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海上风电低频主变压器特性分析及技术展望

南方能源建设 2023年第5期10卷 139-148页

作者：阳熹汤翔李炬添陆莹陈滢中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东广州510663

[目的]低频交流输电技术已受到广泛关注,虽然其理论研究在不断深入,但距离其在大容量远距离的海上风电送出场景下的工程实现还有许多问题亟待解决,海上低频主变压器的研发与选型问题就是其中之一。[方法]在详细阐述海上风电低频交流输... 详细信息

[目的]低频交流输电技术已受到广泛关注,虽然其理论研究在不断深入,但距离其在大容量远距离的海上风电送出场景下的工程实现还有许多问题亟待解决,海上低频主变压器的研发与选型问题就是其中之一。[方法]在详细阐述海上风电低频交流输电系统的结构及工作原理的基础上,分析了海上主变压器的低频运行特性。[结果]若采用增加铁心截面及绕组匝数的常规改造方式,低频变压器在重量体积和总损耗方面均会有所增加,会给海上风电整体送出方案经济性、海上升压站荷载及布置带来极大影响。需要研究海上低频变压器的小型化、轻量化和低损化设计。[结论]最终详述了海上低频变压器改造的关键技术。在铁心改造方面,研发高磁密、低损耗的高性能取向硅钢片是备受关注的低频变压器改造技术。利用海上优势,设计水冷冷却方式及智能监控的变压器冷却方式也可以实现变压器整体质量与体积的优化。酯类高燃点油变压器具有油可降解、难燃、可靠性较高等优点,与常规矿物油变压器相比更适用做海上低频变压器。展望上述关键技术的未来发展,为大容量、高电压等级海上低频变压器的研制与应用提供参考,以推动大容量远距离海上风电低频送出技术的工程实践。

关键词：低频交流输电海上风电海上低频变压器小型化硅钢片冷却酯类高燃点绝缘油

9F级燃气-蒸汽联合循环分轴机组燃机发电机选型

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电工技术 2022年第17期 207-211页

作者：马晋辉张振李炬添中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东广州510663

针对国内主机厂家常规成熟配套的燃机发电机,分别从技术、经济上比较全氢冷、水氢氢冷、全空冷三种不同冷却方式的发电机。结果显示,以上三种燃机发电机技术参数和结构性能各有优劣,初始投资大致相当,从机组30年全寿命周期考虑,水氢氢... 详细信息

针对国内主机厂家常规成熟配套的燃机发电机,分别从技术、经济上比较全氢冷、水氢氢冷、全空冷三种不同冷却方式的发电机。结果显示,以上三种燃机发电机技术参数和结构性能各有优劣,初始投资大致相当,从机组30年全寿命周期考虑,水氢氢冷燃机发电机经济效益优于全氢冷和全空冷燃机发电机。以上结论可供国内建设单位主机设备招标选型时参考。

关键词：燃气-蒸汽联合循环分轴机组燃机发电机全氢冷水氢氢冷全空冷

基于元件状态空间全概率枚举的海上风电场送出系统可靠性评估

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电工技术 2023年第9期 45-49页

作者：张振陈永延卢睿徐晓燕李炬添中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东广州510663 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

海上风电场电气主接线是构成海上风电场电力系统能量枢纽的基本结构,它的可靠运行对电力系统的安全稳定运行有着至关重要的影响。综合考虑状态空间法、最小路集法和状态枚举法的特点,提出了一种基于元件状态空间的全概率枚举可靠性评估... 详细信息

海上风电场电气主接线是构成海上风电场电力系统能量枢纽的基本结构,它的可靠运行对电力系统的安全稳定运行有着至关重要的影响。综合考虑状态空间法、最小路集法和状态枚举法的特点,提出了一种基于元件状态空间的全概率枚举可靠性评估方法。通过对某1000 MW海上风电场送出系统主接线进行深入分析,采用该评估方法进行可靠性评估和综合分析,验证了该方法的正确性和有效性,并根据可靠性评估结果提出了相应的改善措施,促进了海上风电场送出系统电气主接线可靠性评价的规范化。

关键词：海上风电场电气主接线可靠性评估全概率枚举法状态空间法最小路集法

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接地电阻对风机桨叶引雷能力影响模拟试验

电网技术 2015年第6期39卷 1709-1713页

作者：方超颖李炬添张曾文习山王羽鄂盛龙徐碧川陈文广肖国洲武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072 中国能源建设集团广东省电力设计研究院广东省广州市510000

为研究风电机组桨叶的引雷能力与风电机组接地电阻大小关系,采用标准操作波和雷电波分别对按照1:100比例缩小的两桨叶和三桨叶风机模型进行大量的放电试验。结果表明,风机桨叶的引雷能力和接地电阻的大小呈负相关关系,接地电阻越小,相... 详细信息

为研究风电机组桨叶的引雷能力与风电机组接地电阻大小关系,采用标准操作波和雷电波分别对按照1:100比例缩小的两桨叶和三桨叶风机模型进行大量的放电试验。结果表明,风机桨叶的引雷能力和接地电阻的大小呈负相关关系,接地电阻越小,相关性越强。该试验结果表明风电机组接地性能对防雷措施有影响,能够定性地证明,提高风机的接地性能有助于改善风机叶片防雷措施的防雷效果。试验结论为海上风电机组接地方案和防雷方案的模拟试验设计提供了参考。

关键词：风电机组引雷能力模拟试验风机桨叶接地电阻

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超高压交流海上风电场升压站布置设计方法

电工技术 2023年第12期 88-91页

作者：张振汤翔毕书奇李炬添陆莹丁志勇中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东广州510663 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

海上风电场建设已成为新能源开发利用的重要形式。海上升压站是海上风电场集电系统的重点组成,其可靠设计对于海上风电场的安全高效运行至关重要。但是,国内海上升压站的运行年限较短,海上升压站的布置设计尚处于起步阶段,完整性、可靠... 详细信息

海上风电场建设已成为新能源开发利用的重要形式。海上升压站是海上风电场集电系统的重点组成,其可靠设计对于海上风电场的安全高效运行至关重要。但是,国内海上升压站的运行年限较短,海上升压站的布置设计尚处于起步阶段,完整性、可靠性和安全性尚未经历长期运营的考验。以超高压交流海上升压站为例,考虑海上升压站总体布置配置,开展升压站总体结构布置设计,并综合考虑消防、舾装、暖通、逃生和安全疏散系统的设计,以达到海上升压站设计合理可行、运行安全可靠、维保方便快捷的目标,对我国已规划的沿海海上风电场的升压站设计制造和施工运营具有参考意义。

关键词：海上风电场升压站布置设计结构设计

海上风电机组利用高桩承台基础作为自然接地体的仿真研究

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电瓷避雷器 2016年第5期 114-119页

作者：李炬添彭千方超颖陈艺博文习山王羽中国能源建设集团广东省电力设计研究院广州510000 武汉大学电气工程学院武汉430072 致同会计师事务所(河南分所) 河南洛阳471000

近海海底一般地形复杂,为了抗台风和抗海底冲刷的需要,海上风力发电机组的基础会使用高桩承台基础结构。高桩承台结构在高水位时,顶部水泥平台部分浸没水中,会影响入地电流流散,有必要对利用高桩承台基础作为自然接地体的可行性进行研... 详细信息

近海海底一般地形复杂,为了抗台风和抗海底冲刷的需要,海上风力发电机组的基础会使用高桩承台基础结构。高桩承台结构在高水位时,顶部水泥平台部分浸没水中,会影响入地电流流散,有必要对利用高桩承台基础作为自然接地体的可行性进行研究。建立了以高桩承台基础作为海上风电机组的自然接地体的仿真模型。利用将导体分段,求解各微段导体的格林函数,再叠加的方法求解出模型的接地电阻,在此基础上,利用指数函数模型拟合,得出接地电阻与水位变化的关系曲线。计算结果表明,海上风电机组利用高桩承台结构作为自然接地体能够满足实际工程的需要,为实际海上风电机组的接地设计提供参考。

关键词：海上风机高桩承台结构工频接地电阻冲击接地电阻

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海上风电场海底高压电缆雷电过电压研究

电工技术 2012年第12期 45-46页

作者：李炬添中国能源建设集团广东省电力设计研究院广州510663

海底高压电缆是海上风电场传输电能的重要组成部分,它的安全经济运行对海上风电电力系统至关重要。针对某400MW海上风电场,应用EMTP软件建立风电场海底电缆电磁暂态计算模型,分析海底电缆的雷电过电压特点,就影响海底电缆雷电过电压的... 详细信息

海底高压电缆是海上风电场传输电能的重要组成部分,它的安全经济运行对海上风电电力系统至关重要。针对某400MW海上风电场,应用EMTP软件建立风电场海底电缆电磁暂态计算模型,分析海底电缆的雷电过电压特点,就影响海底电缆雷电过电压的相关因素进行探讨,并根据仿真和分析结果提出建议。

关键词：海底高压电缆雷电过电压 EMTP

海上风电机组利用导管架结构作为自然接地体可行性研究

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电瓷避雷器 2015年第6期 148-153页

作者：李炬添张曾方超颖文习山王羽刘文博周姣中国能源建设集团广东省电力设计研究院广州510000 武汉大学电气工程学院武汉430072

在能源危机的背景下,海上风电已经成为新能源研究的热点,我国海上风电的发展才刚刚起步。海上风力发电机组接地网结构、所处环境等和陆上风力发电机组均有显著差异,为了研究海上风电机组组的接地问题,利用CDEGS软件建立了利用导管架基... 详细信息

在能源危机的背景下,海上风电已经成为新能源研究的热点,我国海上风电的发展才刚刚起步。海上风力发电机组接地网结构、所处环境等和陆上风力发电机组均有显著差异,为了研究海上风电机组组的接地问题,利用CDEGS软件建立了利用导管架基础作为海上风电机组组自然接地体的仿真模型。首先将模型的每一个导体进行分段,再通过复镜像法求解每一段导体的格林函数,最后通过叠加定理求解出模型的接地阻抗。此外,还计算比较了海水的水深,海水的电阻率和海床的电阻率等因素对于接地阻抗大小的影响程度,表明,利用导管架结构作为自然接地体,能够保证海上风力发电机组的接地安全,为海上风电机组组接地设计提供了参考。

关键词：海上风机导管架结构复镜像法接地阻抗

海上风电场送出系统工频过电压机理与特性研究

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智能电网（汉斯） 2021年第1期11卷 75-88页

作者：汤翔张振徐晓燕李炬添陈春霖中国能源建设集团广东省电力设计院有限公司广东广州输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆

大型海上风电场一般离岸较远,主要依赖于高电容海底电缆将电能送出,可能产生较为严重的过电压。但海底电缆敷设于海底难以检修,所发生的故障一般为永久性故障,会给电力系统造成巨大损失。作为威胁海底电缆安全可靠运行的重要因素,海上... 详细信息

大型海上风电场一般离岸较远,主要依赖于高电容海底电缆将电能送出,可能产生较为严重的过电压。但海底电缆敷设于海底难以检修,所发生的故障一般为永久性故障,会给电力系统造成巨大损失。作为威胁海底电缆安全可靠运行的重要因素,海上风电场送出系统的工频过电压机理与特性亟待系统性的总结和研究。本文从原理上分析了海上风电场工频过电压产生的机理与特征;并基于ATP-EMPT对500 kV海上风电场及其送出系统进行建模,对海缆参数进行了修正,以保证模型的准确性;同时,仿真计算了在不同容量情况下,海上风电场及其送出系统的五种不同工况运行时,海缆的容升效应、单相接地故障、无故障突然甩负荷、单相接地故障突然甩负荷和两相接地故障甩负荷时的工频过电压,结合理论分析,最终总结了影响海上风电场送出系统工频过电压的因素及其影响趋势。

关键词：海底电缆工频过电压海上风电场送出系统 ATP-EMPT