风电场选址与并网技术分析毕业设计.docx

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1、摘要论文基于对风电场场址选择的意义、影响因素、基本原则和选址步骤的初步探讨,阐明风电场场址选择中应注意的问题及遵循的原则。阐述了大规模风电并网后对电力系统稳定性、电能质量、电网频率等方面的影响，提出改善风电并网影响的措施。结合仝家河风电场的实例，对风电场选址和并网进行了分析。关键词：风电场；选址；并网AbstractBasedonwindfarmsitese1ectionofthemeaning,inf1uencefactors,basicprincip1esandstepsofthepre1iminarydiscussiontoc1arifythe1ocation,shou1dpayatte

2、ntiontowindfarmsitese1ectionprob1emsandprincip1es.Theintegrationof1arge-sca1ewindpoweronthepowersystemstabi1ity,powerqua1ity,powergridfrequencyeffects,isproposedtoimprovetheimpactofwindpowerintegrationmeasures.Combinedwiththeexamp1eofTongjiaRiverwindfarm,the1ocationofwindfarmsandgridareana1yzed.Keyw

3、ords:Thewindfarm;sitese1ection;para11e1in引言11风电场场址选择11.1风电场宏观选址11.1.1风能资源11.1.2联网条件11.1.3交通运输和土地利用11.1.4地质条件和地形条件21.1.5其他因素21.2风电场微观选址21.2.1彳古21.2.2JXIj21. 3风电场场址选择实例313.11IT31.3.2jT52A72.1风能发电的主要特点72. 2风电并网对电力系统的影响82. 2.1对系统稳定性的影响82. 2.3对电能质量的影响92. 3改善风电并网影响的措施92. 3.1无功功率补偿措施92. 3.2合理确定风电场并网电压等级92.

4、 3.3加强管理提高控制水平92. 3.4加强技术研究提高预测精度92. 4风电场并网实例102. 4.1102.4.211122.4.3IIJt目匕J11狈U132.4.4风功率预测系统152.4.5无功功率补*15参考文献17.18随着全球能源危机的逐步凸显，世界各国把推动可再生能源的发展作为21世纪能源发展的基本战略。在各类可再生能源中，风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。风力发电技术最为成熟、最具商业化和规模化发展前景，近些年来发展极为迅速。风电场选址和并网是风电场设计中的关键问题，其中涉及许多技术和经济因素。对于特定的场点特别是并网运行的大型风电场来讲选择最佳地点

5、以最大限度地利用风能和产生最好的经济效益是风电场设计中首要解决的关键问题。我国风力发电建设逐步进入了快速发展的时期，大规模的风力发电必须要实现并网运行。风电场接入电力系统的分析是风电场规划设计和运行中不可缺少的内容，是风力发电技术重要的组成部分。1风电场场址选择风电场选址一般可分为宏观选址和微观选址两个阶段。下面主要从这两方面对风电场选址进行综合分析。1.1 风电场宏观选址风电场宏观选址过程是对一个较大地区的气象条件、风能、电网、交通、地质、周围环境等多种因素和条件进行综合考察后，选择出一个资源丰富、且最有利用价值的小区域的过程。1.1.1 风能资源建设风电场最基本的条件是要有能量丰富、风向稳

6、定的风能资源，选择风电场场址时应尽量选择风能资源丰富的区域。根据我国风能情况，一般规定有效风速范围为325ms,将风能丰富区规定为Iom高度年平均风速在6ms以上，50m高度年平均风功率密度大于200Wr2,年有效风速小时数大于5000h0主导风向频率在30%以上为比较稳一H1.1.2 联网条件影响并网风电场最大安装容量的因素包括系统网架结构、常规机组的旋转备用水平、系统常规机组的优化调度、负荷特性、机组的类型和分布及风电场的无功补偿状况等。风电场场址选择时，应尽量靠近合适电压等级的变电站或电网以减少线损，并网点短路容量应足够大。1.1.3 交通运输和土地利用交通运输条件应满足风电机组、工机械

7、和其它设备、设施材料的进场要求，在满足条件的情况下尽量利用现有公路，减少建设道路的费用。尽量使用未利用土地，少占或不占耕地。尽量避开政府部门依法批准的需要特殊保护的区域。1.1.4 地质条件和地形条件选址时，应避开地震带和水文地质情况复杂的地区。对地貌分析可利用1：5000地形图和卫星观测图，判别并尽量选择具有较高平均风速的地形地貌如高原、山峰等，尽量避开较低平均风速的地形地貌如盆地和森林等粗糙度较大的区域。主风向上要求尽可能开阔、宽敞，障碍物尽量少、粗糙度低，对风速影响小。应选择地形比较简单的场址，利于大规模开发以及设备的运输、安装和管理。风电机组基础持力层的岩层应厚度较大、变化较小、土质均

8、匀，承载力能满足风电机组基础的要求。1.1.5 其他因素结合国家风电发展规划和各项环保要求，在西北、华北、东北和东南沿海大规模开发风电。风电场选址时，与居民区保持适当距离以减小噪音污染，国家有关规范要求风电机组距居民区的最小距离应使居民区的噪声小于45db；避开自然保护区等区域；同时考虑各类极端气象条件的影响。12风电场微观选址风电场微观选址是在宏观选址选定的小区域中确定风力发电机组的分布位置，确定每台风机的位置，使整个风电场获得最大年发电量，并尽可能降低施工成本，以便使整个风电场具有更好的经济效益的过程。风电场微观选址是风电场设计阶段的重要工作，它涉及的因素较多，主要有风电场土地的性质、周围

9、村庄和建筑物的分布、当地环境部门的要求等。在充分考虑这些限制因素的情况下，结合风电场风资源分布图进行优化选址，在初步选址之后进行现场勘探定点，确定并最终布局。1.2.1 风资源评估风资源评估需要对现场实测数据进行处理和修正，并计算平均风速、空气密度、有效风能密度、风速的频率分布、风速持续时间分布、风能玫瑰等风资源数据。目前国内通用的风能资源评估软件是WasPo1.2.2 风机排布掌握风电场风能资源的分布后，进行风机的排布。在平坦地形区域对风能方向集中、主次风能方向基本呈180。的风电场，按照8倍和5倍的原则进行风机的排布，即风机的间距取叶轮直径的5倍，风机的排距取叶轮直径的8倍，风机的排布与主

10、风能方向垂直，且风机前后错开，呈梅花状排布；对于风向较分散、主风能方向不明显的风电场，一般按10倍7倍原则进行风机布置。根据优化结果进行现场踏勘，对风机位置进行微调，使布置每台风机的机位都具有较好的施工条件。对于风能资源好、施工难度较大的机位应进行经济分析和计算，以确定该机位的取舍。根据风电场的上网电价，确定风电场单台风机的最低发电量，对于发电量低于该数值的风机位置，应进行调整。13风电场场址选择实例以仝家河风电场工程为例，对风电场选址进行分析。1.3.1 宏观选址分析(1)风力资源。仝家河风电场采用的测风塔塔高80m,分别在80m(两套风速仪)、70m、50m、30m、Iom高度各安装了一个

11、风速仪，并在80m、70m、IOm高度各安装了一个风向仪。风电场测风塔仪器配置表项海拔高度测风塔坐标安装时间测风塔2mN：37o51,59.3E：11827.82007.8由实测风数据得测风塔IOm高度实测平均风速3.7ms,相应风功率密度为78.7WA30m高度实测平均风速5.0ms,相应风功率密度为141.7WmS50m高度实测平均风速5.6ms,相应风功率密度为195.5W/m2；70m高度实测平均风速6.Oms,相应风功率密度为241.0W/m2；80m高度实测平均风速6.2ms,相应风功率密度为264.5Wm)测风塔实测逐月平均风速统计表单位：m/s月份80m70m50m30mIOm

12、16.15.95.54.93.525.55.45.14.63.337.47.26.75.94.547.67.36.96.14.957.16.96.55.84.766.25.95.64.93.9754.84.642.984.44.343.52.594.84.74.33.82.7106.365.54.93.3116.86.55.95.13.5127.87.576.24.6月份80m70m50m30mIOm年平均6.265.653.7实测年逐月风功率密度表单位：Wm2月份80m70m50m30mIOm1234.7216.2168.6119.461.82201.0189.2159.7122.369.0

13、3404.8366.6292.4211.7124.64452.3416.8350.3272.7179.75333.1303.2253.6190.6118.66208.8185.6157.7111.363.07118.8107.488.559.027.3891.284.766.146.421.09156.4143.6116.283.039.210231.2206.1159.8108.145.211297.4267.6204.0135.861.512444.4405.0329.2239.6133.7年平均264.5241.0195.5141.778.7（2）工程地质。风电场场址位于滨州市无棣县境内，本区在大地构造上位于华北地台区之华北平原坳陷区的济阳坳陷区，在新构造单元上位于鲁西一鲁北沉降平原区的次级构造单元东明一渤海强烈沉降平原区。近场区内发育一系列的近东西向、北