eecs_hb
大型风力发电机组并网运行的探讨 1 风力发电机的并网 风力发电机组是将风能转换成电能的装置，系统包括发电机、增速箱、刹车、偏航、控制等几大系统。直接与电网相连接的是异步发电机。下面以甘肃玉门风力发电场的金风S43/600风机为例说明并网问题。 异步发电机结构简单，其发电的首要条件是要吸收无功来建立磁场，如果没有无功来源，也就是说没有电网，异步发电机是没有能力发电的。 风机从系统吸收无功，必然会造成系统的电压降低和线损的增加，所以每台风力发电机都设有无功补偿装置，最大无功补偿容量是根据异步发电机在额定功率时的功率因数设计的，一般为> 98。 但由于风力发电机的无功功率需求随有功变化，如图1所示，因此，风机每个瞬时的无功需求量也都不同，该风机补偿分为4组固定的容量(600kW风机：5 kVA、50 kVA、25 kVA、5kV - A)，在每个补偿段内，不足部分无功从电网吸收。 单台风力发电机组自身有较全的保护系统，风机主电路出口处装有速断和过流保护，其定值分别为2倍的额定电流、Os动作和5倍额定电流、12 s动作。风机还有灵敏的微机保护功能，设有三相电流不平衡，缺相，高压、低压，高周、低周，功率限制等项保护。因此当风电场内或电力系统发生故障时，风机的保护动作非常迅速，保证电网和风电场的安全。 由于异步电机在启动时冲击电流较大，最大可以达到额定电流的5～7倍，对电网会造成冲击。为解决以上问题，现在设计的风力发电机有性能优越的软并网控制电路。目前软并网的控制方式有两种：电压斜坡方式和限流方式。软并网过程可以做得很平稳，整个软启动的过程可以在十几个周波到几十个周波内完成，最高峰值电流可以限定在额定电流之内。图2是记录的S43/600风机并网时的电流实际波形，采样电流幅值衰减20倍。风机的软启动电流限制在500 A内（小于额定电流），启动过程约40个周波。 另外，目前风电场占系统的容量很小，而且风电场的容量利用系数较低，因此风电负荷的变化不会对系统的周波造成较大的影响。2风电场并网中应注意的几个技术问题1 继电保护 在设置保护和确定保护定值时应考虑以下因素。 目前一般风机出口电压是低压系统，从35 kV侧的等值电路来看，风机及相应的低压电缆相当于一个很大的限流电抗，短路电流无法送出。 风力发电机为异步发电机，当系统短路时，风机出口电压大幅度下降，没有了励磁磁场，则风机无法发电。风机自身具有全面的微机保护。 由于以上特点，在考虑电网继电保护和风电场的继电保护方案时，只需设置速断和过流保护，定值考虑躲过风电场最大负荷电流即可。2 电网电压的调整 有些风电场处于电网末端，电压较低，在进行风电场设计时有一项很重要的工作就是变压器电压分接头设计。既要保证风机的出口电压，又要确保线路上其他用户的要求。 在设计时要认真调查不同季节、不同时间（白天与晚上的负荷）距离风电场最近的线路末端节点电压的变化值，并根据该电压值来设计电压分接头，风力发电机作为电源，其电压允许的偏差值为额定电压的+10%至-5%，如果电压低于额定值，则输送同样功率时电流值就会增加，从而引起线路损耗的增加。另一方面，低电压还会引起软启动电流值的增加。在风电场接入电网调试期间，应反复测量变电站低压侧电压，合理选择分接开关位置，以确保风机出口电压在规定的范围之内。3 风电场的无功补偿 风电的无功需求特点如下：在停风状态下也保持与电网的联接并从系统吸收无功。 风机的无功需求量随着有功变化而变化，一部分通过自身的无功补偿装置补偿。但在无功补偿的4组固定的容量之间，仍需从电网吸收部分无功。 风电场的无功造成的影响如下：①风电场的无功变化在满发时会抬高风机出口电压，在并网时会在瞬间较大幅度降低出口电压。②对线路及变压器损耗的影响。由于风电场设备长期并网，无论是否发电，变压器都要向系统吸收一定的无功，其数量大约是变压器容量的1%—4%。此外，随着风机有功出力的变化，无功需求也在变化，当风机本身的无功补偿不足以补偿这些无功变化时，就需从电网吸收无功，这些无功在流经线路时也会引起线路损耗。风电场中的风机是分散排布的，其间隔距离较大，因此从系统吸收无功所经的线路较长，又会增加一定的线路或变压器损耗。 综上所述，风电场的无功补偿是一项有经济效益的工作，除了风机内的补偿外，在每台箱式变压器低压侧根据变压器的空载电流大小增加一组补偿电容器并长期投入，容量按照变压器空载无功功率选取： 以红松风力发电场用的1 600/ 5/ 69箱式变压器为例，空载电流为 6%，空载损耗11 kW，视在额定功率1 600 kV．A，变压器空载无功约为 37 kV -A。 另在35 kV升压站内增加无功补偿装置，以弥补由于出力变化引起的无功变化，从而起到降低线路损耗的作用。3结论 大型风力发电机组在并网时选择合适的继电保护装置、合理地调整电网电压、配备足够的无功补偿装置，就能顺利并网。理论和实践都已证明风力发电的并网过程比较简单，不会对电网产生影响。 本文选自591论文网591LW：专业 代写毕业论文 -致力于代写毕业论文，代写硕士论文，代写论文，代写mba论文，论文代写 
保险小编帮您解答，更多疑问可在线答疑。风力发电场建设中的危险源辨识与应急管理随着我国现代化进程的不断加快，对能源的需求不断增长。风能作为一种清洁、环保、可再生的新型能源受到了前所未有的青睐。根据发改委对外公布的《可再生能源发展“十一五”》规划，到2010年，我国风力发电总装机容量要达到1000万千瓦，预计到2020年要达到3000万千瓦，风电发展的黄金时期已经到来，全国在有自然条件的省份，如新疆、甘肃、内蒙及沿海的江苏等省份，“千万级风电能源基地”建设已经开始。在风力发电场的建设中建立施工安全重大危险源预警机制，完善风电场建设施工应急救援体系是贯彻落实国家《安全生产法》和国务院《建设工程安全生产管理条例》，健全和提高风电场建设施工安全管理水平，实施安全生产与应急管理的重要内容。作者有幸参与到我国风电建设队伍当中，本文结合工程实际情况，对风电场的危险源辨识与应急管理进行一些初步的探讨。1、风电场情况简介风力发电场是将自然界的风能转化为电能的场所，风力发电场通常建设在有丰富风力资源的场地上，在我国主要分布在新疆、甘肃、内蒙及山东、江苏等地区。风电场通常具有地理位置偏、自然条件差、占地面积大、技术领域宽等特点。通常风电场由风机工程、集电线路、升压站、送电线路、对端变电站扩建几大部分组成。一座5万千瓦的风力发电场，占地面积约10～20km2，通常由数量约40座风力发电机组组成，需要建设20～30公里的集电线路，占地50亩左右的升压站，和长达几十公里的送电线路及负责线路接入的对端变电站扩建工程组成。在这漫长的施工作业面上，多只队伍同时开展工作，点多面广，安全问题矛盾凸现。对于工程的安全管理组织来讲，一个施工项目是一个重大危险源，只有对各分项工程的的危险源进行辨识，在危险源辨识的基础上建立事故紧急救援体系，进行有效的应急管理，才能真正的达到“安全第一，预防为主”和“防患于未然”的目的。2、风电场的危险源辨识风力发电场的建设周期通常为8～10个月，在这期间，由于风电场建设施工作业面长，劳动力密集的特点，通常将建设过程分为基础施工、设备安装、网络组织及电气调试三个阶段，每个阶段有不同的施工特点，针对不同阶段的施工特点，进行分阶段的危险源辨识，有针对性的准备应急预案，从而进行更加科学、有效的安全管理。1基础施工阶段在基础施工阶段，各单元项目主要以基础面施工为主，在风机工程、集送电线路、升压站、对端扩建均开始基础开挖、钢筋绑扎，砼浇筑的工作。本阶段的特点是虽然作业面大，但是工作性质比较一致，特点突出，易于进行同质化管理。在本阶段，主要危险源为各型基础开挖过程中的土石方坍塌；钢筋绑扎中的金属切割、焊接及各种施工电器设备的安全保护；基础砼施工中模板与支撑、物料提升、脚手架失稳造成倒塌意外；以及施工工程车辆运行、维修、装配中造成的意外伤害。2设备安装阶段在设备的安装阶段，由于个作业面的工作差异性开始显露出来。在风机工程作业面上，风机塔筒、机舱、轮毂、叶片、箱变开始吊装，大型吊装机械的起重危害，搬运过程中的高空坠落、包括大吨位吊车的拆装、现场移动意外成为主要的危险源；在升压站及对端扩建现场，支构架开始组立，辅助设施开始建设，在高空作业中因防护措施不到位、人员未配系安全绳造成的人员踏空、滑到、失稳等意外，人员受到垂直作业面交叉作业中坠落物体的打击，还有施工中模板与支撑、物料提升、脚手架失稳造成坍塌意外是本阶段的主要危险源；在集送电线路上，铁塔开始组立，杆塔组立过程中的起重、登高、物料堆放引起的意外伤害和杆塔组件的金属切割、打孔及各种施工电器的安全保护成为主要的危险源。3网络组织及电气调试阶段在本阶段，各单元工程开始组网连接，设立清晰的施工分界点，合理的安排分界点施工工序及人员是防止因为施工分界点不明晰而造成意外责任伤害的主要手段。在集送电线路工程上，放线过程中的走向、工艺不良、拖放导线造成机械伤害，人员高空作业时安全带、安全帽的使用，安全防护设施的不到位引起高空坠物伤害成为主要危险源。升压站的辅助设施开始装修，辅助设备安装中的电气、起重危险也不能轻视。各单元工程电气调试中的触电伤害，高压设备意外伤害也是主要的危险源。4其他危险源风电场的建设通常在风能较为丰富的地区，这种地区通常是极端天气易发地区，所以在风电场建设中针对不同的季节特点所能出现的极端天气也要做好积极地应对。做好防风、防沙、防暴雨、防雷、防冻及野外的防火工作都至关重要。3、风电场建设中的安全应急管理应急管理指社会、自然、工程技术等方面突发事件的事前预防，事发应对和善后管理过程中，通过建立必要的应对机制，采取一系列的应对措施，保证人、机、物安全的活动。在风电场的建设中，由于风电场通常地理位置偏僻，人口密度小，发生极端恶劣天气的几率高，大型工程设备多等特点，主要针对极端天气和工程方面的突发事件进行管理，保证人、机、物的安全状态。在我们对风电场特点和不同阶段危险源分析的基础上，针对不同季节、不同的工作阶段，制定相应的应急预案，在应急管理中突出风电建设特点，充分体现“预防为主，常备不懈”的应急思想，保证施工的安全进行。1预防在应急管理中预防主要指通过安全管理和安全技术等手段，防止事故的发生或通过预先采取的预防措施，达到降低或减缓事故影响或后果的严重程度。在风电场的建设过程中，对各单元施工单位人员的安全教育是预防事故发生的主要手段之一，将安全教育贯穿到整个电厂的建设周期上来，针对不同的施工阶段，针对不同的施工队伍，结合各阶段对危险源的识别和季节特点，采用宣传资料，宣传片，安全问答，集中授课等多种形式对电厂建设人员进行学习教育，增强施工人员的施工中及恶劣气候条件下的自我保护能力。完善安全工器具的配备，对安全工器具配备不到位的单位进行处罚，对于配备安全工器具不使用或不能正确使用的人员进行教育、警告及处罚。由于风电场作业面大，作业点多的特点，在所有作业点均须设置遮拦、警示牌和明显标志。加强野外施工点的安全巡视，在野外施工面上尽可能减少夜间施工，如必须夜间施工的作业面必需进行备案，要保证充足照明并由安全员进行全程监控。2准备应急准备是应急管理过程中的一个极为关键的过程，他是针对可能发生的事故，为迅速有效的开展应急行动而预先所做的各种准备。在安委会的基础上成立事故应急领导小组，建立事故应急指挥体制，针对不同工作阶段的危险源特点制定事故应急预案。在风电场的建设工地，由于工地地广人稀，作业战线长的特点，应急准备中的通信和交通保障成为能否真正实现事故应急预案的关键点。在现场，应建立多套通信系统同时运行的模式，通常采用GSM、CDMA、固话、专用无线电台四套通信系统同时使用，互为备用的模式，设立专用的应急响应固定电话，公布电话号码；安全员配备GSM/CDMA双模手机与对讲机，各工队负责人采用手机，对讲机互为备用模式，建立较为可靠的通信保障。在交通保障方面，采用专用保障车辆和工地所有施工统一指挥的互备模式。专用保障车辆配备专用司机，不得因其他原因擅自调动；将所有工程车辆首先覆盖在上述的通信系统之下，以便于在应急情况下的调度和应付可能出现的交通接力。有了通信和交通的保证，并对预先制定事故应急预案进行演练，在演习基础上完善预案，做好应急准备的各项工作。3响应和恢复应急响应是在事故发生后立即采取应急与救援行动，实施已经过演练的事故应急预案。并在事故发生后的马上将事故的影响区域恢复到安全的状态，并逐步恢复到正常状态。在风电场的建设中，由于工作面点多线长，通常在事故发生后首先对现场进行封闭，充分研究事故原因并制定相应对策后再开封现场，充分保证安全的情况下恢复施工。4结语在我国大步迈向现代化的今天，大规模的工程建设在各条战线上如火如荼地展开，与此同时，工程安全问题也被国家高度重视，国务院确定2009年为“安全生产年”，并将安全生产月的主题定为“关爱生命，安全发展”。本文叙述结合了作者本人在风电场建设中安全管理中的一点积累，希望能为千万同行提供点滴参考，共同为“以人为本，安全第一”的安全大厦添砖加瓦。
