CN213279181U - 一种风电装置及集电系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种风电装置及集电系统，包括：风力发电机，用于输出电能；第一变压器，与风力发电机相连，用于将风力发电机的电能由第一电压等级提升为第二电压等级；第一高压配电装置，与第一变压器相连，用于保护第一变压器。本方案通过将风电装置的电压等级由第一电压等级提升为第二电压等级，若单个风电装置容量不变的情况下，单个风电装置的输出电流减小，在风电场总容量不变的情况下，整个风电场的风电装置数量就会减少，实现了通过较少数量的风电装置实现原较多数量才能实现的电能产出，在一定程度上减少了风电机组维护成本高的问题。

Description

一种风电装置及集电系统

技术领域

本申请涉及风电领域，尤其涉及一种风电装置及集电系统。

背景技术

海上风电作为新能源，在近几年正在飞速发展，我国海上风电装机容量较大，到2019年底，全国海上风电装机容量超过500万千瓦，这就造成了已经完成装机的风电机组的数量较多。

随着风电机组的使用，需要对风电机组进行安装维护，由于已安装的风电机组的数量较多，就造成风电机组的维护成本较高。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种风电装置及集电系统，其具体方案如下：

一种风电装置，包括：

风力发电机，用于输出电能；

第一变压器，与所述风力发电机相连，用于将所述风力发电机输出的所述电能由第一电压等级提升为第二电压等级，其中，所述第二电压等级的电压标准高于所述第一电压等级的电压标准；

第一高压配电装置，与所述第一变压器相连，用于保护所述第一变压器。

进一步的，所述第一高压配电装置至少包括：

第一隔离开关，与所述第一变压器连接，用于保护所述风电装置中各器件的连接线路；

断路器，与所述第一隔离开关连接，用于保护所述第一变压器。

进一步的，所述第一高压配电装置至少还包括：

第二隔离开关，与其他风电装置中的风力发电机相连。

进一步的，所述第一变压器设置于所述风力发电机的机舱或塔筒平台上。

进一步的，所述第一高压配电装置设置于所述风力发电机的塔筒平台上。

进一步的，所述第一变压器为66kV升压变压器。

一种集电系统，应用上述风电装置，包括：

不少于一个风电装置，用于输出由第一电压等级提升为第二电压等级的电能；

升压站，与所述不少于一个风电装置连接，用于将所述第二电压等级的电能提升为第三电压等级，所述第三电压等级的电压标准高于所述第二电压等级的电压标准，所述第二电压等级的电压标准高于所述第一电压等级的电压标准。

进一步的，所述升压站包括：

第二变压器，用于将所述第二电压等级的电能提升为第三电压等级；

第二高压配电装置，与所述第二变压器相连，用于保护所述第二变压器。

进一步的，所述第二变压器为110kV升压变压器或220kV升压变压器。

进一步的，所述升压站为海上升压站或陆上升压站。

从上述技术方案可以看出，本申请公开的风电装置及集电系统，包括：风力发电机，用于输出电能；第一变压器，与风力发电机相连，用于将风力发电机的电能由第一电压等级提升为第二电压等级；第一高压配电装置，与第一变压器相连，用于保护第一变压器。本方案通过将风电装置的电压等级由第一电压等级提升为第二电压等级，若单个风电装置容量不变的情况下，单个风电装置的输出电流减小，在风电场总容量不变的情况下，整个风电场的风电装置数量就会减少，实现了通过较少数量的风电装置实现原较多数量才能实现的电能产出，在一定程度上减少了风电机组维护成本高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，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为本申请实施例公开的一种风电装置的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的一种风电装置的结构示意图；

图3为本申请实施例公开的一种风电装置的结构示意图；

图4为本申请实施例公开的一种集电系统的结构示意图；

图5为本申请实施例公开的一种集电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请公开了一种风电装置，其结构示意图如图1所示，包括：

风力发电机11，第一变压器12及第一高压配电装置13。

其中，风力发电机11用于输出电能；

第一变压器12与风力发电机11相连，用于将风力发电机11输出的电能由第一电压等级提升为第二电压等级，其中，第二电压等级的电压标准高于第一电压等级的电压标准；

第一高压配电装置13与第一变压器12相连，用于保护第一变压器12。

目前，风电装置中通常为35kV电压等级，即将风力发电机输出的电能以 35kV电压等级进行输出，这就使得风电场中风电装置数量较多，由风电装置形成的集电线路数量较多，接线复杂，还会使得在通过集电线路传输电能时损耗较大，且风电装置数量多，还会造成维护成本高的问题。

本方案为了避免上述问题，采用第一变压器与风力发电机相连，第一变压器能够将风力发电机输出的电能由第一电压等级提升为第二电压等级，其中，第一电压等级也可以为风力发电机输出的电能的原始电压等级，即直接在风力发电机输出的原始电能的基础上，将其电压等级直接提升至第二电压等级，无需在原风电装置的基础上再增加第一变压器，而是直接使用第一变压器对原始电能进行升压。

其中，第二电压等级可以为66kV电压等级，对应的，第一变压器为66kV 升压变压器。

具体的，第一变压器可以设置在风力发电机的机舱内或塔筒平台上，具体可以为塔筒下段内平台上；第一高压配电装置设置在风力发电机的塔筒平台上，其示意图如图2所示，包括：风力发电机21，第一变压器22，第一高压配电装置23。

本实施例公开的风电装置，包括：风力发电机，用于输出电能；第一变压器，与风力发电机相连，用于将风力发电机的电能由第一电压等级提升为第二电压等级；第一高压配电装置，与第一变压器相连，用于保护第一变压器。本方案通过将风电装置的电压等级由第一电压等级提升为第二电压等级，若单个风电装置容量不变的情况下，单个风电装置的输出电流减小，在风电场总容量不变的情况下，整个风电场的风电装置数量就会减少，实现了通过较少数量的风电装置实现原较多数量才能实现的电能产出，在一定程度上减少了风电机组维护成本高的问题。

本实施例公开了一种风电装置，其结构示意图如图3所示，包括：

风力发电机31，第一变压器32及第一高压配电装置33。

其中，第一高压配电装置33至少包括：第一隔离开关331及断路器332。

第一隔离开关331与第一变压器连接，用于保护风电装置中各器件的连接线路；

断路器332与第一隔离开关连接，用于保护第一变压器。

第一高压配电装置是一个组合电器，由不少于一种电气结构组成，不少于一种电气结构被封闭在接地的金属体内组成，内部具有一定的压力，并且为绝缘装置。由于第一高压配电装置既封闭又组合，故占地面积小，占用空间少，不受外界环境影响，不产生噪声和无线电干扰，且维护工作量少。

由于第一变压器为66kV升压变压器，第一高压配电装置为66kV配电装置GIS。

第一高压配电装置中至少包括一个第一隔离开关，该第一隔离开关是用来保护风电装置中各器件的连接线路的。

在第一隔离开关被连接至风电装置的线路中后，断路器也实现连接，通过断路器可实现对第一变压器的保护，从而实现通过第一高压配电装置既可保护风电装置的线路，又可以保护第一变压器，避免风电装置在电能传输过程中出现异常。

进一步的，在风电场中，会有多个风电装置，这多个风电装置会将生成的电能传输至升压站，以便传输至电网，在多个风电装置将电能传输至升压站时，可以为：多个风电装置之间相互连接，之后组成一条回路，通过一根海缆连接至升压站。一个风电场由多条这样的输电线路连接至升压站

在这一过程中，就会出现风电装置与风电装置之间的连接，因此，第一高压配电装置还可以包括：第二隔离开关。

第二隔离开关与其他风电装置中的风力发电机相连，其用来实现当前风电装置与其他风电装置之间的连接，以及，当前风电装置与其他风电装置之间连接线路的线路保护功能。

其中，每一个风电装置均包括一个风力发电机，一个变压器以及一个第一高压配电装置，多个风电装置连接，之后统一与升压站连接，实现生成的电能在传输过程中电压标准的提升。

本实施例公开的风电装置，包括：风力发电机，用于输出电能；第一变压器，与风力发电机相连，用于将风力发电机的电能由第一电压等级提升为第二电压等级；第一高压配电装置，与第一变压器相连，用于保护第一变压器。本方案通过将风电装置的电压等级由第一电压等级提升为第二电压等级，若单个风电装置容量不变的情况下，单个风电装置的输出电流减小，在风电场总容量不变的情况下，整个风电场的风电装置数量就会减少，实现了通过较少数量的风电装置实现原较多数量才能实现的电能产出，在一定程度上减少了风电机组维护成本高的问题。

本实施例公开了一种集电系统，其结构示意图如图4所示，包括：

不少于一个风电装置41及升压站42。

其中，不少于一个风电装置41用于输出由第一电压等级提升为第二电压等级的电能；

升压站42，与不少于一个风电装置41相连，用于将第二电压等级的电能提升为第三电压等级，第三电压等级的电压标准高于第二电压等级的电压标准，第二电压等级的电压标准高于第一电压等级的电压标准。

不少于一个风电装置中的每个风电装置均可以生成并输出第二电压等级的电能，并且，每个风电装置均是将电能由第一电压等级提升为第二电压等级后输出至升压站的。

其中，风电装置包括：风力发电机，第一变压器及第一高压配电装置。

其中，风力发电机用于输出电能；

第一变压器与风力发电机相连，用于将风力发电机输出的电能由第一电压等级提升为第二电压等级；

第一高压配电装置与第一变压器相连，用于保护第一变压器。

目前，风电装置中通常为35kV电压等级，即将风力发电机输出的电能以 35kV电压等级进行输出，这就使得风电场中风电装置数量较多，由风电装置形成的集电线路数量较多，接线复杂，还会使得在通过集电线路传输电能时损耗较大，且风电装置数量多，还会造成维护成本高的问题。

本方案为了避免上述问题，采用第一变压器与风力发电机相连，第一变压器能够将风力发电机输出的电能由第一电压等级提升为第二电压等级，其中，第一电压等级也可以为风力发电机输出的电能的原始电压等级，即直接在风力发电机输出的原始电能的基础上，将其电压等级直接提升至第二电压等级，无需在原风电装置的基础上再增加第一变压器，而是直接使用第一变压器对原始电能进行升压。

其中，第二电压等级可以为66kV电压等级，对应的，第一变压器为66kV 升压变压器。

具体的，第一变压器可以设置在风力发电机的机舱内或塔筒平台上，具体可以为塔筒下段内平台上；第一高压配电装置设置在风力发电机的塔筒平台上，其示意图如图2所示，包括：风力发电机21，第一变压器22，第一高压配电装置23。

第一高压配电装置至少包括：第一隔离开关及断路器。

第一隔离开关与第一变压器连接，用于保护风电装置中各器件的连接线路；

断路器与第一隔离开关连接，用于保护第一变压器。

第一高压配电装置是一个组合电器，由不少于一种电气结构组成，不少于一种电气结构被封闭在接地的金属体内组成，内部具有一定的压力，并且为绝缘装置。由于第一高压配电装置既封闭又组合，故占地面积小，占用空间少，不受外界环境影响，不产生噪声和无线电干扰，且维护工作量少。

由于第一变压器为66kV升压变压器，第一高压配电装置为66kV配电装置GIS。

第一高压配电装置中至少包括一个第一隔离开关，该第一隔离开关是用来保护风电装置中各器件的连接线路的。

在第一隔离开关被连接至风电装置的线路中后，断路器也实现连接，通过断路器可实现对第一变压器的保护，从而实现通过第一高压配电装置既可保护风电装置的线路，又可以保护第一变压器，避免风电装置在电能传输过程中出现异常。

进一步的，在风电场中，会有多个风电装置，这多个风电装置会将生成的电能传输至升压站，以便传输至电网，在多个风电装置将电能传输至升压站时，可以为：多个风电装置之间相互连接，之后组成一条回路，通过一根海缆连接至升压站。一个风电场由多条这样的输电线路连接至升压站。

在这一过程中，就会出现风电装置与风电装置之间的连接，因此，第一高压配电装置还可以包括：第二隔离开关。

第二隔离开关与其他风电装置中的风力发电机相连，其用来实现当前风电装置与其他风电装置之间的连接，以及，当前风电装置与其他风电装置之间连接线路的线路保护功能。

其中，每一个风电装置均包括一个风力发电机，一个变压器以及一个第一高压配电装置，多个风电装置连接，之后统一与升压站连接，实现生成的电能在传输过程中电压标准的提升。

升压站接收第二电压等级的电能，并将其提升为第三电压等级。

其中，第三电压等级可以具体为：110kV电压等级，或者，220kV电压等级。

风电装置输出的电能在经过升压站后，是为了将其传输至电网，因此，在升压站处应将电能提升至电网能够应用并传输的电压等级，即110kV电压等级，或者，220kV电压等级。

升压站包括：第二变压器及第二高压配电装置。

其中，第二变压器用于将第二电压等级的电能提升为第三电压等级；

第二高压配电装置与第二变压器相连，用于保护第二变压器。

由于经过升压站后的电能被提升为110kV电压等级，或者，220kV电压等级，对应的第二变压器为110kV升压变压器，或者，220kV升压变压器。

在此基础上，第二高压配电装置为110kV配电装置GIS，或者，220kV 配电装置GIS。在第二高压配电装置与第二变压器匹配时，第二高压配电装置才能够实现对第二变压器的保护。

另外，第二高压配电装置除用于对第二变压器的保护外，还用于对输电线路进行保护。

具体的，第二高压配电装置可以包括：第三隔离开关，与第二变压器相连，用于保护升压站内的线路；

第二高压配电装置还可以包括：第二断路器，与第三隔离开关相连，用于保护升压站内的第二变压器。

具体的，集电系统的完整示意图如图5所示，包括：

风电装置51，集电线路52及升压站53。

其中，集电线路52为多个风电装置51连接的线路，或者，多个风电装置51与升压站53连接的线路。

本实施例公开的集电系统，包括：不少于一个风电装置及升压站，不少于一个风电装置用于输出由第一电压等级提升为第二电压等级的电能，升压站与不少于一个风电装置连接，用于将第二电压等级的电能提升为第三电压等级，第三电压等级的电压标准高于第二电压等级的电压标准，第二电压等级的电压标准高于第一电压等级的电压标准。本方案通过不少于一个风电装置将电能由第一电压等级提升为第二电压等级，并由升压站将其再次提升为第三电压等级，实现了在风电装置处就对电压等级进行提升，若单个风电装置容量不变的情况下，单个风电装置的输出电流减小，在风电场总容量不变的情况下，整个风电场的风电装置数量就会减少，实现了通过较少数量的风电装置实现原较多数量才能实现的电能产出，在一定程度上减少了风电机组维护成本高的问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种风电装置，其特征在于，包括：

风力发电机，用于输出电能；

第一变压器，与所述风力发电机相连，用于将所述风力发电机输出的所述电能由第一电压等级提升为第二电压等级，其中，所述第二电压等级的电压标准高于所述第一电压等级的电压标准；

第一高压配电装置，与所述第一变压器相连，用于保护所述第一变压器；所述第一高压配电装置至少包括：

第一隔离开关，与所述第一变压器连接，用于保护所述风电装置中各器件的连接线路；

断路器，与所述第一隔离开关连接，用于保护所述第一变压器。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一高压配电装置至少还包括：

第二隔离开关，与其他风电装置中的风力发电机相连。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一变压器设置于所述风力发电机的机舱或塔筒平台上。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一高压配电装置设置于所述风力发电机的塔筒平台上。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一变压器为66kV升压变压器。

6.一种集电系统，应用权利要求1-5中任意一项所述的风电装置，其特征在于，包括：

不少于一个风电装置，用于输出由第一电压等级提升为第二电压等级的电能；

升压站，与所述不少于一个风电装置连接，用于将所述第二电压等级的电能提升为第三电压等级，所述第三电压等级的电压标准高于所述第二电压等级的电压标准，所述第二电压等级的电压标准高于所述第一电压等级的电压标准。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述升压站包括：

第二变压器，用于将所述第二电压等级的电能提升为第三电压等级；

第二高压配电装置，与所述第二变压器相连，用于保护所述第二变压器。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第二变压器为110kV升压变压器或220kV升压变压器。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述升压站为海上升压站或陆上升压站。

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