栏目主持杨留名
发电与变电
《农村电工》2010年第3期
浅谈
1
风力发电系统的组成
风力发电系统的
（030800）山西省太谷供电支公司
张
组成及设计
巍
现机组与风能资源最佳匹配。风电场容量系数是风电场一段时间内的实际发电能量与这段时间内的额定发电能量的比值，它等价于风电场在一段时间内满负荷工作的时间，代表了风电场总的发电情况。对特定的风电场来讲，风力机的选型具有举足轻重的作用，风力机参数对容量系数影响很大，良好的风力机选型就是要使风力机与风电场优化匹配，以最大限度地利用风能，产生最好的经济效益。
风力发电机组是实现风能转换成电能的设备，通常包括风轮机、传动机构、发电机、自动控制装置以及支撑铁塔等。
风轮机的作用是将风能转换为机械能，它由气动性能优异的2~3个叶片装在轮毂上所组成，低速转动的风轮通过传动系统由增速齿轮箱增速，将动力传递给发电机。风轮机按照风轮旋转轴在空间的方向可分为水平轴和垂直轴两大类。目前大型风力发电机组多采用水平轴。水平轴风轮机叶片有定桨距调节型和变桨距调节型。定桨距是指桨叶与轮毂的连接是固定的，桨距角固定不变，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化，优点是简单可靠。变桨距是指安装在轮毂上的叶片通过控制装置可以改变其桨距角的大小，能够尽可能多地吸收风能转化为电能。变桨距调节的优点是桨叶受力较小，桨叶较为轻巧，缺点是结构比较复杂，故障率相对较高。
自动控制装置是风力发电机组的关键部件，其控制着风力发电机组的工作功能和安全保护功能的实现。自动控制的工作功能主要有：在风速达到设定的启动风速时，风力机自动启动并带动发电机开始运转；当风向变化时，水平轴风力机自动跟踪风向变化以实现自动对风；当风速超过最大的设定风速或风力机的风运转。
风力发电机组的发电机可采用直流发电机、同步发电机、异步发电机等多种类型。直流发电机常用于小型风力发电机组，同步发电机和异步发电机在大中型风力发电机组中广泛应用。同步发电机能够提供自身磁场电流，但成本高，并网复杂。异步发电机在转速超过同步转速情况下以发电方式运行，将风轮机的机械能转化为电能，并向电网输送有功功率，但它需从电网吸收无功功率建立磁场，不具有电压及无功调节能力。异步发电机结构简单，成本低，易并网，且无振荡，在大型风电场中多采用异步发电机。
2.2风电机组单机容量范围的选择
以某风力发电场为例，根据风能资源分析结果，风
电场适宜选择IEC 等级在Ⅲc 类及以上风电机组。鉴于拟选场址地处山区，道路崎岖，地势起伏较大的地理状况，结合当前风电机组的制造水平、技术成熟程度、目前供货能力及机组国产化率程度，本风场选用
WTG750A ，WTG850A ，WTG850B 三种机型做方案比选。标准状态下各机组功率曲线如图1所示。
功率/k W
轮转速超过规定的最大转速时，风力机自动制动停止
图1标准状态下各发电机组功率曲线图
WTG750A 为恒速定桨距失速型风力发电机。这种
风力发电机组结构简单，运行可靠，由于其转速基本不变，风力发电机组运行在最佳状态下的概率比较小，因而其发电能力较新型风力发电机组低，并且需要从电力系统中吸收一定的无功功率才能正常运行，故采用在机端并联补偿电容器等方法，满足电网对其功率因数的要求。
2风力发电系统设计时考虑的重点2.1风电场的优化规划设计
风力发电机组的输出功率既与所在风电场的风速分布特性有关，又与所选用的风力机机型有关。因此，在风电场的规划设计中，风电场风能资源评估和风力机机型选择是其关键问题。
风电场设计时，根据风电机组安装受到空间约束以及电网电能需求约束，在给定的风电机组型号中，实
农电专递
WTG850A 与WTG850B 为近年来开发的并且迅
速在国内外投入运行的双馈感应型风力发电机组。这种风力发电机的转子采用了交流励磁，可以通过调节励磁电流的频率、幅值等参数调节发电机的有功和无功出力，其功率因数的调整范围为-0.95~0.95，并根据电网的需要发出或者吸收无功功率，以改善当地电网的电压质量。由于可以随着风速的变化变速运行，使机组始终接近于最佳运行工况，捕获更多的风能，从而提
为进一步提升农村安全用电水平，近日安徽省涡阳供电公司开展了向全县偏远农村地区“农家书屋”赠送电力报刊、图书活动，让广大农民朋友不出家门就能学到安全用电知识。（娄延旭）
31
《农村电工》2010年第3期
变电站设备巡视工作是运行管理的一个重要组成部分，它是检查设备运行状况、掌握设备运行规律、确保设备安全运行必不可少的基础工作。但是，目前部分运行人员对巡视工作的重视程度还不够，巡视质量得不到保证，给安全运行埋下了隐患。如何加强运行人员对设备巡视的重视程度，增强设备巡视意识，提高巡视质量，笔者现结合我局的运行管理经验，谈几点意见供参考。
（1）重视思想教育，加大奖惩力度，提高运行人员的巡视质量和巡视积极性。每个运行岗位人员都承担着安全生产责任，都应该牢固树立安全生产意识。班组长应时刻给运行人员敲警钟，使运行人员首先从思想上重视设备巡视工作；另一方面，加强考核，实施奖惩制度，对巡视不到位者进行处罚。
（2）科学合理地安排站内巡视。要对变电站的每台设备认认真真地巡视一遍，其工作量也比较大，因此运行人员有时会有减少巡视次数，减少巡视设备的现象。鉴于此，在站高了风力发电机组的发电能力。
发电与变电
栏目主持杨留名
如何搞好
变电站设备
巡视工作
陈艳英
孙
刚
“√”，以避免漏项。
（4）利用远红外测温仪提高巡视质量。变电站的设备巡视一般是目测、手摸和耳听设备的运行情况，其中又以目测为主。但目测的方法有着很大的局限性，对一些有发展性的缺陷较难准确发现，特别是一些在运行中较易发热的设备缺陷，要等到设备发热到一定程度后才能被发现，这样就给设备缺陷的及时发现和处理造成延误。在设备巡视中利用红外测温仪解决上述问题，能在很大程度上提高运行人员发现设备缺陷的能力，特别是在迎峰度夏（冬）和重大节假日期间可大大提高供电可靠性。
2009-12-05收稿
（461200）河南省鄢陵县电业局
内不同地点的端子箱内放置了巡视卡片，巡视人员每巡视一次都要签名，变电站站长定期或不定期检查，特别是一些较大的变电站，面积比较大，巡视人员走不到位，有些设备有漏巡视的现象。在不同地点放置了巡视卡后，有效地提高了巡视质量。
（3）实现巡视标准化。由于设备巡视的内容比较多，如果不能合理安排巡视顺序，运行人员在巡视时很容易漏项，造成巡视不全面。为避免这种情况，实施了填写标准化巡视卡。将所巡视项目、巡视内容做成一张卡，运行人员对照卡上内容逐项进行巡视，巡视一项即在该项打
资费用中风电机组的设备投资占风电场总投资的比重较大。风电场平均年净发电能量随着轮毂高度的增加而出现不同程度的增加，但随之增加的还有机组塔筒费用和基础费用（主要体现在塔架上）。因此，增加的塔筒费用与发电能量增量的综合效益是选择轮毂高度的重要指标。WTG850A 与WTG850B 两种机型不同轮毂高度的年净发电能量及初步经济比较见表2。
表2
机型
2.3机型的选择
仍以上述风电场为例，工程建设规模为20～50
MW ，工程选在旅游风景区附近。由于场址内可利用风
资源主要集中在山梁一带，可利用的风能资源有限，因此，在可利用的资源状况下，选择适合本风电场的最佳机型是至关重要的。本着充分利用该地风能资源，实现装机规模最大、经济效益最优的设计目标，用Wind -
各机型不同轮毂高度时的初步经济比较表
轮毂高度
farmer 软件初步计算上述三种机型在拟选场址内的装
机规模，以发电能量增加不明显时作为最终优化结果，结果见表1。
表1
机型
/m5565556065
装机容量年净发电能量/MW·/GWh 机组千瓦时
造价/元
最大装机容量对比表
台数
最大装机容量/MW
WTG850A 34.85
107.351110.23999.683101.525102.460
0.0850.0860.1150.1170.119
WTG750A WTG850A WTG850B 45414333.7534.8536.55
WTG850B 36.55
根据表2中机组千瓦时造价指标，WTG850A 与
由表1可见，由于WTG750A 机组单机容量较低，且与风电场的IEC 等级匹配性较其他两种机型差，在可利用资源及场地有限的状况下，WTG750A 机组装机容量最低，不利于在拟选场址内实现装机规模最大的建设目标。因此，与风电场特性接近且单机容量大的机组更能充分利用风能资源，故重点考虑WTG850A 与
WTG850B 两种机组宜选择55m 高为本风电场的轮毂
安装高度。
针对该风电场风能资源可利用区域分布分散的特点，相对于同一安装地点，扫风面积大的机组能更多地捕获风能，从表2中两机组在推荐轮毂高度时的年净发电能量，也可以看出WTG850A 因其叶片较长、启动风速低的原因略优于WTG850B 机组，因此，WTG850A 机组更能充分利用该风场内的风能资源。
2009-12-17收稿
WTG850B 机组。
2.4轮毂高度的选择
由已建成风电场的建设投资经验表明，一次性投
农电专递
连日来，江西省宁都县供电公司开展“电力优质服务进政府、进园区、进厂矿和进社区”活动，为客户检修156次，排除安全隐患161处，解答用电疑难69项，以不断推进电力行风建设。（魏惠江）
栏目主持杨留名
发电与变电
《农村电工》2010年第3期
浅谈
1
风力发电系统的组成
风力发电系统的
（030800）山西省太谷供电支公司
张
组成及设计
巍
现机组与风能资源最佳匹配。风电场容量系数是风电场一段时间内的实际发电能量与这段时间内的额定发电能量的比值，它等价于风电场在一段时间内满负荷工作的时间，代表了风电场总的发电情况。对特定的风电场来讲，风力机的选型具有举足轻重的作用，风力机参数对容量系数影响很大，良好的风力机选型就是要使风力机与风电场优化匹配，以最大限度地利用风能，产生最好的经济效益。
风力发电机组是实现风能转换成电能的设备，通常包括风轮机、传动机构、发电机、自动控制装置以及支撑铁塔等。
风轮机的作用是将风能转换为机械能，它由气动性能优异的2~3个叶片装在轮毂上所组成，低速转动的风轮通过传动系统由增速齿轮箱增速，将动力传递给发电机。风轮机按照风轮旋转轴在空间的方向可分为水平轴和垂直轴两大类。目前大型风力发电机组多采用水平轴。水平轴风轮机叶片有定桨距调节型和变桨距调节型。定桨距是指桨叶与轮毂的连接是固定的，桨距角固定不变，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化，优点是简单可靠。变桨距是指安装在轮毂上的叶片通过控制装置可以改变其桨距角的大小，能够尽可能多地吸收风能转化为电能。变桨距调节的优点是桨叶受力较小，桨叶较为轻巧，缺点是结构比较复杂，故障率相对较高。
自动控制装置是风力发电机组的关键部件，其控制着风力发电机组的工作功能和安全保护功能的实现。自动控制的工作功能主要有：在风速达到设定的启动风速时，风力机自动启动并带动发电机开始运转；当风向变化时，水平轴风力机自动跟踪风向变化以实现自动对风；当风速超过最大的设定风速或风力机的风运转。
风力发电机组的发电机可采用直流发电机、同步发电机、异步发电机等多种类型。直流发电机常用于小型风力发电机组，同步发电机和异步发电机在大中型风力发电机组中广泛应用。同步发电机能够提供自身磁场电流，但成本高，并网复杂。异步发电机在转速超过同步转速情况下以发电方式运行，将风轮机的机械能转化为电能，并向电网输送有功功率，但它需从电网吸收无功功率建立磁场，不具有电压及无功调节能力。异步发电机结构简单，成本低，易并网，且无振荡，在大型风电场中多采用异步发电机。
2.2风电机组单机容量范围的选择
以某风力发电场为例，根据风能资源分析结果，风
电场适宜选择IEC 等级在Ⅲc 类及以上风电机组。鉴于拟选场址地处山区，道路崎岖，地势起伏较大的地理状况，结合当前风电机组的制造水平、技术成熟程度、目前供货能力及机组国产化率程度，本风场选用
WTG750A ，WTG850A ，WTG850B 三种机型做方案比选。标准状态下各机组功率曲线如图1所示。
功率/k W
轮转速超过规定的最大转速时，风力机自动制动停止
图1标准状态下各发电机组功率曲线图
WTG750A 为恒速定桨距失速型风力发电机。这种
风力发电机组结构简单，运行可靠，由于其转速基本不变，风力发电机组运行在最佳状态下的概率比较小，因而其发电能力较新型风力发电机组低，并且需要从电力系统中吸收一定的无功功率才能正常运行，故采用在机端并联补偿电容器等方法，满足电网对其功率因数的要求。
2风力发电系统设计时考虑的重点2.1风电场的优化规划设计
风力发电机组的输出功率既与所在风电场的风速分布特性有关，又与所选用的风力机机型有关。因此，在风电场的规划设计中，风电场风能资源评估和风力机机型选择是其关键问题。
风电场设计时，根据风电机组安装受到空间约束以及电网电能需求约束，在给定的风电机组型号中，实
农电专递
WTG850A 与WTG850B 为近年来开发的并且迅
速在国内外投入运行的双馈感应型风力发电机组。这种风力发电机的转子采用了交流励磁，可以通过调节励磁电流的频率、幅值等参数调节发电机的有功和无功出力，其功率因数的调整范围为-0.95~0.95，并根据电网的需要发出或者吸收无功功率，以改善当地电网的电压质量。由于可以随着风速的变化变速运行，使机组始终接近于最佳运行工况，捕获更多的风能，从而提
为进一步提升农村安全用电水平，近日安徽省涡阳供电公司开展了向全县偏远农村地区“农家书屋”赠送电力报刊、图书活动，让广大农民朋友不出家门就能学到安全用电知识。（娄延旭）
31
《农村电工》2010年第3期
变电站设备巡视工作是运行管理的一个重要组成部分，它是检查设备运行状况、掌握设备运行规律、确保设备安全运行必不可少的基础工作。但是，目前部分运行人员对巡视工作的重视程度还不够，巡视质量得不到保证，给安全运行埋下了隐患。如何加强运行人员对设备巡视的重视程度，增强设备巡视意识，提高巡视质量，笔者现结合我局的运行管理经验，谈几点意见供参考。
（1）重视思想教育，加大奖惩力度，提高运行人员的巡视质量和巡视积极性。每个运行岗位人员都承担着安全生产责任，都应该牢固树立安全生产意识。班组长应时刻给运行人员敲警钟，使运行人员首先从思想上重视设备巡视工作；另一方面，加强考核，实施奖惩制度，对巡视不到位者进行处罚。
（2）科学合理地安排站内巡视。要对变电站的每台设备认认真真地巡视一遍，其工作量也比较大，因此运行人员有时会有减少巡视次数，减少巡视设备的现象。鉴于此，在站高了风力发电机组的发电能力。
发电与变电
栏目主持杨留名
如何搞好
变电站设备
巡视工作
陈艳英
孙
刚
“√”，以避免漏项。
（4）利用远红外测温仪提高巡视质量。变电站的设备巡视一般是目测、手摸和耳听设备的运行情况，其中又以目测为主。但目测的方法有着很大的局限性，对一些有发展性的缺陷较难准确发现，特别是一些在运行中较易发热的设备缺陷，要等到设备发热到一定程度后才能被发现，这样就给设备缺陷的及时发现和处理造成延误。在设备巡视中利用红外测温仪解决上述问题，能在很大程度上提高运行人员发现设备缺陷的能力，特别是在迎峰度夏（冬）和重大节假日期间可大大提高供电可靠性。
2009-12-05收稿
（461200）河南省鄢陵县电业局
内不同地点的端子箱内放置了巡视卡片，巡视人员每巡视一次都要签名，变电站站长定期或不定期检查，特别是一些较大的变电站，面积比较大，巡视人员走不到位，有些设备有漏巡视的现象。在不同地点放置了巡视卡后，有效地提高了巡视质量。
（3）实现巡视标准化。由于设备巡视的内容比较多，如果不能合理安排巡视顺序，运行人员在巡视时很容易漏项，造成巡视不全面。为避免这种情况，实施了填写标准化巡视卡。将所巡视项目、巡视内容做成一张卡，运行人员对照卡上内容逐项进行巡视，巡视一项即在该项打
资费用中风电机组的设备投资占风电场总投资的比重较大。风电场平均年净发电能量随着轮毂高度的增加而出现不同程度的增加，但随之增加的还有机组塔筒费用和基础费用（主要体现在塔架上）。因此，增加的塔筒费用与发电能量增量的综合效益是选择轮毂高度的重要指标。WTG850A 与WTG850B 两种机型不同轮毂高度的年净发电能量及初步经济比较见表2。
表2
机型
2.3机型的选择
仍以上述风电场为例，工程建设规模为20～50
MW ，工程选在旅游风景区附近。由于场址内可利用风
资源主要集中在山梁一带，可利用的风能资源有限，因此，在可利用的资源状况下，选择适合本风电场的最佳机型是至关重要的。本着充分利用该地风能资源，实现装机规模最大、经济效益最优的设计目标，用Wind -
各机型不同轮毂高度时的初步经济比较表
轮毂高度
farmer 软件初步计算上述三种机型在拟选场址内的装
机规模，以发电能量增加不明显时作为最终优化结果，结果见表1。
表1
机型
/m5565556065
装机容量年净发电能量/MW·/GWh 机组千瓦时
造价/元
最大装机容量对比表
台数
最大装机容量/MW
WTG850A 34.85
107.351110.23999.683101.525102.460
0.0850.0860.1150.1170.119
WTG750A WTG850A WTG850B 45414333.7534.8536.55
WTG850B 36.55
根据表2中机组千瓦时造价指标，WTG850A 与
由表1可见，由于WTG750A 机组单机容量较低，且与风电场的IEC 等级匹配性较其他两种机型差，在可利用资源及场地有限的状况下，WTG750A 机组装机容量最低，不利于在拟选场址内实现装机规模最大的建设目标。因此，与风电场特性接近且单机容量大的机组更能充分利用风能资源，故重点考虑WTG850A 与
WTG850B 两种机组宜选择55m 高为本风电场的轮毂
安装高度。
针对该风电场风能资源可利用区域分布分散的特点，相对于同一安装地点，扫风面积大的机组能更多地捕获风能，从表2中两机组在推荐轮毂高度时的年净发电能量，也可以看出WTG850A 因其叶片较长、启动风速低的原因略优于WTG850B 机组，因此，WTG850A 机组更能充分利用该风场内的风能资源。
2009-12-17收稿
WTG850B 机组。
2.4轮毂高度的选择
由已建成风电场的建设投资经验表明，一次性投
农电专递
连日来，江西省宁都县供电公司开展“电力优质服务进政府、进园区、进厂矿和进社区”活动，为客户检修156次，排除安全隐患161处，解答用电疑难69项，以不断推进电力行风建设。（魏惠江）