淺談風電場設計技術經驗

    風電場基礎設施建設包括土建工程-道路和排水建設、風電機組和測風塔基礎建設以及接電站建設和電力工程-電力連接點（POC）設備、用以風電機組之間連接的地下電纜或高架線、地下電纜或高架線的開關保護和斷開設備、變壓器以及單個風電機組的開關設備（此設備通常在風電機組內部并且由風電機組制造商提供）。

    風電場的土建工程和電力工程通常由不同于風電機組供應商的承包商設計并且安裝。但是風電機組供應商通常提供SCADA系統。

    如前所述，影響風電場經濟效益的主要因素是該風電場的電量產出，然而，風電場的基礎設施建設也非常重要，因為它直接影響了風電場的建設成本和項目進展。例如眾所周知，對地質狀況的不熟悉或基于天氣原因無法在施工現場施工是延誤項目進展和成本超出預算的主要原因。電力工程方面主要電力設施變壓器和開關設備需要較長的交貨時間，有時甚至能達數年。并網工程對項目的進展也會有一定的影響，因為一般并網工程都由電網運營商來承擔而這樣風電場開發商卻無法掌控工程的進展情況。

　　土建工程

    風電場的風電機組地基需要足夠的堅固以支撐在極限載荷條件下運轉的風電機組。通常風電場風電機組地基的設計條件是能夠支撐風速在45-70m/s條件下運轉的風電機組。

    風電機組供應商通常會提供一個完整的技術手冊，其中包括風電場風電機組地基的載荷，作為投標內容提供給項目招標單位。同時風電機組供應商也會提供相關的關于載荷等級的認證。

    盡管風電場風電機組地基的設計對風電場項目開發極其重要，但它依然還算是一項相對簡單的土木工程。

    一個典型的風電場風電機組地基的直徑可能會有13米，六角形，徑深1-2米，由鋼筋混凝土構成。一般地基的建設時間少于一周，但是如果風電場場址選在泥炭地或者是沼澤地，一定要事先將道路、地基以及排水等因素考慮清楚，以免在施工過程中受到這些因素的干擾。

    對于風電場位于丘陵山地的地區，控制室和變電站應該坐落于比較安全的地方，當然這樣也可以減輕視覺影響。

　　電力系統

    風電機組電力系統一般通過中等電壓（MV）電網連接，電壓范圍在10-35kV之間。大多數情況下電網由地下電纜組成，但是有些國家或地區采用高架線連接電網。高架線成本較低但是視覺影響較大，并且支撐高架線的木線竿也會影響起重機的使用，限制其空間移動。

    風電機組發電機電壓等級通常比較低，換句話說，低于1000V，通常為690V。一些大型的風電機組發電機的電壓等級較高，大約3kV，但是這個電壓等級依然沒有高到足夠滿足風電機組相互之間可以實現經濟性地連接。因此，每臺風電機組需要配備一臺變壓器（干式變壓器）以升壓到中等電壓，還需要配備相關的接電裝置。此設備可以置于風電機組塔架底部外側。

    目前，許多風電機組供應商除了供應風電機組以外也連同變壓器一起供給風電場，這種情況下風電機組終端電壓將會達到中等電壓并可直接并入風電場電網。

    下面是一個典型的風電場電力系統布局圖。風電場電網將電力匯集到一個中心點（對于大型風電場來說，是幾個中心點）。中等電壓電力系統由放射狀的饋線組成，這不同于傳統行業的電力系統，此電力系統不能形成環狀母線，因此如果一條電纜或一臺風電機組變壓器出現了一個故障，將會引起所有通過饋線連接的風電機組斷電。

    電力連接點（POC）的命名國家與國家之間不盡相同，也可以稱之為傳輸點，但是其定義卻大抵相似：該連接點負責將電力從風電場傳輸至電力系統運營商和業主直至電網。風電場計量表通常安裝在POC處或其附近，但是在某些情況下，POC處于高電壓，計量表會安裝在中等電壓系統處用以節約成本并且可以計量變壓器損耗。