浅谈陆上风电场升压站优化设计
舒岳水
珠海华成电力设计院有限公司
【摘 要】随着风电装机规模的不断扩大，风电发展不光遇到了并网难而大量弃风的问题，目前对于风电电价下调也引起了争议，所以在建设过程中如何优化设计降低建设成本，始终是风电企业的关注点之一。本文以华润连州风电场项目为例，从配电装置选型布置、站内生产生活建筑、升压站总平面布置、站址用地等方面谈谈陆上风电场升压站的优化设计。
【关键词】陆上风电场 升压站 优化设计
0 引言
风能作为一种清洁的可再生能源受到了各国的青睐，2013年我国并网风电装机再度位居世界首位。对于中国北方地区频繁出现雾霾天气，为切实改善空气质量，国务院于2013年9月印发《大气污染防治行动计划》，其中明确提出要加快调整能源结构，增加清洁能源供应。党的十八届三中全会提出大力推进生态文明改革，推进绿色、循环、低碳发展，风电行业整体状况将逐步好转，有望进一步回暖。
近年来风电设备制造已基本实现国产化，风电技术更加成熟，虽然风电场建设成本已大幅下降，但随着风电装机规模的不断扩大，风电发展遇到了并网难而大量弃风的问题，目前对于风电电价下调更是引起了争议，所以在建设过程中如何优化设计降低建设成本，始终是风电企业的关注点之一。
截至目前，华润新能源控股有限公司在广东省的风电装机容量在各大开发商中位居前列。本文以业主单位提供的风电场升压站典型设计、国家电网公司组编的升压变电站典型设计方案，结合连州风电场升压站项目实例，从配电装置选型布置、站内生产生活建筑、升压站总平面布置、站址用地等方面谈谈陆上风电场升压站的优化设计。
1 工程概况
华润连州风电场项目位于广东省连州市北部低山地带，南北向宽约5km，东西向长约12km。场址地貌均为山地及盆地，山势不甚连贯，山头较多，场址海拔介于550m～800m之间。
连州风电场项目总占地面积约为74k㎡，终期规划装机规模约200MW，分两期建设，每期规模均约为100MW。风电场首期位于连州市最北端的大路边镇和星子镇，分别称为燕喜、泉水风电项目，每个项目本期装机规模均为49.8MW，共规划装设50台风机，其中48台单机容量为2MW，2台单机容量为1.8MW，总容量99.6MW。
连州风电场配套建设110kV升压站一座，110kV升压站站址位于风电场场址东南部，距离岭山110kV变电站约14km，接入条件十分便利。站址现状用地及其周边为相对平坦的旱地，站址附近地面高程介于470m～490m之间，地势相对平坦。
考虑到可靠性及风力发电机组全年满发时间不长，根据《风力发电场设计技术规范》(DL/T 5383-2007)第6.3.2条第3点第2款，“选择主变压器容量时，考虑风力发电场负荷率较低的实际情况，及风力发电机组的功率因数在1左右，可以选择等于风电场发电容量的主变压器。”经多个
方案对比，首期工程选用1台容量为100MVA 的主变压器，升压站内预留一台主变压器位置。连州风电场升压站建设规模如表1所示。
表1 连州风电场升压站建设规模
2 配电装置选型布置
目前的风电场升压站设计中，110kV 配电装置常用的型式有：常规敞开瓷柱式电气设备（AIS）、气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）。这两种型式都分为户外与户内两种布置方式。
虽然户外AIS 布置型式占地面积较大，但设备投资相对较省，在用地条件允许的情况下非常适合采用，所以应用也最为广泛。
GIS 布置型式占地面积相对较小，能有效避免污染，运行维护及检修方便，虽然造价相对较高，但随着设备国产化、征地日益困难，GIS 设备的应用也越来越广泛。
在比选连州风电场升压站方案时，以户外AIS 与户外GIS 两种方式进行对比，主要从节约用地、方便运行维护、节省造价等方面进行考虑。如图2-1、图2-2所示，采用两台100MVA 主变压器户外GIS 布置方式（方案一），用地面积约为1935.7㎡；而采用四台50MVA 主变压器户外AIS 布置方式（方案二），用地面积约3640㎡。方案一相比方案二，节省用地约1704.3㎡，综合升压站场地三通一平、征地方面的造价，方案一相比方案二节省造价约45万元。故推荐采用户外GIS
形式。
图2-1 两台100MVA 主变压器、户外GIS 布置方式（方案一） 序号
项目名称 本期规模 远景规模 1
主变压器 1×100MVA 2×100MVA 2
110kV 出线 1回 3回 3
35kV 出线 6回 12回 4 动态无功补偿 20Mvar 40Mvar
图2-2 四台50MVA主变压器、户外AIS布置方式（方案二）
3 站内生产生活建筑布置
目前风电场人员配置没有统一要求，运行管理方式也各不相同。因为风电场、升压站一般都远离城市，所以运行维护人员一般长期生活其中，与电网内的变电站相比：升压站内增加了站前区，站前区考虑了停车场地、运行维护人员的活动场所；综合楼的功能房间也相应增多。
由国家电网公司组编的升压变电站典型设计中，一般220kV及以下升压站按50MVA规模风场13人配置，100MVA规模风场15人配置，200MVA规模风场20人配置，300MVA规模风场25人配置。
连州风电场终期规划装机规模约200MW，结合业主要求，运行维护人员按20人考虑。
升压站内建筑平面整体布局及内部空间设计在考虑工艺要求的前提下，根据不同使用功能，合理进行分区，避免流线交叉，以减少生产、生活的相互干扰。升压站内布置的建筑物主要有：综合楼、35kV配电装置楼、消防泵房。
综合楼共四层，综合考虑了运行维护人员办公、生活需求，设有办公室、会议室、备品备件室、更衣室、通信室、宿舍（含套间）、晾衣房、厨房和餐厅，在二层布置了监控室以监控风电机组设备运行。
35kV配电装置楼为单层建筑，布置有35kV配电室、继保与通信室、接地变室、站用变室以及蓄电池室。35kV配电装置楼平面布置图详见图3-1。
图3-1 35kV配电装置楼平面布置图
