吉林省电力勘测设计院 吉林长春 130022
摘要：风光同场是指风力发电场和光伏发电站共用同一块场地和一座升压变电站，所发电能通过同一座升压变电站接入电网。综合考虑风电场和光伏电站的综合场用电率及满发同时率的折减，选择确定主变压器容量。
关键词：风光同场；综合场用电率；满发同时率；主变压器容量
一 概述
风光同场是指风力发电场和光伏发电站共用同一块场地和一座升压变电站，所发电能通过同一座升压变电站接入电网。风力发电场升压站主变压器容量选择原则为：按风力发电场设计技术规范（DL/T 5383－2007）6.3.2 变压器组的选择，选择主变压器容量时，考虑风力发电场负荷率较低的实际情况，及风力发电机组的功率因数在1左右，可以选择等于风电场发电容量的主变压器；按风电场工程电气设计规范（NB/T 3102602012）4.4.1主变压器容量应与所接入风电机组的容量相匹配，其参数选择应满足GB 1094.1的要求。
光伏发电站升压站主变压器容量选择原则为：按光伏发电站设计规范（GB 50797－2012）8.1.2，主变压器容量可按光伏发电站的最大连续输出容量进行选取，且宜选用标准容量。
二 风光同场风电场、光伏电站综合场用电率计算
（一）风电场综合场用电率计算
1风电场主要配置和规模：
以典型的200MW风电场为例计算。200MW风电场包括100台单机容量2MW风电机组，12回35kV集电线路，其中8回接8台风电机组，4回接9台风电机组，每台风电机组配置1台35/0.69kV箱式变压器，采用一机一变单元接线方式。升压站安装2台220/35kV，容量100MVA主变压器。主要配置和规模如下：
（1）风电机组：2MW、0.69kV、100台；
（2）箱式变压器：2.2MVA、35±2×2.5%/0.69kV、100台；
（3）集电线路：12回，每台风机至箱变采用6根YJV23-1kV-3×240+1×120电力电缆，长度0.02km×12=0.24km；每台箱变至35kV集电线路终端杆采用YJV23-35kV-3×70电力电缆，长度0.04km；每回35kV架空集电线路采用LGJ-185/25钢芯铝绞线，长度按5.5km计列；每回35kV集电线路终端杆至升压站采用YJV23-35kV-3×240电力电缆，长度0.2km。
（4）升压站主变压器：100MVA、230±8×2.5%/35kV、2台；
（5）升压站无功补偿装置（SVG）：±15Mvar、35kV、2组；
（6）升压站接地变压器：500kVA、35±2×2.5%/0.4kV、2台；
（7）升压站站用变压器：250kVA、10.5±2×2.5%/0.4kV、1台。
2风电场有功功率损耗：
风电场运行中的有功功率损耗按照发电—汇集—送出这三个主要环节，主要包括风机、箱变、场内集电线路、升压站内设备等的损耗。
3主要设备耗能计算公式
（1）变压器类有功功率损耗分为空载损耗和负载损耗两个主要部分，主要包括风机箱式变压器，升压站主变压器、接地变压器和站用变压器，其电能损耗计算公式为：
（二）光伏电站综合场用电率计算
风光同场的光伏电站内主要设备包括光伏场区的光伏组件、汇流箱、逆变器和升压箱变。升压站的主变压器、无功补偿装置（SVG）、接地及站用变压器、生产及辅助生产系统等已列入风电场部分进行计算，不再重复计算。光伏电站综合站用电率=站用及消耗电量/全年总发电量。
1光伏电站主要配置和规模：
以典型的20MWp光伏电站为例计算，主要配置和规模如下：
（1）光伏组件：260Wp、76600套；
（2）逆变器：500kW、最大开路电压直流880V、额定交流输出电压315V、40台；
（3）升压箱式分裂变压器：1000kVA、35±2×2.5%/0.315-0.315kV、20台；
（4）汇集线路：2回，每台逆变器至箱变采用3根YJV23-1kV-3×240电力电缆，每根长度0.02km；箱变至升压站采用YJV23-35kV-3×240电力电缆，每根长度2.5km；
2光伏电站有功功率损耗：
光伏电站运行中的有功功率电能损耗按照发电—汇集—送出这三个主要环节，主要包括逆变器、箱变、场内汇集线路等的损耗。
光伏组件至逆变器为直流部分，不产生有功功率电能损耗；计算光伏电站综合场用电率只考虑交流部分有功功率电能损耗。主要设备耗能计算公式
（1）变压器类有功功率损耗分为空载损耗和负载损耗两个主要部分，主要包括风机箱式变压器，升压站主变压器、接地变压器和站用变压器，其电能损耗计算公式为：
（一）风电场最大发电量折减
风电机组单机容量较小，一般为1.5MW、2MW、2.5MW和3MW，风机台数较多，考虑风电机组运行故障、检修等因素，风电场风机同时满发同时率较低。根据已运行风电场现场调研和了解，一般满发同时率最高95%，最低90%，实际项目选择升压站主变压器容量时可按风电场装机容量94%进行折减考虑。
（二）光伏电站最大发电量折减
单块光伏组件容量较小，一般为255Wp、260Wp和265Wp，光伏组件个数多，考虑光伏组件运行故障、维修等因素，光伏组件同时满发同时率较低。根据已运行光伏电站现场调研和了解，一般满发同时率最高94%，最低88%，实际项目选择升压站主变压器容量时可按风电场装机容量93%进行折减考虑。
四 风光同场升压站主变压器容量选择
风光同场的200MW风电场和20MWp光伏电站升压站主变压器容量折减如下：
（一）风电场综合场用电率折减，200MW×3%=6MW；
（二）风电场最大满发同时率折减，200MW×（1-94%）=12MW；
（三）光伏电站综合场用电率折减，20MW×3.5%=0.7MW；
（四）光伏电站最大满发同时率折减，20MW×（1-93%）=1.4 MW。
风光同场升压站主变压器容量=〔（200MW+20MW）-（6MW+12MW+0.7MW+1.4MW）〕/2=99.95MW。
经过计算，典型的风光同场的200MW风电场和20MWp光伏电站，升压站可选择2台100MVA主变压器。较常规选择2台120MVA主变压器，可降低工程投资约200万元。尤其是对在已建成的风电场内建设一定容量的光伏电站具有重要意义。
综上：1）50MW风电场可增加的光伏容量5MWp；
2）100MW风电场可增加光伏容量10MWp；
3）150MW风电场可增加光伏容量15MWp；
4）200MW风电场可增加光伏容量20MWp；
5）300MW风电场可增加光伏容量30MWp；
6）400MW风电场可增加光伏容量40MWp。
参考文献：
[1]光伏发电站设计规范（GB 50797-2012）
[2]风力发电场设计技术规范（GB 51096-2015）
论文作者:王首余,蒋微
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/31
标签：变压器论文; 光伏论文; 容量论文; 风电场论文; 电站论文; 发电站论文; 电能论文; 《基层建设》2017年第31期论文;