一种风电场一次系统及其拓扑配置方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例提供一种风电场一次系统及其拓扑配置方法和装置，涉及电力设备领域，能够降低变压器的使用数量并降低对输电线路和输电杆塔的要求，从而降低系统成本。该方法包括：获取风电场内风力发电机组至一级升压变压器的一级输电线路的损耗率；依据单台风力发电机组至一级升压变压器的一级输电线路的损耗率对风力发电机组分组；根据每组风力发电机组中单台风力发电机组至一级升压变压器的一级输电线路的损耗率为对应组的风力发电机组配置一次升压变压器和连接至一次升压变压器的一级输电线路；为所有一级升压变压器配置二级升压变压器和连接至二级升压变压器的二级输电线路，形成风电场一次系统拓扑。本发明专利技术的实施例用于风电场一次系统设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力设备领域，尤其涉及一种风电场一次系统及其拓扑配置方法和装置。
技术介绍
风电场一次系统是指由用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电气设备构成。风电场一次系统主要包括风电机组、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等一次设备。由一次设备相互连接，构成发电、输电、配电或进行其他生产过程的电气回路称为一次回路或一次系统。由于风电场风电机组台数较多、布置分散的特点，决定了风电场一次系统设计的特殊性，即需根据风电场的装机规模确定采用一级升压或经过两级升压，风电场需设置集电线路，风电机组的分组和布置、升压变压器的布置也有多种方案。参照图1所示，一般风电机组(1)的出口电压等级均为低压，如690V，无法进行远距离电能输送，因此需要采用一机一变的方式，即一台风电机组配备一台一级升压变压器(2)的方式，就地将电压升高至35kV，经集电线路最终接入风电场升压站。一级升压变压器成本高昂，一机一变的升压方法会使风电场的建设工程造价成本较高。另外，风电场内集电线路均选用35kV输电线路(4)(其中35KV输电线路通常采用架空线路，部分特殊环境也有选择地埋电缆的方式)，高压输电线路本身的造价及铺设费用均较高，另外，35kV输电线路需要钢结构输电杆塔(3)，耗刚材量大，价格较贵，总之现有技术的风电场一次系统不利于成本控制。
技术实现思路
本专利技术的实施例提出一种风电场一次系统及其拓扑配置方法和装置，能够降低变压器的使用数量并降低对输电线路和输电杆塔的要求，从而降低系统成本。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，提供一种风电场一次系统，包括：至少一组风力发电机组，其中每组所述风力发电机组中包括至少两台风力发电机组；其中，所述至少一组风力发电机组中的多台风力发电机组通过一级输电线路连接至一级升压变压器的初级输入端；其中同一组风力发电机组中的多台风力发电机组通过一级输电线路互联；所述一级升压变压器的次级输出端通过二级输电线路连接至二级升压变压器的第一初级输入端，所述二级升压器的次级连接至电网。可选的，所述二级升压变压器还包括第二初级输入端，其中所述二级升压变压器的第二初级输入端通过一级输电线路连接至少一台风力发电机组。可选的，连接至一级升压变压器的初级输入端的风力发电机组与所述一级升压变压器的一级输电线路的损耗率小于或等于预设第一阈值；连接至二级升压变压器的第二初级输入端的风力发电机组与所述二级升压变压器的一级输电线路的损耗率小于或等于所述预设第一阈值。可选的，所述二级输电线路的耐压值大于所述一级输电线路的耐压值。可选的，所述二级输电线路的耐压值大于或等于35KV；所述一级输电线路的耐压值大于或等于6KV或10KV。第二方面，提供一种风电场一次系统拓扑配置方法，获取风电场内预装风力发电机组的数量、单台风力发电机组至一级升压变压器的一级输电线路的损耗率；依据单台风力发电机组至一级升压变压器的一级输电线路的损耗率对所有风力发电机组分组；根据每组风力发电机组中单台风力发电机组至一级升压变压器的一级输电线路的损耗率为对应组的风力发电机组配置一次升压变压器和连接至所述一次升压变压器的一级输电线路；为所有一级升压变压器配置二级升压变压器和连接至所述二级升压变压器的二级输电线路，形成所述风电场一次系统拓扑。可选的，在同一组风力发电机组中获取每一台风力发电机组与所述一次升压变压器的一级输电线路的损耗率；将与所述一级升压变压器的一级输电线路的损耗率大于预设第一阈值的风力发电机组重新分组；并为重新分组的风力发电机组重新配置一级升压变压器，其中所述重新配置的一级升压变压器与重新分组的风力发电机组中每台风力发电机组的一级输电线路的损耗率均小于或等于所述预设第一阈值。可选的，确定风电场内所有风力发电机组与所述二级升压变压器的一级输电线路的损耗率，为与所述二级升压变压器之间的一级输电线路的损耗率小于或等于预设第一阈值的风力发电机组配置连接至所述二级升压变压器的一级输电线路。可选的，获取风电场成本参数，根据所述成本参数设置所述风电场一次系统拓扑中一级升压变压器的位置、一级输电线路的参数、二级输电线路的参数。第三方面，提供一种风电场一次系统拓扑配置装置，获取单元，用于获取风电场内预装风力发电机组的数量、单台风力发电机组至一级升压变压器的一级输电线路的损耗率；处理单元，用于依据至一级升压变压器的一级输电线路的损耗率对所有风力发电机组分组；所述处理单元，还用于根据每组风力发电机组中单台风力发电机组至一级升压变压器的一级输电线路的损耗率为对应组的风力发电机组配置一级升压变压器和连接至所述一级升压变压器的一级输电线路；所述处理单元，还用于为所有一级升压变压器配置二级升压变压器和连接至所述二级升压变压器的二级输电线路，形成所述风电场一次系统拓扑。可选的，所述获取单元，还用于在同一组风力发电机组中获取每一台风力发电机组与所述一级升压变压器的一级输电线路的损耗率；所述处理单元，还用于将与所述一级升压变压器的一级输电线路的损耗率大于预设第一阈值的风力发电机组重新分组；并为重新分组的风力发电机组重新配置一级升压变压器，其中所述重新配置的一级升压变压器与重新分组的风力发电机组中每台风力发电机组的一级输电线路的损耗率均小于或等于所述预设第一阈值。可选的，所述处理单元，还用于确定风电场内所有风力发电机组与所述二级升压变压器的一级输电线路的损耗率，为与所述二级升压变压器之间的一级输电线路的损耗率小于或等于预设第一阈值的风力发电机组配置连接至所述二级升压变压器的一级输电线路。可选的，所述获取单元，还用于获取风电场成本参数；所述处理单元，还用于根据所述成本参数设置所述风电场一次系统拓扑中一级升压变压器的位置、一级输电线路的参数、二级输电线路的参数。在上述的方案提供的风电场一次系统及其拓扑配置方法和装置中，风电场一次系统包括至少一组风力发电机组，其中每组风力发电机组中包括至少两台风力发电机组；至少一组风力发电机组中的多台风力发电机组通过一级输电线路连接至一级升压变压器的初级输入端；其中同一组风力发电机组中的多台风力发电机组串联；一级升压变压器的次级输出端通过二级输电线路连接至二级升压变压器的第一初级输入端，所述二级升压器的次级连接至电网；由于改变了现有技术中的一机一变的连接方式，在本申请中无需为每一台风力发电机组单独设置变压器因此能够减少一级升压器的使用数量，并且一级输电线路构成的网络直接传输的是风力发电机组的出口电压等级的电能，因此能够降低对输电线路和输电杆塔的要求，从而降低系统成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术提供的一种风电场一次系统的结构示意图；图2为本专利技术的实施例提供的一种风电场一次系统的结构示意图；图3为本专利技术的实施例提供的一种风电场一次系统拓扑配置方法的流程示意图；图4为本专利技术的另一实施例提供的一种风电场一次系统拓扑配置方法的流程示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电场一次系统，其特征在于，包括：至少一组风力发电机组，其中每组所述风力发电机组中包括至少两台风力发电机组；其中，所述至少一组风力发电机组中的多台风力发电机组通过一级输电线路连接至一级升压变压器的初级输入端；其中同一组风力发电机组中的多台风力发电机组通过一级输电线路互联；所述一级升压变压器的次级输出端通过二级输电线路连接至二级升压变压器的第一初级输入端，所述二级升压器的次级连接至电网。

【技术特征摘要】
1.一种风电场一次系统，其特征在于，包括：至少一组风力发电机组，其中每组所述风力发电机组中包括至少两台风力发电机组；其中，所述至少一组风力发电机组中的多台风力发电机组通过一级输电线路连接至一级升压变压器的初级输入端；其中同一组风力发电机组中的多台风力发电机组通过一级输电线路互联；所述一级升压变压器的次级输出端通过二级输电线路连接至二级升压变压器的第一初级输入端，所述二级升压器的次级连接至电网。2.根据权利要求1所述的风电场一次系统，其特征在于，所述二级升压变压器还包括第二初级输入端，其中所述二级升压变压器的第二初级输入端通过一级输电线路连接至少一台风力发电机组。3.根据权利要求1或2所述的风电场一次系统，其特征在于，连接至一级升压变压器的初级输入端的风力发电机组与所述一级升压变压器的一级输电线路的损耗率小于或等于预设第一阈值；连接至二级升压变压器的第二初级输入端的风力发电机组与所述二级升压变压器的一级输电线路的损耗率小于或等于所述预设第一阈值。4.根据权利要求1或2所述的风电场一次系统，其特征在于，所述二级输电线路的耐压值大于所述一级输电线路的耐压值。5.根据权利要求1或2所述的风电场一次系统，其特征在于，所述二级输电线路的耐压值大于或等于35KV；所述一级输电线路的耐压值大于或等于6KV或10KV。6.一种风电场一次系统拓扑配置方法，其特征在于，获取风电场内预装风力发电机组的数量、单台风力发电机组至一级升压变压器的一级输电线路的损耗率；依据单台风力发电机组至一级升压变压器的一级输电线路的损耗率对所有风力发电机组分组；根据每组风力发电机组中单台风力发电机组至一级升压变压器的一级输电线路的损耗率为对应组的风力发电机组配置一次升压变压器
\t和连接至所述一次升压变压器的一级输电线路；为所有一级升压变压器配置二级升压变压器和连接至所述二级升压变压器的二级输电线路，形成所述风电场一次系统拓扑。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括：在同一组风力发电机组中获取每一台风力发电机组与所述一次升压变压器的一级输电线路的损耗率；将与所述一级升压变压器的一级输电线路的损耗率大于预设第一阈值的风力发电机组重新分组；并为重新分组的风力发电机组重新配置一级升压变压器，其中所述重新配置的一级升压变压器与重新分组的风力发电机组中每台风力发电机组的一级输电线路...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓明，王晓钰，杨建，施健勇，房新雨，赵冰洁，
申请(专利权)人：远景能源江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32