第一课 风电场电力系统概述

风电场电气知识随着人们对可再生能源的需求与日俱增，风能作为一种清洁且可持续的能源形式备受关注。

风电场作为利用风能发电的重要设施，在电气知识方面有着独特的要求和特点。

本文将从风电场电气系统的组成、运行原理、控制与保护等方面进行探讨。

一、风电场电气系统的组成风电场的电气系统主要由风力发电机、变压器、变流器、电缆和开关设备等组成。

风力发电机是风电场的核心设备，它将风能转化为电能。

变压器用于将发电机输出的低压交流电升压为输电所需的高压电。

变流器则将交流电转化为直流电，以适应电网的要求。

电缆和开关设备用于输送和分配电能，并在必要时进行控制和保护。

二、风电场的运行原理风电场的运行原理可以简单概括为风能转化为机械能，再通过发电机转化为电能，最终接入电网供电。

当风吹过风力发电机的叶片时，叶片会受到气流的作用力而转动。

叶片的转动带动发电机转子旋转，通过电磁感应原理，将机械能转化为电能。

发电机输出的电能经过变压器升压后，通过变流器转化为直流电，再通过逆变器转化为交流电，最终与电网连接，供给用户使用。

三、风电场的控制与保护风电场的控制与保护是确保其安全稳定运行的关键。

控制系统主要包括风速控制、功率控制和电网控制等。

风速控制通过调节叶片角度或变桨系统控制风力发电机的转速，以适应不同的风速。

功率控制则根据电网需求，控制发电机的输出功率，保持与电网的稳定连接。

电网控制则负责监测和调节风电场与电网之间的电压、频率等参数，确保电能的稳定传输。

保护系统主要包括过流保护、过压保护和接地保护等。

过流保护用于检测风电场电气设备中的电流异常，一旦发现过流情况，保护系统会及时切断电路，以防止设备损坏。

过压保护则是在电压超过设定值时，保护系统会自动切断电路，以避免设备损坏或事故发生。

接地保护则是通过监测电气设备的接地情况，一旦发现接地故障，保护系统会及时切断电路，以确保人身安全和设备的正常运行。

风电场电气知识的掌握对于保证风电场的安全运行至关重要。

风电场输电知识点总结一、概述风电场输电是指将在风电场中产生的电能输送到电网中，以满足城乡居民和工业用电需求。

随着风能的开发利用不断增加，风电场输电技术也在不断完善和发展。

风电场输电技术的发展不仅对保障我国能源安全具有重要意义，也是我国电力行业的一个重要发展方向。

为了更好地理解风电场输电知识点，下面将对此进行总结和归纳。

二、风电场输电系统组成风电场输电系统主要由风力发电机组、变压器、输电线路和配电系统组成。

其中，风力发电机组是风电场的核心设备，是将风能转化为电能的关键部件。

而变压器则是用来改变输电线路的电压，在输电过程中起到重要的作用。

输电线路是将电能输送到变电站或用户用电载体的主要通道，而配电系统则负责将输送到变电站的电能分配到用户用电载体上。

三、风电场输电系统设计风电场输电系统的设计需要考虑多方面的因素，如风场的模式布局、变电站容量、输电线路的布设情况等。

在风电场的模式布局上，风电场应尽量不影响当地的生态环境和自然风貌，同时要考虑到输电线路的布设情况以及用户用电需求。

在变电站容量上，应根据风电场的装机容量、风电场和电网的接口情况、风电场的发电可靠性等因素来确定变电站的容量。

在输电线路的布设情况上，需要考虑到输电线路的输电损耗、输电线路的运行可靠性、输电线路的维护和检修、输电线路的敷设环境等因素。

四、风电场输电系统技术风电场输电系统技术主要包括风力发电机组技术、变压器技术、输电线路技术和配电系统技术。

风力发电机组技术是风电场输电系统的核心技术，关系到风能的转化效率和电能的质量。

变压器技术主要是关于变压器的选型和设计，以保证风电场输电系统的安全稳定运行。

输电线路技术主要是关于输电线路的输电损耗和输电线路的敷设方式。

配电系统技术主要是关于配电系统的自动化控制和配电系统的运行管理。

五、风电场输电系统运行管理风电场输电系统的运行管理主要包括风电场发电运行管理、输电线路运行管理、变电站运行管理和配电系统运行管理。

第一讲风电场与电网的连接1.1 含风电场的现代电力系统1.2 电网结构及其特征1.2.1对电网结构的要求1.2.2各层次电网结构简介1.3 风电场接入电力系统的方案1.3.1直接交流联网1.3.2常规高压直流（HVDC）联网1.3.3轻型高压直流（HVDC Light）联网方案风能利用——从古到今分布在山脊上的风力发电机5000千瓦风力发电机投运了n2005-2-15中国电力网站n位于德国汉堡西北60公里处，德国REpower公司的5000千瓦风力发电机于2月3日投运。

该风电机转子直径126米、控制盘高120米。

REpower公司称5000千瓦风电机是为沿海风电场设计的，先在陆地上测试。

据报道称，在这座风电机旁边是一座核电厂。

图为德国REpower公司的5000千瓦风力发电机。

（林西）1.1 含风电的现代电力系统发电厂与电力系统电力系统组成n电力系统基本组成部分G-电力信息系统电力交易系统M 发18kV输500kV变110kV配10kV用0.4kV动态电力系统现代电力系统的三个基本系统n能量变换、传输、分配和使用的一次系统，即发电、输电、变电、配电和用电，我们称之为物流系统。

对于物流系统，我们侧重研究能量转化和变换、电能传输和分配以及电力系统可靠、稳定、安全、经济运行的规律；n保障电力系统可靠、稳定、安全和经济运行的监控、保护、自动控制、调度自动化等组成的能量管理系统，我们称之为信息流系统。

对信息流系统我们主要研究如何获得物流系统的各种状态的特征信息，研究这些信息的获取、传输、处理、和应用，这个系统主要有传感器、通信网络和计算机构成。

n电能量的交易系统，我们称之为货币流系统。

对货币流系统我们主要研究电能这种特殊商品，如何通过市场进行交易，电能如何定价，在市场运营下如何保障电力系统可靠、稳定、安全和经济运行。

电力系统的特点n电能生产、传输和使用具有鲜明的系统性，这是由电能系统的本质决定的n迄今为止未能实现工业规模、大容量的电能存储，电能的生产与消费几乎在同一瞬间内完成，发电、输电、变电、配电、用户组成了始终处于连续工作和动态平衡的不可分割的整体；n电能供应系统和用户处于相互影响、相互制约之中，电能供应系统要适应用户对电能需求的随机变化，向用户连续不断地提供质量合格、价格便宜的电能。

风电发电场介绍一、电力基础知识（一）电力系统概述（二）三相交流电1、u(t)=Um sin(ωt+φ) i(t)=Im sin(ωt+φ)电压幅值Um，角频率ω=2πf，初相角φ三、有功功率和无功功率：S=UI=√(P^2+Q^2 )P=ScosφQ=Ssinφ在电网对用户输电的过程中，电网要提供给负载的电功率有两种：有功功率和无功功率。

有功功率（P)是指保持设备运转所需要的电功率，也就是将电能转化为其它形式的能量（机械能，光能，热能等）的电功率；而无功功率（Q）是指电气设备中电感、电容等元件工作时建立磁场所需的电功率。

无功功率比较抽象，它主要用于电气设备内电场与磁场的能量交换，在电气设备（电路系统）中建立和维护磁场的功率。

它不表现对外做功，由电能转化为磁能，又由磁场转化为电能，周而复始，并无能量损耗。

特别指出的是无功功率并不是无用功，只是它不直接转化为机械能、热能为外界提供能量，作用却十分重要。

电机运行需要旋转磁场，就是靠无功功率来建立和维护的，有了旋转的磁场，才能使转子转动，从而带动机械的运行。

变压器也需要无功功率，才能使一次线圈产生磁场，二次线圈感应出电压，凡是有电磁线圈的电气设备运行都需要建立磁场，然而建立及维护磁场消耗的能量都来自无功功率，没有无功功率电机不能转动、变压器不能运行、电抗器不能工作、继电器不会动作，所有设备中的磁场无法建立，电气设备也就不会运行。

因此供电系统中除了对用户提供有功功率，还要提供无功功率，两者缺一不可，否则电气设备将无法运行。

功率因数电网的电力负荷中的电气设备都是由电感、电容、电阻等元件组合而成，既有感性负载又有容性负载如电机、变压器、电抗器等，感性负载的电压与电流的相量间存在一个相位差，通常用相位角的余弦cosφ来表示，cosφ称为功率因数，P-有功功率，KW; Q-无功功率，KVar; S-视在功率，KVA;功率因数的大小，反映了电网系统中电源输出的视在功率的有效利用程度，为了提高电网系统中电能输送质量，希望功率因数越大越好。