[发明专利]一种南方山地风电风机融冰系统及融冰方法

说明书

本发明提供了一种南方山地风力发电风机融冰系统及融冰方法，所述融冰系统包括风力发电机组、融冰电气设备、融冰控制器、箱式变压器、35kV配电装置和升压站。所述融冰方法，在系统初始状态冰冻情况下，通过风力发电机组风功率预测发电量与融冰电能大小判别后，融冰通过电网倒送电完成，在初始融冰完成后引入融冰持续判断程序，若所需融冰能量大于预测电能，风力发电机组停止融冰程序；若所需融冰能量不大于预测电能，此时融冰通过风力发电机组所发电能完成，不需电网提供电能。本发明在所需融冰能量不大于预测电能时，使得所述南方山地风力发电风机融冰系统在不额外消耗电网电能的情况下融冰，降低融冰能耗，节约电能，降低运维成本。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种南方山地风力发电风机融冰系统及融冰方法。

背景技术

风能是无污染、取之不尽用之不竭的可再生能源。因此，利用风能发电是目前全球最具价格竞争优势的发电技术之一。截止2020年底，我国风电累计并网装机容量为2.81亿千瓦，规模居世界首位。由于三北地区离负荷中心较远，风电建设受电网送出限制，风电建设放缓，华中地区由于离负荷区域较近，便于就近消纳，华中地区风电装机容量稳定持续增长。在我国，华中地区发展风电与三北地区发展风电具有较大差异。三北地区风资源较为丰富，风电厂址建设条件好。同时，三北地区空气湿度小，低温情况风力发电机组一般不会发生冰冻。而华中地区风资源较为匮乏，具备商业开发的风资源区域一般位于海拔较高的山地。其中，位于华中地区的南方山地由于海拔高和空气湿度大，低温情况下风电机组会发生冰冻。

为保证风电机组风机叶片安全运行，在风机叶片发生冰冻时，需要对风电机组做停机处理。在高山低温时，由于山下与山上温差悬殊，山上风速一般较大，此时停机造成发电量损失。据统计，一个5万千瓦南方山地风电一年低温冰冻发电量损失约200万千瓦时。按照陆上风电四类资源区0.6元/千瓦时计，一年一个5万千瓦风电场直接经济损失120万元，相当于损失标准煤约640吨。按照湖南地区1000万风电装机，80％风电为山地风电考虑，一年低温冰冻发电量损失约4亿千瓦时，经济损失2.4亿元，相当于损失标准煤约12.8 万吨。

目前，南方山地风力发电系统主要有以下不足：1)风机主机厂仅站在厂方角度生产风力发电机，如简单的集成风机叶片和风机塔筒，未从全局角度出发考虑各工况下运行解决方案，使得在出现冰冻情况时只能做停机处理；2)风机叶片生产商仅根据风机整体要求生产具备捕获风能的叶片，未对风机叶片进行处理来应对低温运行环境；3)由于风力发电机各部件生产商未统筹考虑各部件之间的联系，未充分利用好各设备资源，造成南方山地风电冰冻发电量损失。

综上所述，急需一种南方山地风力发电风机融冰系统及融冰方法以解决现有风力发电在出现冰冻情况时只能做停机处理而导致发电量损失的问题。

发明内容

本发明第一目的在于提供一种南方山地风力发电风机融冰系统，具体技术方案如下：

一种南方山地风力发电风机融冰系统，包括风力发电机组、融冰电气设备和融冰控制器；

所述风力发电机组包括风力发电机和电能转换设备，所述风力发电机包括叶片，在叶片的表面上设置导电膜；所述风力发电机的输出端与电能转换设备连接；

所述融冰电气设备包括融冰变压器和远程控制断路器QF5；所述融冰变压器的进线端与电能转换设备的输出端连接，所述融冰变压器的出线端与远程控制断路器QF5的进线端连接；所述远程控制断路器QF5的出线端与叶片上的导电膜连接；

所述融冰控制器与远程控制断路器QF5连接。

优选的，所述南方山地风力发电风机融冰系统，还包括箱式变压器、35kV配电装置和升压站；

所述箱式变压器包括低压断路器QF1和变压器本体，所述低压断路器QF1的进线端通过交流电缆与电能转换设备的输出端连接；所述低压断路器QF1的出线端通过铜排与变压器本体的低压侧连接；所述变压器本体的高压侧与35kV配电装置连接；