場和工廠同步施工，達到了施工建設高效化，運維管理的智能化；解決了電站整體質量與建設周期的矛盾，從而實現了工程投資效益的最大化。

（2）一種高度集成化配送式升壓站

主要創新點在於：升壓站根據站內「R」型道路分為四個功能性區塊：低壓/中壓配電區、高壓配電區、無功補償區和生產輔助區，低壓/中壓配電區包含一座功能集成化預製艙，為雙層結構，集成了升壓站低壓母線，中壓母線，蓄電池，二次設備，中央控制等功能。升壓站全站預製艙化，可大幅降低工程現場工作量，減少用地面積，縮短建設周期。升壓站具備可根據不同建設方案進行調整的功能，僅需對功能區進行簡單的擴展即可實現，為分期建設的升壓站提供便利。

四、應用前景

推廣和應用預製艙升壓站設計，有利於控制工程造價，降低建設和運行成本，有利於提高效率，節省工期和占地面積，加快設計、評審及施工進度，實現工程投資效益最優化，建設管理高效化。實現了升壓站的模塊化，可根據站址地形靈活布置，適應山地光伏或者風電場，充分解決征地難、建設難、落地難的問題，是升壓站建設的一種新的模式。預製艙式升壓站可有效減少建築安裝工程量，降低施工成本；同時預製艙結構更加緊湊，可減少建設用地徵用，降低征地成本；智能化系統通過雲端對新能源項目進行實施監控，做到無人值班、少人值守的智能化管理模式，降低運維成本。具有良好的應用前景。