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高原風電場防雷保護裝置及葉片防雷保護裝置技術應用案例隨着國際社會對能源安全、生態環境等問題的日益重視，全球能源轉型最終目標是進入以可再生能源為主的可持續能源時代，因此全球範圍內紛紛展開可持續能源體系建設。

一、背景

隨着國際社會對能源安全、生態環境等問題的日益重視，全球能源轉型最終目標是進入以可再生能源為主的可持續能源時代，因此全球範圍內紛紛展開可持續能源體系建設。而風電作為技術成熟、環境友好的可再生能源，已在全球實現大規模的開發應用。在中國，風電作為戰略新興產業，發展前景廣闊，《風電發展「十三五」規劃》（國能新能[2016]314號）提出，「我國 2020 年風電年發電量確保達到 4,200 億千瓦時，約占全國總發電量的 6%，到 2050 年滿足 17%的電力需求」。風電產業是我國乃至全球未來能源發展的重點布局產業。

二、應用案例

1.項目概述

重點針對高原風電場展開雷電防護技術優化及能效提升，在會澤雲能投、大姚雲能投、雲南尼克木白風電場、國華（赤城）風電有限公司、中節能風力發電（張北）運維有限公司、中國大唐集團新能源股份有限公司北京檢修公司、建設燕山（沽源）風能有限公司等國內外 30 余家風電場實施了轉化應用，根據各風電場實際情況開展了風電場雷電預警、葉片避雷。

帶防雷技改、機組防雷改造及集電線路防雷改造等項目，幫助應用風電場解決了技術難題，滿足防雷需求，實現了風電場穩定安全運行，技術成熟，各應用風場雷電防護能效顯著提升，用戶評價良好。

2.主要效益

（一）經濟效益

單颱風力發電機組葉片避雷帶的平均成交價格為 6.5 萬元/台，2016 年完成 70 台機組的防雷改造，合計約 440 萬元；2017 年通過代理商完成了 100台機組的防雷改造項目，合計約 650 萬元；2018 年通過代理商及我公司自主完成的機組葉片防雷改造超過 300 余台，合計銷售額約 1120 萬元。

（二）社會效益

1).有效解決我國風電行業雷電防護現存共性問題：完善高原風電場雷電防護體系標準建設，有效解決風電行業雷電防護髮展普遍存在雷電防護標準滯後或缺失、防雷產品設計與實際應用場景不符、安全隱患高且防雷效用低等關鍵共性技術難題。制定了多項高原風電場防雷 IEC 標準、國標、行標，填補了國際國內標準空白的同時，也更加契合我國風電場實際防雷需要。進一步完善體系建設、標準制定等方面的基礎性創新研究工作，有效推動我國在雷電防護領域的標準化研究及體系建立，保障風電產業健康平穩發展。

2).有效推動高原風電產業健康發展：高原風電產業占據天然發展優勢但面臨較大雷擊等災害風險， 通過項目技術及成果的運用，有效解決高原風電場雷電防護系統中存在的技術難題，實現對風電場整體性的雷電防護，有效降低事故損失，提升高原風電能源利用安全性，充分發揮高原風場的資源優勢，推進風電能源高效利用，推動風電產業的健康穩步發展。

3).有效減少雷擊衍生事故發生保障民生：雷電危害對風電場及周邊的人員人身安全造成嚴重威脅，因雷擊造成停電等事故嚴重影響到人們日常活動。通過項目成果應用有效控制事故發生次數，減輕事故危害，提高風電場安全保障，保障生產生活正常開展。

4).有力推動區域專業人才培養：培養了一批專業技術人才，夯實區域人才保障。

5).有效促進可持續發展：風電等清潔低碳能源將成為「十三五」期間能源供應增量的主體，在我國儲量豐富，但有效利用率極低，風電能源的不穩定因素對風電併網及廣泛應用造成阻礙。通過項目實施，大幅降低雷電危害，有效推動風電這一綠色能源的高效利用，優化綠色能源使用結構，有效推動生態優化，促進可持續發展。

三、技術要點

1.研製了國內首創的風力發電機組葉片避雷帶

1）.超薄片型設計，有效提升葉片接閃率；

2).鉚釘中空結構，充分利用水膜散熱，延長導流條使用壽命。

3).沉降槽安裝工藝，保證葉片運行效果。

2.研製國內首創的失效開路增安型低壓浪涌保護器

1).去除前置熔斷器，使用全金屬外殼製作形成增安型避雷器。

2).失效開路模式設計，有效避免次生事故發生保障機組及箱變安全。

3.研製了具有短路脫扣功能的線路型避雷器：

1).使用耐高溫絕緣柔性材料製作避雷器，有效延長避雷器使用壽命。

2).多級冗餘保護適用不同電壓等級，有效發揮雷電防護效能。

3).創新短路脫扣設計，有效保護線路電網。

四、應用前景

利用該項目成果可以使企業快速提升海上風機基礎的設計分析能力和整個風電場所有風機基礎第三方校對能力，還可以快速評估各參數變更影響、進行結構方案優化，減少人力支出，降低用鋼量，實現降本增效的目的，為將來海上風電平價上網做貢獻。該項目的研究成果特別是海上風機基礎分析程序具有十分廣闊的推廣應用前景。