風電機組雷電過電壓防護研究.pdf

1、風電是一種清潔的可再生能源，開發(fā)利用風能資源是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，實施能源可持續(xù)發(fā)展的有效手段。我國風能資源豐富，可開發(fā)利用的潛力巨大?，F(xiàn)在我國風機裝機總量躍居世界第一位，成為世界第一風電國。隨著風力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，風機容量不斷擴大，葉尖高度不斷增長，導致風機機組易遭受雷擊事故。風機槳葉因其形狀結(jié)構(gòu)是風機上最易遭受雷擊的部分，當槳葉尖端遭遇雷擊后，雷電流沿槳葉注入葉尖根部，經(jīng)過機艙向塔體傳播，最終通過接地裝置散入大地。當雷電流流經(jīng)塔體時，它會

2、在塔體內(nèi)部電纜和與電力電子設(shè)備上產(chǎn)生過電壓，損害設(shè)備的正常運行。當雷電流流經(jīng)接地裝置時，接地裝置自身電阻的存在會造成地電位的抬高，有可能對其它設(shè)備造成反擊損害。風場是由多臺風力發(fā)電機組并聯(lián)而成的，當風機遭遇雷擊后，不僅損害該臺機組自身，還會威脅風場內(nèi)其它并聯(lián)機組安全運行。因此，本文旨在計算風電機組的雷電暫態(tài)過電壓，并分析各種因素對過電壓的影響，為風電機組的安全經(jīng)濟的防雷設(shè)計提供了參考依據(jù)。
　　本文建立了多臺風力發(fā)電機組并聯(lián)的機組

3、整體電氣模型。每臺機組分別建立了其槳葉模型，機艙模型，塔體模型，接地裝置模型，塔體內(nèi)部電力電纜模型，機組變壓器模型，避雷器模型。風機電氣模型將實際的風機轉(zhuǎn)化為由許多電容，電感，電阻組成的網(wǎng)絡(luò)。當雷電流源注入網(wǎng)絡(luò)后，通過求解電路暫態(tài)響應可以計算網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的雷電過電壓大小。論文重點介紹了風機塔體模型電氣參數(shù)計算，對比現(xiàn)有的不同模型之間的優(yōu)劣。設(shè)計并搭建了縮小比例風機塔體模型，在實驗室對雷擊風機塔體過程進行了模擬，通過實驗結(jié)果對比了不同塔體