集群风电接入对汇集站三绕组主变压器保护的影响及对策

集群风电接入对汇集站三绕组主变压器保护的影响及对策随着风电的快速发展，大型风电场的集群建设已经成为一种趋势。集群风电场的接入对汇集站三绕组主变压器的保护带来了新的挑战和影响。本文将从影响机理和对策两个方面，探讨集群风电接入对汇集站三绕组主变压器保护的影响以及针对问题提出有效的对策。

一、集群风电接入对汇集站三绕组主变压器保护的影响

1、电流冲击影响

集群风电场接入时，电流的冲击将导致三绕组主变压器的绕组振荡，进而影响主变压器的正常运行。特别是集群风电场的风机容量较大，单体风机容量超过3MW时，风机接入所带来的电流冲击更是十分明显。这对于传统的三绕组变压器而言，主变内部的电场分布可能会发生变化，进而导致绝缘水平的下降，主变的损耗也将因此加大。如果长期运行在这样的情况下，会导致主变绕组的电缆开裂、局部放电，最终导致主变的失效。

2、频率变化影响

由于风机输出的电力与气象条件相关，因此集群风电场接入时的电流频率也会随时变化。这种频率的变化不仅会影响主变压器的输出电力质量，还会对汇集站的系统频率稳定性产生不良影响。如果电力系统的稳定性不够强，那么接入风机的频率变化将会导致整个系统振荡，有可能会导致系统崩溃。因此，集群风电场接入对电力系统的功率频率控制提出了新的要求。

3、过电压影响

集群风电场在接入时，会产生高压的瞬变，进而引起主变绕组电压的瞬态上升。如果这种瞬态过电压的影响不到位，将会对主变的基本绝缘产生损害。实际上，这种过电压意外是三绕组主变压器保护的一项最基础且最困难的任务。因此，解决这些过电压并对集群风电场的接入进行正确判断将会是主变保护的一个难题。

二、对策

1、优化机组设备接线方案

为了降低风场接入对主变压器的影响，能够针对机组接线方案进行优化。通过配合合适的电容器，调整注意事项机组接线方案，可有效降低主变压器工作时的电流冲击。此外，还可以采用各种类型的电缆保护、储热电线、储能装置等辅助设备来缓解这种影响。这类辅助设备虽然在单体风力机中可能比较昂贵，但是作为整个集群风电场而言，则是一项必要的投资。

2、调整功率控制策略

为了更好地控制集群风电场的功率频率，通常会采用自适应终端电压控制策略。这种策略可以调整集群风电场所用的功率变化，进而实现集群风电场和电力系统间的平衡。这种方法需要进行细致的电力系统分析以及仿真计算才能够得出科学的结论。

3、完善接地体系

为了保护主变压器免受过电压的影响，应该采用多级电压保护系统和完善接地体系。多级电压保护系统可以检测到主变的各种瞬态过电压情况，并作出明确的判断。完善接地体系则可以将过电压引向地面，来缓解完整的过电压向主变传递带来的损害。

总体而言，集群风电接入不仅对汇集站三绕组主变压器保护带来了不可避免的影响，而且也给其他系统设备带来了一定的挑战。然而，只要选择正确的对策，并加强相关的科学监测和控制，就可以有效地确保集群风电场的接入顺利、稳定地进入运行状态。随着风能的快速发展和技术进步，全球范围内的风电装机容量在不断增长。根据GSR2021（全球可再生能源状况报告）的数据，2020年新建的全球风力发电装机容量为93GW，在全球总装机容量中占据了26.9%的份额。截至2020年底，全球风能装机容量已经达到了743GW，其中中国、美国和德国的风电装机容量占比最大。据悉，未来几年，全球风电装机容量将继续保持增长，并有望在未来十年内达到1820GW。

我国风电装机容量位居全球首位，而且持续增长。根据2020年新能源建设情况统计，2020年新建的风电装机容量超过71GW，创造了历史新高。截至2020年底，我国累计风电装机容量已经达到281GW，占全球风电装机容量的近38%。同时，我国还拥有超过7,000个风电场，是世界上最大的风电市场之一。

除了风能装机容量的增长外，风能发电量也在不断提高。根据GSR2021的数据，2020年全球风能发电量达到了1,275TWh，占全球总电力生产量的6.1%。同时，风能发电量在过去的十年间年均增长率高达17.4%，是所有可再生能源中增长幅度最大的一种。

在我国，风能发电量也在不断增加。根据2020年度中国新能源发展统计数据，我国新能源发电总量为2.27万亿千瓦时，其中风电发电量占比为7.7%。此外，2020年，我国风电发电量达到4480亿千瓦时，同比增长16.6%。

风能的快速发展也带来了其他实际效益。例如，风能的普及可以有效地降低二氧化碳排放，保护环境。根据2020年国家能源局发布的数据，2020年我国风电发电量带来的二氧化碳减排量高达1.49亿吨。此外，风能发展也可以创造就业机会和增加经济效益。据悉，截至2020年底，我国风电产业已经创造了超过360万个就业机会。

考虑到以上数据和实际效益，风能发展带来了很多机会和挑战。在推动风能发展的同时，我们也需要克服一些障碍和不足，例如风电设施建设和升级的成本、风速不稳定等问题。然而，可以预见的是，随着技术的不断改进和政策的推进，风能发展的前景将会越来越好，同时也可以推动实现可持续发展目标。案例一：中国大唐集团和沙特电力公司合作建设的1000兆瓦海上风电项目

该项目位于红海沿岸，中国大唐集团和沙特电力公司合作建设，总投资额超过1.5亿美元。该项目建设期约为36个月，预计将在2022年底前完工。一旦建成，该风电项目将成为沙特阿拉伯的首个海上风电项目，也是该国最大的可再生能源项目之一。

该项目共有58个风力发电机组，每台发电机组的装机容量为8.4兆瓦，总装机容量达到1000兆瓦。风电机组将采用双叶片水平轴风力发电机组，并配备系列化的智能监控系统，以提高发电效率和可靠性。

该项目的建设旨在支持沙特阿拉伯实现可再生能源目标，并降低二氧化碳排放。该国计划在2030年前将可再生能源占比提高到约7%，并将在2030年前安装2000兆瓦的风电装机容量。

分析：该项目展示了中国企业在海外推广风能技术的积极作用，同时也凸显了沙特阿拉伯推动可再生能源发展的决心。该项目的投资额较大，但可以通过稳定的发电收入和环保效益获得回报。在未来，预计将有更多的海外风电项目出现，并为企业提供机会，在海外推动可再生能源的发展。

案例二：德黑兰酒庄的风能引进计划

德黑兰酒庄是意大利著名的葡萄酒生产商，致力于实现可持续发展和环保目标。为了减少二氧化碳排放，该酒庄决定引进风能发电技术，替代部分传统电力来源。

该计划将使用地面装置和屋顶安装的风力发电机，总装机容量为140千瓦。这些发电机将提供酒庄的电力需求，并向电网出售多余的电力。该计划还将采用智能控制系统，以最大程度地提高发电效率。

该计划建设期为6个月，预计将在2021年年底前完工。该计划的实施将为德黑兰酒庄带来长期的经济效益，同时对环境也具有积极的影响。

分析：该案例展示了在小型企业中推广风能技术的机会和价值，同时也凸显了风能技术在小型企业中的广泛适用性和经济优势。此外，该案例强调了企业实现可持续发展目标的决心和责任感，也表明企业已经将可持续发展融入到经营策略中。

案例三：斯堪的纳维亚半岛的风能繁荣

斯堪的纳维亚半岛（包括丹麦、挪威、瑞典和芬兰等国家）是全球风电发电量最高的地区之一。在2019年，该地区的风电发电量达到了286TWh，占全球总风电发电量的34%。其中，丹麦是全球最大的风电发电量占比国家，风电发电量占全球总发电量的47%。挪威和瑞典的风电发电量占全球总发电量的分别为18%和10%。

这些成果得益于斯堪的纳维亚半岛在风能技术方面的领先地位。该地区具有适合风能发电的自然条件，例如强风和较低的温度。该地区还通过出台适宜的政策和法规，培育了一批优秀的风能企业和供应链。

在未来，斯堪的纳维亚半岛的风能产业将继