风能是一种清洁的可再生能源,全球范围内分布着广泛的可以利用的风能资源。近几年,随着世界石油价格的大幅波动和风电机组造价的降低,风力发电得到迅速发展。中国是一个能源消费大国,能源产业的发展支撑着经济的高速发展。随着煤炭供应的日趋紧张以及化石能源带来的环境问题,发展新能源,尤其是发展风力发电已成为必然选择。我国风能资源较为丰富,主要分布在东北、华北北部、西北等三北地区以及部分沿海地区。吉林省是我国7个千万千瓦级风电基地之一,根据吉林省风能资源分布和土地资源情况,吉林省千万千瓦级风电基地规划选址在吉林省西部地区,涉及四平、松原和白城等3个地级市的12个市县,区域总面积约5万平方千米。这些地区的主要特点为一是风能资源条件良好,风电场的风功率密度等级基本都在2级以上,二是风频分布好,年有效风速小时数高。最近几年,由于弃风限电情况时有发生,风电发展增速放缓,但随着内蒙和东北几条高压输电线路的开工建设,风力发电必将迎来新一轮机遇。本论文所选定的大安新艾里49.5兆瓦风电场是我省千万千瓦级风电基地的重要组成部分,具备良好的资源条件和开发前景。本论文按照研究生论文编写要求,根据电力工程电气设计手册、电力系统分析理论等技术规范,结合大安新艾里风电场资源、环境、地质等实际情况,对风电场电气系统设计部分进行全面的优化设计研究。一是通过对比多种风力发电机组的特点,结合风电场风力资源情况,进行了风电机组的选型。在此基础上,对风力发电机组的布置和年上网总电量进行估算。二是按照电气设计原则和风电场建设规模,对接入系统方案和主变台数进行了设计、选择和计算。三是对风电场电气一次系统部分进行了设计研究,此部分为本篇论文的核心内容,在综合考虑风电场送出和电网安全稳定运行的基础上,主要对电气一次系统中的集电线路电压等级选择、升压变电站电气设备的布置、场用电系统进行了详细的分析研究,通过计算,选择出最优化的方案。四是对风电场电气二次系统进行了设计,主要针对风电场和升压站的计算机监控系统,继电保护装置和安全自动装置,抗干扰措施及二次电缆等内容进行设计研究。最终形成大安新艾里49.5兆瓦风电场电气系统优化设计方案。