天润牛新堡风电场MSVC改造方案.doc

天润牛新堡风电场改造方案天润牛新堡风电场MSVC改造方案北京三得普华科技有限责任公司2011年12月目录一前言3二 改造原理说明4三 施工方案61.方案概述62.施工说明8一前言建设可持续发展的社会是中国的一项基本国策，清洁能源、可再生能源等高新技术得到了国家的大力推广与政策支持，风电事业在这个背景下迅猛发展。然而，风能资源的不稳定性对电网的安全稳定运行带来了一些负面影响，尤其是在风电密集接入电网地区。风电场在发电状态下功率因数较高，停风状态下保持与电网联接并从系统吸收无功，在满发时无功会抬高风机出口电压。在这些情况下，如果无功补偿装置的响应速度足够，就会帮助电网度过这个异常过程。为此，国家电网公司、国家电网西北电力调控分中心分别下发了文件防止风电大规模脱网重点措施，在第4.4条中明确指出：“风电场并网运行时，应确保场内无功补偿装置的动态部分投自动调整功能、且动态补偿响应时间不大于30ms”。风电并网运行反事故措施要点中要求：“风电场无功动态调整的响应速度应与风电机组高电压穿越能力相匹配，确保在调节过程中风电机组不因高电压而脱网。”安装于风场的普通MSVC装置响应时间在100ms到300ms之间，不能满足其对无功补偿装置响应速度的需求。整体更换响应时间不达标的MSVC装置需耗费巨大的人力物力，并造成资源的严重浪费。而仅改造MCR的励磁部分便可使成套设备的响应时间达到30ms以内，无疑是一种经济可靠、适于推广的方案。二 改造原理说明MCR的发展基于磁阀概念的提出以及控制技术与电力电子技术的创新应用，通过改变直流激磁进而改变铁心的饱和程度，从而达到平滑调节无功输出的目的。其铁芯结构如图1所示。图1 MCR铁芯结构普通MCR励磁用的是小功率可控硅，属于半控器件，一个正弦波（20ms）只能导通一次，其接线图如图2所示。图2 普通MCR接线图快速MCR利用电容与电感的谐振现象，将电容内储藏的能量以谐振的方式快速搬运到铁心中，实现快速励磁；利用阻容吸收电路，快速吸收铁心内多余的能量，实现快速退磁。其接线图如图3所示。图3 快速MCR接线图对比图2和图3可知，将普通MCR改造成快速MCR，只需更换励磁装置、加装三相隔离取电变压器、更换本地端子箱、更换主控制器，并按照图纸及现场情况重新连接一次、二次电缆。三 施工方案1. 方案概述天润牛新堡风电需进行改造的设备为泰开电气生产的容量为12500KVar的普通MSVC，其中 MCR容量为12500Kvar，电容器组容量10000Kvar。将其改造为快速MSVC所需的设备及施工量如表1所示。改造后设备需实现自动调节，远动以及响应时间达到30ms以内。表1 普通MCR改造为快速MCR所需设备及施工设备部分序号设备名称型号单位数量1有源整流快速励磁装置SP-0200L台12MCR本体就地端子箱SP-0200D台13取电变压器ZL-228/35台14测控保护屏SP-0200K台15材料及附件套1工程量（20天左右）1拆除原有普通励磁装置2取电变压器基础施工3安装快速励磁和取电变压器4一、二次电缆连接5设备整机调试初步预计新增二次线缆为：2路励磁用200米5*1.0屏蔽电缆；1路200米通讯用2*1.0屏蔽电缆；3路200米控制用4*1.5屏蔽电缆；3路开入量200米6*1.5屏蔽电缆。最终以现场实际情况为准。初步预计新增一次电缆为：35KV隔离刀至取电变压器30米3芯 35电缆。最终以现场实际情况为准。供货及施工界面： 一次设备（励磁装置、取电变压器、测控保护屏等）的拆除、吊装、安装、接线由需方负责，供方提供图纸及相应指导；取电变压器或箱变基础及施工由需方负责，供方提供图纸及相关要求；一次电缆及其接线由需方负责，二次电缆及其接线、校线由供方负责；一次设备及电缆的高压试验由需方负责，二次试验由供方负责；需方提出对通讯的要求，由供方负责实现。报价：其中设备部分： 工程部分:2. 施工说明具体施工步骤如下：1) 对MCR本体进行测试，在施工前确保本体无故障，并可承受此次改造。2) 拆除原有普通励磁箱，如图4所示。拆除图4 普通励磁箱示意图加装快速励磁箱3) 加装有源整流快速励磁箱和三相隔离取电变压器（如图5、图6所示）。图5快速励磁箱示意图加装取电变压器图6 取电变压器示意图有源快速励磁箱有如下三种安装方案：a. 直接安装于35kV支柱绝缘子上;b. 也可以安装于新建的水泥基础之上;c. 与取电变压器一同放在箱式变电站外壳内（如图7所示）。本工程分别按a和c分别做方案和图纸，供用户选择。取电变压器与有源整流励磁一同安装于箱式变电站外壳内图7 箱式变电站外壳示意图取电变压器原边通过电缆接于MCR本体隔离开关的电源侧，采用跌落式熔断器保护，副边通过电缆接入有源整流快速励磁箱，可安装于水泥基础之上，也可与有源整流快速励磁箱一同放在箱式变电站外壳内。其中取电变压器、有源整流快速励磁箱与MCR本体一次绕组等电位。更换MCR本地端子箱4) 更换MCR本体的就地端子箱（如图8所示）图8 端子箱示意图5) 拆除装有控制器的面板（如图9所示），将该面板寄回公司，按照该颜色和开孔尺寸设计装有新控制器的面板。图9 主控制器示意图6) 相关试验。一次试验由需方进行，供方提供技术指导；二次试验由供方进行，需方监督。7) 一次接线部分：a. 电变压器与MCR本体隔离开关之间的一次电缆重新接线；b. 如果取电变压器与有源整流快速励磁装置分开安装，二