Ветроэнергетика

Ступень повышения напряжения ветропарка

Повышающие блоки ветропарка распределены рядом с ветроустановками: комплектная подстанция поднимает напряжение генератора до напряжения сборной сети 35 kV перед выходом на отходящую линию. Ветер непостоянен, а установки остаются подключёнными к сети при слабом ветре и на остановке, поэтому повышающий трансформатор подолгу работает на холостом ходу или при малой нагрузке.

Условия площадки редко бывают мягкими: прибрежные парки приносят солевой туман, горные и пустынные — пыль и широкие перепады температуры, а оборудование рассредоточено на десятки километров, из-за чего обходы длинные, а расстояния для ремонта велики. Повышающее оборудование должно долго работать без обслуживания и передавать своё состояние в центральный пункт управления.

С чем приходится справляться ветропаркам

Ветропарк теряет энергию в двух местах: то, что не удалось выработать, и то, что выработано, но потеряно на площадке. Вторая часть прямо зависит от подбора оборудования.

• Долгие периоды слабого ветра и остановок, при которых потери холостого хода преобладают в потерях площадки
• Повышающие блоки рассредоточены у башен, работают без персонала и труднодоступны для обслуживания
• Солевой туман, пыль и перепады температуры, задающие требования к защите оболочки и герметизации
• Переменная выработка ветроустановок, поэтому повышающему оборудованию нужен запас по перегрузке и токам короткого замыкания
• Дистанционное наблюдение, поэтому в подстанции должно быть место для терминала автоматизации

Поэтому при подборе стоит смотреть, насколько стабильны потери холостого хода со временем: за двадцатилетний срок службы уход, вызванный старением материалов, часто значит больше, чем исходная разница.

Подход Coreda для ветропарков

Повышающие блоки поставляются как комплектные трансформаторные подстанции, укомплектованные трансформаторами с аморфным сердечником или трансформаторами на кремнистой стали с малыми потерями — в зависимости от напряжения сборной сети.

Рекомендуемая конфигурация:

• Комплектная подстанция китайского типа: трансформатор установлен вне оболочки, отсеки распределительных устройств среднего и низкого напряжения раздельные, что даёт большую поверхность охлаждения и хорошую перегрузочную способность; оболочка обычно IP43–IP55 для защиты от конденсата, солевого тумана и песка и вмещает цифровую защиту и терминал DTU/FTU для телеизмерений, телесигнализации, телеуправления и задания уставок.
• Масляный трансформатор с аморфным сердечником SBH21: изделие 2-го класса энергоэффективности, спроектированное по GB 20052—2020, сохраняет очень низкие потери холостого хода и снижает нагрузочные потери примерно на 15% по сравнению с SBH15; аморфный сердечник устойчив к старению, поэтому потери холостого хода практически не меняются за срок службы аппарата.
• Трансформаторы с малыми потерями S11 на 10 kV и 20 kV: полностью герметичный гофробак, потери холостого хода в среднем на 30% ниже значений GB/T 6451, нагрузочные потери в среднем на 25% ниже, пригодны для наружной установки на опорах и в комплектных подстанциях при непрерывной работе.

Подстанция собирается и испытывается на заводе и перевозится в сборе, так что на площадке остаются только фундаменты и кабельные подключения, — что отвечает сжатому и сосредоточенному графику монтажа ветропроекта.