CN220086967U - 风力发电系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种风力发电系统，涉及风力发电技术领域。该系统包括：位于风电场的第一区域内的第一集电回路、位于风电场的第二区域内的第二集电回路和升压站；第二区域与升压站的距离大于第一区域与升压站的距离；在第一集电回路中，第一风电机组输出的电能通过第一升压配电装置升压后，通过第一电压等级的第一集电线路汇集至升压站；在第二集电回路中，第二风电机组输出的电能通过第二升压配电装置升压后，通过第二电压等级的第二集电线路汇集至升压站；其中，第二电压等级高于第一电压等级，升压站将第一集电线路汇集到的电能和第二集电线路汇集到的电能进行升压后，发送至电网进行并网发电。上述方式提高了风力发电的利用率。

Description

风力发电系统

技术领域

本申请涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电系统。

背景技术

风电场的作用是将多台风力发电机组(简称为风电机组)捕获的风能转化为机械能，然后通过风电机组的发电机将机械能转化为电能，再通过集电线路汇集输送到风电场升压站(简称为升压站)并网。

目前，在风力发电系统中，成熟的风电场的汇集方案一般是在风机侧通过35kV升压配电装置升压后，再通过35kV集电线路将电能汇集至升压站。但随着更多的新建风电场呈现装机容量大、场区面积大、风机机位分散等特点，若仍采用35kV集电线路并网的汇集方案，则存在线路长度过长、回路数多、线路损耗大、投资高等问题，进而导致风力发电系统的风力发电利用率低。

因此，如何降低线路损耗，进而提高风力发电系统的风力发电利用率已成为后续陆上风电基地项目的重要研究目标。

实用新型内容

本申请提供了一种风力发电系统，用以解决现有技术存在的因线路损耗大导致的风力发电系统的风力发电利用率低的技术问题。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种风力发电系统，包括：位于风电场的第一区域内的第一集电回路、位于风电场的第二区域内的第二集电回路和升压站；其中，所述升压站与电网相连；所述第二区域与升压站的距离大于所述第一区域与升压站的距离；

所述第一集电回路包括依次连接的第一风电机组、第一电压等级的第一升压配电装置和第一电压等级的第一集电线路；

所述第一风电机组输出的电能通过所述第一升压配电装置升压后，通过所述第一集电线路汇集至所述升压站；

所述第二集电回路包括依次连接的第二风电机组、第二电压等级的第二升压配电装置和第二电压等级的第二集电线路；其中，所述第二电压等级高于所述第一电压等级；

所述第二风电机组输出的电能通过所述第二升压配电装置升压后，通过所述第二集电线路汇集至所述升压站；

所述升压站将所述第一集电线路汇集到的电能和所述第二集电线路汇集到的电能进行升压后，发送至所述电网进行并网发电。

可选地，所述第一集电线路和所述第二集电线路均由塔和导线构成；或，所述第一集电线路13和所述第二集电线路23均由塔和电缆构成；其中：

所述第一集电线路包括多个第一塔和第一导线；其中，所述第一导线的一端与所述第一升压配电装置相连，所述第一导线的另一端与所述升压站相连，且所述第一导线架空在多个所述第一塔上；

所述第二集电线路包括多个第二塔和第二导线；其中，所述第二导线的一端与所述第二升压配电装置相连，所述第二导线的另一端与所述升压站相连，且所述第二导线架空在多个所述第二塔上。

可选地，所述升压站包括第一电压等级的第一母线段、第二电压等级的第二母线段和主变压器；

其中，所述第一电压等级的第一母线段的一端与所述第一集电线路相连，所述第一电压等级的第一母线段的另一端与所述主变压器相连；

所述第二电压等级的第二母线段的一端与所述第二集电线路相连，所述第二电压等级的第二母线段的另一端与所述主变压器相连。

可选地，所述主变压器为三绕组变压器。

可选地，所述升压站还包括控制保护系统，其中：

所述控制保护系统包括设置在所述第一电压等级的第一母线段与所述第一集电线路之间的第一断路器、设置在所述第二电压等级的第二母线段与所述第二集电线路之间的第二断路器、设置在所述第一电压等级的第一母线段与所述主变压器之间的第三断路器、设置在所述第二电压等级的第二母线段与所述主变压器之间的第四断路器、设置在所述主变压器和所述升压站之间的第五断路器。

可选地，所述第一升压配电装置包括第一电压等级的第一升压变压器，所述第二升压配电装置包括第二电压等级的第二升压变压器。

可选地，所述第一升压配电装置还包括位于第一电压等级的第一升压变压器高压侧的第六断路器和位于第一电压等级的第一升压变压器低压侧的第七断路器；其中，所述第一电压等级的第一升压变压器高压侧是第一电压等级的第一升压变压器与第一集电线路相连的一侧，所述第一电压等级的第一升压变压器低压侧是第一电压等级的第一升压变压器与所述第一风电机组相连的一侧；

所述第二升压配电装置还包括位于第二电压等级的第二升压变压器高压侧的第八断路器和位于第二电压等级的第二升压变压器低压侧的第九断路器；其中，所述第二电压等级的第二升压变压器高压侧是第二电压等级的第二升压变压器与第二集电线路相连的一侧，所述第二电压等级的第二升压变压器低压侧是第二电压等级的第二升压变压器与所述第二风电机组相连的一侧。

可选地，所述第一集电线路分为第一单回架空线路和第一双回架空线路；所述第二集电线路分为第二单回架空线路和第二双回架空线路。

可选地，所述第一导线和所述第二导线均为钢芯铝绞线。

可选地，所述第一电压等级为35kV，所述第二电压等级为66kV。

本申请提供的一种风力发电系统，包括：位于风电场的第一区域内的第一集电回路、位于风电场的第二区域内的第二集电回路和升压站；其中，升压站与电网相连；第二区域与升压站的距离大于第一区域与升压站的距离；第一集电回路包括依次连接的第一风电机组、第一电压等级的第一升压配电装置和第一电压等级的第一集电线路；第一风电机组输出的电能通过第一升压配电装置升压后，通过第一集电线路汇集至升压站；第二集电回路包括依次连接的第二风电机组、第二电压等级的第二升压配电装置和第二电压等级的第二集电线路；其中，第二电压等级高于第一电压等级；第二风电机组输出的电能通过第二升压配电装置升压后，通过第二集电线路汇集至升压站；升压站将第一集电线路汇集到的电能和第二集电线路汇集到的电能进行升压后，发送至电网进行并网发电。

本申请通过在近距离的第一区域设置第一电压等级的第一集电回路，并在远距离的第二区域设置第二电压等级的第二集电回路的方式，能够针对风电场不同区域内的集电回路进行不同电压等级的设置，进而降低远距离的第二区域的线路损耗，在减少施工部署、降低设备成本的同时，提高风力发电的利用率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种风力发电系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的第一集电线路和第二集电线路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第一集电线路和第二集电线路的部署示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种风力发电系统的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的又一种风力发电系统的结构示意图。

附图标记：

1-第一集电回路；2-第二集电回路；3-升压站；4-电网；11-第一风电机组；12-第一升压配电装置；13-第一集电线路；21-第二风电机组；22-第二升压配电装置；23-第二集电线路；131-第一塔；132-第一导线；231-第二塔；232-第二导线；31-第一母线段；32-第二母线段；33-主变压器；341-第一断路器；342-第二断路器；343-第三断路器；344-第四断路器；345-第五断路器；121-第一升压变压器；122-第六断路器；123-第七断路器；221-第二升压变压器；222-第八断路器；223-第九断路器；D1-第一单回架空线路；D2-第一双回架空线路；D3-第二单回架空线路；D4-第二双回架空线路。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。

目前，陆上风电场的传统电能汇集方式为：风电机组发出电能-35kV升压配电装置升压-35kV集电线路汇集电能-升压站汇集升压-并网发电。由于集电线路的输电能力受到送、受端之间电压损失的限制，输电网规划中常桉10％左右控制，也就是说，当输送距离超过电压降10％的负荷距时，可能使位于送、受端附近的变电站二次侧电压偏移超标。而在大规模的风电场项目中，部分集电线路的输送距离超过38km，若集电线路采用35kV电压等级，则单回输送容量将大大降低，线路损耗大，且线路投资成本显著增加。

而采用66kV电压等级的集电线路仅在海上风电场的集电线路中示范应用。受限于陆上风电场66kV升压集电系统所配套的66kV电缆、66kV升压配电装置等成本高的原因，陆上风电场暂无66kV集电线路的相关应用业绩。为了解决上述技术问题，本申请的目的是提供一种应用于风力发电领域，用于通过降低线路损耗的方式提高风电利用率的风力发电系统。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

实施例1：

图1为本申请实施例提供的一种风力发电系统的结构示意图。如图1所示，该风力发电系统包括：位于风电场的第一区域内的第一集电回路1、位于风电场的第二区域内的第二集电回路2和升压站3；其中，升压站3与电网4相连；第二区域与升压站3的距离大于第一区域与升压站3的距离。

第一集电回路1包括依次连接的第一风电机组11、第一电压等级的第一升压配电装置12和第一电压等级的第一集电线路13。

在本申请实施例中，第一集电回路1的数量可以是一个，也可以是多个，当存在多个第一集电回路1时，多个第一集电回路1之间可以独立存在，也可以存在共用的线路部分，本申请实施例对此并不做具体限定。同理，第二集电回路2的数量可以是一个，也可以是多个，当存在多个第二集电回路2时，多个第二集电回路2之间可以独立存在，也可以存在共用的线路部分，本申请实施例对此并不做具体限定。

若用符号表示，则第一集电回路1的数量为N，第二集电回路2的数量为M，本申请实施例对N和M的具体数值不做具体限定。

第一风电机组11输出的电能通过第一升压配电装置12升压后，通过第一集电线路13汇集至升压站3。

第二集电回路2包括依次连接的第二风电机组21、第二电压等级的第二升压配电装置22和第二电压等级的第二集电线路23；其中，第二电压等级高于第一电压等级。

在本申请实施例中，第二集电线路23与第一集电线路13都可以称为集电线路，二者的区别点是电压等级不同。

应理解，本申请在第二升压配电装置22与第二集电线路23相连接的地方可以用到与第二电压等级的第二集电线路23配套的电缆(在图1中并未画出)，该电缆在本申请中作为分支线路发挥作用，与现有技术中海上风电场66kV升压集电系统所配套的66kV电缆作为主干线路相比，本申请具有低成本的优势。具体的，第二电压等级的第二集电线路23配套的电缆的长度很短，可以是几十米(例如50米、60米等)，而现有技术中的66kV海缆作为主干线路长达几十公里，因此本申请能够达到节约设备成本的优势。

第二风电机组21输出的电能通过第二升压配电装置22升压后，通过第二集电线路23汇集至升压站3。

升压站3将第一集电线路13汇集到的电能和第二集电线路23汇集到的电能进行升压后，发送至电网4进行并网发电。

本申请实施例根据风电场内各集电线路所在区域与风电场中升压站3的距离的远近、不同电压等级的集电线路的输送容量的不同等，按预设要求的电压降，分别将风电场内各集电线路采用对应的电压等级进行排布，使所有集电线路形成两种电压等级的混和排布。本申请实施例采用不同电压等级的集电线路汇集对应的风电机组产生的电能至同一升压站3，在同样的条件下，由于第二电压等级的第二集电线路23与第一电压等级的第一集电线路13相比，输电电压得到大大提高，且第二集电线路23的负荷距是第一集电线路13的多倍，因此，本申请提供的上述方案既解决了风电场的第二区域仍采用第一集电线路13存在的长距离输送压降高、损耗大的问题，又降低了风电场全部区域均采用第二集电线路23的设备成本。

在一个可能的实现方式中，第一电压等级为35kV，第二电压等级为66kV。

应理解，35kV或称为35千伏，66kV或称为66千伏。本申请实施例对第一电压等级和第二电压等级的具体数值不做具体限定，例如，第一电压等级为10kV，第二电压等级为110kV。第一电压等级为35kV时，第一集电线路13或称为35kV集电线路；第二电压等级为66kV时，第二集电线路23或称为66kV集电线路。

本申请实施例根据风电场内各集电线路所在区域与风电场中升压站3的距离的远近、输送容量的不同，按预设要求的电压降，分别将风电场内的各集电线路采用35kV与66kV两种电压等级混和排布。本申请实施例采用不同电压等级的集电线路汇集对应的风电机组产生的电能至同一升压站3，在同样的条件下，由于输电电压得到大大提高，且66kV的集电线路的负荷距是35kV集电线路的3.56倍，因此单回架空线路的输送容量及输送距离将大大提高，既解决了采用35kV长距离输送压降高、损耗大的问题，又降低了集电线路的总成本。

在一个可能的实现方式中，如图2所示，第一集电线路13和第二集电线路23均由塔和导线构成；应理解，各集电线路的主要部分由导线和塔组成，塔架着导线形成了集电线路，以利用该集电线路输送电能至升压站3。或，第一集电线路13和第二集电线路23均由塔和电缆构成。因此，本申请实施例对两个集电线路的具体结构不做具体限定。

其中：第一集电线路13包括多个第一塔131和第一导线132；其中，第一导线132的一端与第一升压配电装置12相连，第一导线132的另一端与升压站3相连，且第一导线132架空在多个第一塔131上。

第二集电线路23包括多个第二塔231和第二导线232；其中，第二导线232的一端与第二升压配电装置22相连，第二导线232的另一端与升压站3相连，且第二导线232架空在多个第二塔231上。

本申请实施例对35kV集电线路中的第一塔131的塔型、塔距等，以及66kV集电线路中的第二塔231的塔型、塔距等均不做具体限定。

本申请实施例给出了第一集电线路13的具体结构，根据第一集电线路13的具体结构，能够实现电能从第一升压配电装置12到升压站3的低线路损耗的传输。同理，本申请实施例还给出了第二集电线路23的具体结构，根据第二集电线路23的具体结构，能够实现电能从第二升压配电装置22到升压站3的低线路损耗的传输。

在一个可能的实现方式中，第一导线132和第二导线232均为钢芯铝绞线。

具体的，该钢芯铝绞线可以是JL/G1A-300型号的钢芯铝绞线，通过该型号的钢芯铝绞线，可以进一步降低线路损耗。

在一个可能的实现方式中，如图3所示，第一集电线路13分为第一单回架空线路D1和第一双回架空线路D2；第二集电线路23分为第二单回架空线路D3和第二双回架空线路D4。

应理解，第一单回架空线路D1的长度或称为第一单回线路长度，第二单回架空线路D3的长度或称为第二单回线路长度。第一双回架空线路D2可以指两个第一集电线路13共用的线路部分，第二双回架空线路D4可以指两个第二集电线路23共用的线路部分。

示例性的，当第一集电回路1的数量为2，第二集电回路2的数量为2时，如图3所示，两个第一集电线路13可以各自有各自对应的第一单回架空线路D1，并且两个第一集电线路13可以共用一个第一双回架空线路D2。

同理，两个第二集电线路23可以各自有各自对应的第二单回架空线路D3，并且两个第二集电线路23可以共用一个第二双回架空线路D4。

通过上述技术方案可知，本申请中的集电线路采用35kV与66kV两种电压等级混和排布的方式，使路径(即单回线路长度)长的集电线路采用66kV电压等级，路径短的集电线路采用35kV电压等级。

进一步的，35kV集电线路中的第一塔131适用的最大导线截面一般以240mm²、300mm²为主，当功率因数按1考虑，且电压降10％时，240mm²、300mm²导线的负荷距分别为917MW.km、1144MW.km。当功率因数按1考虑，且电压降为10％时，240mm²、300mm²导线在经济输送容量条件下，单回输送容量分别为24MVA、30MVA，输送距离不超过38km；在极限输送容量(80℃)条件下，单回输送容量分别为41.2MVA、46.9MVA，输送距离不超过24km；在本申请实施例中，单回线路长度超过预设距离(例如：38km)时，集电线路的电压等级按66kV考虑。当电压降按8％考虑时，240mm²、300mm²导线的单回线路长度超过约32km(经济容量)或19km(极限容量)时，集电线路的电压等级按66kV考虑；当电压降按5％考虑时，240mm²、300mm²导线的单回线路长度超过约20km(经济容量)、11km(极限容量)时，集电线路的电压等级按66kV考虑。

以35kV集电线路的装机容量为30MW为例，进行如下分析：35kV集电线路上装设6台单机容量为5MW的风电机组，该35kV集电线路(300mm²导线)的长度可以设置为不超过(38km)的长度，如果超过该数值，那么电压降过低(大于10％)，容易导致线路损耗过大，需采用调相、调压等措施，进而造成风力发电的利用率低。

本申请实施例对如何减少回路数、降低线路压降损耗的过程进行如下分析：当输送容量为50MW时，如输送距离为69km，导线截面按300mm²考虑，采用35kV集电线路需要2个集电线路回路，单回线路压降约14％；若采用66kV集电线路，由于66kV的集电线路的负荷距是35kV集电线路的3.56倍，采用66kV集电线路仅需要一个回路，线路压降约8％；因此采用66kV集电线路的减少了集电线路回路数，降低了线路长度及线路损耗。

本申请实施例实现的是集电线路不同电压等级的混合设计方案(例如：66kV和35kV混合的方案)，具体的思路是：在针对距离升压站3较远的区域，仍用35kV可能造成大量电能资源浪费的情况下，采用该混合设计方案。

采用该混合设计方案的原理是：如果在风电场中全采用35kV集电线路，设备成本确实低，由于风电场可能受限于线路损耗长等一系列的原因，最终导致项目不成立。但是，如果考虑风电场全采用66kV集电线路之后，虽然项目成立，但是其存在成本高的缺陷。因此为了降低线路损耗的同时，考虑到设备成本，本申请提供一种混合设计方案，针对近区域设置35kV集电线路在一定程度上规避了全部采用66kV集电线路造成的整体成本高的弊端，并且还针对远区域设置66kV集电线路，降低了线路损耗，提高了风力发电的利用率。

综上，本申请实施例在风力发电系统中，改变了传统的集电线路汇集方案，可实现更远距离的风电机组的低损耗、大容量汇集，减少了线路损耗，降低了线路投资。在此基础上，本申请实施例减少了风电场内集电线路的回路数，减少了集电线路的部署面积，具有更好的节约资源的效果。

实施例2：

图4为本申请实施例提供的另一种风力发电系统的结构示意图。如图4所示，该实施例2是对升压站3的具体结构的细化。具体的，升压站3包括第一电压等级的第一母线段31、第二电压等级的第二母线段32和主变压器33。

其中，第一电压等级的第一母线段31的一端与第一集电线路13相连，第一电压等级的第一母线段31的另一端与主变压器33相连。

第二电压等级的第二母线段32的一端与第二集电线路23相连，第二电压等级的第二母线段32的另一端与主变压器33相连。

应理解，第一母线段31或称为35kV汇流母线、35kV母线段等，第二母线段32或称为66kV汇流母线、66kV母线段等。

第一风电机组11通过第一升压配电装置12连接到第一集电线路13，然后再通过第一集电线路13汇集到升压站3内的第一母线段31，进而经主变压器33升压之后接入电网4。同理，第二风电机组21通过第二升压配电装置22连接到第二集电线路23，然后通过第二集电线路23汇集到升压站3内的第二母线段32，再经升压站3内的主变压器33升压之后接入电网4。

在一个可能的实现方式中，主变压器33为三绕组变压器。

在本申请实施例中，集电线路采用两种电压等级混合排布方式的同时，本申请实施例对升压站3内的主变压器33的结构进行了设置，该主变压器33由常规的两级升压如35/220kV调整为35/66/220kV，主变压器33选型采用三绕组变压器，设35kV、66kV两段汇流母线经主变压器33升压后经第五断路器345(或称为高压配电装置)接入电网4。

在一个可能的实现方式中，如图4所示，升压站3还包括控制保护系统，其中：控制保护系统包括设置在第一电压等级的第一母线段31与第一集电线路13之间的第一断路器341、设置在第二电压等级的第二母线段32与第二集电线路23之间的第二断路器342、设置在第一电压等级的第一母线段31与主变压器33之间的第三断路器343、设置在第二电压等级的第二母线段32与主变压器33之间的第四断路器344、设置在主变压器33和升压站3之间的第五断路器345(或高压配电装置)。

在本申请实施例中，各断路器均可以或称为开关。控制保护系统实际上可以是放在升压站3内的一面开关柜或是升压站3内的保护室内，是升压站3中的保护和控制装置。

针对不同的电压等级，不同的断路器的型号/类型可以根据实际情况进行调整，但是它们的作用基本上类似。另外，断路器的类型包括但不限于：真空断路器、六氟化硫断路器等。正常情况下，各断路器处于导通状态，在异常情况(例如电网调度发生故障、或有事故需要维修等)下，可以通过控制保护系统中的控制芯片来控制各断路器处于断开状态。断路器的设置，提高了风力发电系统的安全性。

实施例3：

图5为本申请实施例提供的又一种风力发电系统的结构示意图。如图5所示，该实施例3是对第一升压配电装置12和第二升压配电装置22具体结构的细化。具体的，第一升压配电装置12包括第一电压等级的第一升压变压器121，第二升压配电装置22包括第二电压等级的第二升压变压器221。

本申请实施例中的第一升压变压器121或称为35kV升压变压器，第二升压变压器221或称为66kV升压变压器。

本申请实施例通过针对不同集电线路设置对应电压等级的升压变压器的方式，保证了风力发电系统的稳定运行。

在一个可能的实现方式中，如图5所示，第一升压配电装置12还包括位于第一电压等级的第一升压变压器121高压侧的第六断路器122和位于第一电压等级的第一升压变压器121低压侧的第七断路器123；其中，第一电压等级的第一升压变压器121高压侧是第一电压等级的第一升压变压器121与第一集电线路13相连的一侧，第一电压等级的第一升压变压器121低压侧是第一电压等级的第一升压变压器121与第一风电机组11相连的一侧。

第二升压配电装置22还包括位于第二电压等级的第二升压变压器221高压侧的第八断路器222和位于第二电压等级的第二升压变压器221低压侧的第九断路器223；其中，第二电压等级的第二升压变压器221高压侧是第二电压等级的第二升压变压器221与第二集电线路23相连的一侧，第二电压等级的第二升压变压器221低压侧是第二电压等级的第二升压变压器221与第二风电机组21相连的一侧。

在图1、图4或图5的基础上，本申请实施例提供以下示例的风力发电流程：在近区域中，第一风电机组11产电-35kV升压配电装置升压-35kV集电线路汇集电能-35kV母线段-经三绕组变压器升压-并网发电；在远区域中，第二风电机组21产电-66kV升压配电装置升压-66kV集电线路汇集电能-66kV母线段-经三绕组变压器升压-并网发电。

具体的，某风电场装机容量300MW，装设60台单机容量为5MW的风电机组，200MW装机容量距离升压站3直线距离约20公里～40公里以内，100MW装机容量距离升压站3直线距离40公里以上。

将距离升压站3直线距离较近的200MW装机容量按35kV的电压等级规划，如表1所示，共规划8个回路(L3～L10)，架空路径总长度约231.98km,导线采用JL/G1A-300型钢芯铝绞线。各集电线路的详细方案详见表1。

将距离升压站3直线距离较远的100MW装机容量按66kV的电压等级规划，如表1所示，共规划2个回路(L1和L2)，导线采用JL/G1A-300型钢芯铝绞线，架空路径的总长度约122.34km，两回线路L1、L2的电压降分别为8.09％、6.23％。

若此100MW装机容量按35kV的电压等级规划，如表2所示，则需规划4个回路(L1a、L1b和L2a、L2b)，导线采用JL/G1A-300型钢芯铝绞线，架空路径的总长度约245km，四回线路L1a(L1b)、L2a(L2b)的电压降分别为15.8％、11％。从表1、表2对比可以看出，35kV集电线路长度及线路压降均较采用66kV电压高。

表1混合排布的集电线路各回路的信息

表2L1、L2采用35kV电压等级集电线路信息

基于集电线路方案及风电场同步建设的220kV升压站3，本方案构建了一种新的风力发电系统。220kV升压站3内新建设一台三绕组变压器，电压比为220/66/35kV，容量为300MVA/200MVA/100MVA，分别设置一段66kV母线段、35kV母线段分别汇集风电场中所有的集电线路，三绕组变压器的高压侧设置220kV配电装置接入电网4。

在本申请实施例中，还可以在风力发电系统中的各器件之间设置避雷器、互感器、隔离开关等。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风力发电系统，其特征在于，包括：位于风电场的第一区域内的第一集电回路(1)、位于风电场的第二区域内的第二集电回路(2)和升压站(3)；其中，所述升压站(3)与电网(4)相连；所述第二区域与升压站(3)的距离大于所述第一区域与升压站(3)的距离；

所述第一集电回路(1)包括依次连接的第一风电机组(11)、第一电压等级的第一升压配电装置(12)和第一电压等级的第一集电线路(13)；

所述第一风电机组(11)输出的电能通过所述第一升压配电装置(12)升压后，通过所述第一集电线路(13)汇集至所述升压站(3)；

所述第二集电回路(2)包括依次连接的第二风电机组(21)、第二电压等级的第二升压配电装置(22)和第二电压等级的第二集电线路(23)；其中，所述第二电压等级高于所述第一电压等级；

所述第二风电机组(21)输出的电能通过所述第二升压配电装置(22)升压后，通过所述第二集电线路(23)汇集至所述升压站(3)；

所述升压站(3)将所述第一集电线路(13)汇集到的电能和所述第二集电线路(23)汇集到的电能进行升压后，发送至所述电网(4)进行并网发电。

2.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于，所述第一集电线路(13)和所述第二集电线路(23)均由塔和导线构成；或，所述第一集电线路(13)和所述第二集电线路(23)均由塔和电缆构成；其中：

所述第一集电线路(13)包括多个第一塔(131)和第一导线(132)；其中，所述第一导线(132)的一端与所述第一升压配电装置(12)相连，所述第一导线(132)的另一端与所述升压站(3)相连，且所述第一导线(132)架空在多个所述第一塔(131)上；

所述第二集电线路(23)包括多个第二塔(231)和第二导线(232)；其中，所述第二导线(232)的一端与所述第二升压配电装置(22)相连，所述第二导线(232)的另一端与所述升压站(3)相连，且所述第二导线(232)架空在多个所述第二塔(231)上。

3.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于，所述升压站(3)包括第一电压等级的第一母线段(31)、第二电压等级的第二母线段(32)和主变压器(33)；

其中，所述第一电压等级的第一母线段(31)的一端与所述第一集电线路(13)相连，所述第一电压等级的第一母线段(31)的另一端与所述主变压器(33)相连；

所述第二电压等级的第二母线段(32)的一端与所述第二集电线路(23)相连，所述第二电压等级的第二母线段(32)的另一端与所述主变压器(33)相连。

4.根据权利要求3所述的风力发电系统，其特征在于，所述主变压器(33)为三绕组变压器。

5.根据权利要求3或4所述的风力发电系统，其特征在于，所述升压站(3)还包括控制保护系统，其中：

所述控制保护系统包括设置在所述第一电压等级的第一母线段(31)与所述第一集电线路(13)之间的第一断路器(341)、设置在所述第二电压等级的第二母线段(32)与所述第二集电线路(23)之间的第二断路器(342)、设置在所述第一电压等级的第一母线段(31)与所述主变压器(33)之间的第三断路器(343)、设置在所述第二电压等级的第二母线段(32)与所述主变压器(33)之间的第四断路器(344)、设置在所述主变压器(33)和所述升压站(3)之间的第五断路器(345)。

6.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于，所述第一升压配电装置(12)包括第一电压等级的第一升压变压器(121)，所述第二升压配电装置(22)包括第二电压等级的第二升压变压器(221)。

7.根据权利要求6所述的风力发电系统，其特征在于，

所述第一升压配电装置(12)还包括位于第一电压等级的第一升压变压器(121)高压侧的第六断路器(122)和位于第一电压等级的第一升压变压器(121)低压侧的第七断路器(123)；其中，所述第一电压等级的第一升压变压器(121)高压侧是第一电压等级的第一升压变压器(121)与第一集电线路(13)相连的一侧，所述第一电压等级的第一升压变压器(121)低压侧是第一电压等级的第一升压变压器(121)与所述第一风电机组(11)相连的一侧；

所述第二升压配电装置(22)还包括位于第二电压等级的第二升压变压器(221)高压侧的第八断路器(222)和位于第二电压等级的第二升压变压器(221)低压侧的第九断路器(223)；其中，所述第二电压等级的第二升压变压器(221)高压侧是第二电压等级的第二升压变压器(221)与第二集电线路(23)相连的一侧，所述第二电压等级的第二升压变压器(221)低压侧是第二电压等级的第二升压变压器(221)与所述第二风电机组(21)相连的一侧。

8.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于，所述第一集电线路(13)分为第一单回架空线路(D1)和第一双回架空线路(D2)；所述第二集电线路(23)分为第二单回架空线路(D3)和第二双回架空线路(D4)。

9.根据权利要求2所述的风力发电系统，其特征在于，所述第一导线(132)和所述第二导线(232)均为钢芯铝绞线。

10.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于，所述第一电压等级为35kV，所述第二电压等级为66kV。