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摘 要：近年来，我国经济转型升级速度不断加快，环境也成为越来越多行业发展关注的重点，因此新能源在电力系统中所占的比重越来越大，地位也越来越高，风电产业便在这样的背景下迅猛发展。而风电场升压站普遍具有集电线路较长、系统电容电流较大等特点，这对风电场电气系统的安全运行具有一定的不利影响。本文立足于风电场升压站的运行现状，就其低压侧接地方式进行了研究，并分析出适合风电场升压站安全运行的低压侧接地方式。
关键词：风电场升压站；低压侧接地方式；电容电流
随着我国经济水平的不断发展，对能源的需求量也日益增加，我国现阶段面临石油、煤炭等不可再生资源储量危机，而为了缓解能源危机，势必要开发新能源以取代储量匮乏的传统能源，风力发电行业就是在这样的背景下发展起来的。风力发电虽然较好贯彻了绿色发展的观念，但在实际运行过程中仍存在一定的问题，风力发电较多依靠风力资源，也势必会受到风力的制约，风力的随机性、风速变化或是机组本身的塔影效应、风剪切、偏航误差以及叶片重力偏差等因素都会对电网电压产生不利影响，难以保证用电的安全稳定性。
1 风电场升压站概述
我国的风力发展产业虽起步较晚，但是经过多年来相关人员的重视也得到了一定发展，当前总装机容量已经超过美国，已成为世界第一风电大国，尽管如此，风力发电也有很多不尽如人意的地方，在实际工作过程中也常出现弃风的现象，而该现象的出现不仅是因为风电场自动化水平不高，更与风电场升压站低压侧接地方式有关系，这两方面的原因造成弃风从而对风电场的经济效益产生较大影响[1]。
2 风电场升压站低压侧接地方式研究
2.1 风电场升压站低压侧接地概述
由于系统电容电流较大，使得接地点电弧不能自行熄灭，进而出现间歇性电弧接地，也就是说系统中将出现弧光接地过电压，这种过电压可达到相电压的5倍乃至更高，且由于其持续时间较长，因此极易击穿电网中的绝缘薄弱环节，也会加速用电设备、电缆、变压器等设备的绝缘老化，大大缩短使用寿命。对于升压站低压侧接地方式，则需要正确选择，才能减小系统单相接地电容电流的危害，确保供电可靠及系统的安全运行[2]。
2.2 提高风力发电的安全稳定性措施
在电力需求量日益增加和能源危机日益加重的今天，风力发电的重要性也越来越突出，而风力发电具备一定的波动性与间接性，而这也就难以有效保证风电场升压站质量和安全性[3]。风电场接入的都是电网末端的弱系统，电网无法提供大量无功，而在风机设计中对于无功功率容量的考虑也仅涉及补偿到风机并网点。现阶段最为经济现实的解决方案，是在汇流母线上安装SVG无功补偿装置，使得接入点的电压稳定在要求范围之内，还能最大程度上避免电网故障对风电场的冲击；另外通过正确选择升压站低压侧接地方式也能提高电力系统运行的稳定性，从而有效提高经济效益。
2.3 风电场升压站接地方式
2.3.1 中性点不接地方式
当电容电流小于10A时，升压站低压侧可以选择不接地方式。在这种运行方式下，若发生单相接地故障，系统允许带故障运行2小时，供电可靠性较高。所以当风电场风机容量较小或以架空型集电线路为主时，可以选择不接地运行方式。
2.3.2 经消弧线圈接地
若是采取消弧线圈接地方式，可以在电网单相接地发生故障时，将接地处的电流控制到极小甚至为0的程度，从而有效避免接地处的电弧，及引起的各种危害，从而避免故障的出现，最大程度地保证了供电的可靠性。但当风电场的规模扩大到一定程度时，该方式在布置安装过程中面临投资高、技术难度大等问题，因此也具备一定的不适应性[4]。
2.3.3 经低电阻接地
经低电阻接地方式改变了接地电流相位，有效提高保护动作的灵敏性，从而快速切除故障，进而有效保护系统安全[5]。对于以电缆型集电线路为主的风电场，其单相接地电容电流可按I=0.1UL进行估算。其单相接地电容电流较大，可以采用中性点经低电阻接地方式。
3 风电场升压站发展展望
风电升压站不只是单纯的风力发电的一个环节，它是电气、建筑、结构、水暖、技经等多個方面的综合体，其正常安全运行需要各方面的紧密配合，只有做到各方面协调运行，才能真正使风电升压站功能协调、布局合理且便于管理。另外风电场升压站也是风电场项目的形象代表，它代表的是一个企业乃至一个行业的整体形象。现阶段有相当一部分建设单位在整合了多年工作经验后制定了风电场的设计原则，且对升压站的各个方面做出了具体的规范，尤其是升压站低压侧接地方面。因此，相关设计及工作人员在开展设计或工作前要对风电场项目有一个全面而又准确的认识，要充分理解工程特点及建设方的意见争取将项目设计成为一个环保、低耗能、节约型的风力发电精品工程[6]。
4 结语
在能源危机日益加剧的今天，风力发电已经成为现阶段我国重要的电力资源生产方式，风力发电通过有效运用新型能源和开发适合的自然资源，实现了对绿色能源的合理利用，也符合当今可持续发展的友好战略方针。而为确保风力发电的安全稳定性，务必要对升压站低压侧接地方式进行正确选择，因此相关人员应不断积累工程经验，提高我国的风力发电水平，从而真正实现绿色发电，不断推动可持续发展进程。
参考文献：
[1]赵峻增.风电场内110kV升压站电气一次设计的要点分析[J].中国科技投资，2013，（23）：107.
[2]李鑫.基于SVG技术的风力发电系统电压稳定控制研究[D].石家庄：华北电力大学，2014.
[3]祝贺，徐建源，张明理，等.风力发电技术发展现状及关键问题[J].华东电力，2013，37（2）：314-316.
[4]梁国艳.大型风力发电场并网运行引起的问题及对策[J].大众用电，2015.
[5]庄文柳，张秀娟，刘文华.静止无功发生器SVG原理及工程应用的若干问题[J].华东电力，2013（8）：1295-1299.
[6]裴峰.风电场接地变压器Z型接线及容量计算[J].电气工程学报，2013（12）：34-37.
关键词：风电场升压站；低压侧接地方式；电容电流
随着我国经济水平的不断发展，对能源的需求量也日益增加，我国现阶段面临石油、煤炭等不可再生资源储量危机，而为了缓解能源危机，势必要开发新能源以取代储量匮乏的传统能源，风力发电行业就是在这样的背景下发展起来的。风力发电虽然较好贯彻了绿色发展的观念，但在实际运行过程中仍存在一定的问题，风力发电较多依靠风力资源，也势必会受到风力的制约，风力的随机性、风速变化或是机组本身的塔影效应、风剪切、偏航误差以及叶片重力偏差等因素都会对电网电压产生不利影响，难以保证用电的安全稳定性。
1 风电场升压站概述
我国的风力发展产业虽起步较晚，但是经过多年来相关人员的重视也得到了一定发展，当前总装机容量已经超过美国，已成为世界第一风电大国，尽管如此，风力发电也有很多不尽如人意的地方，在实际工作过程中也常出现弃风的现象，而该现象的出现不仅是因为风电场自动化水平不高，更与风电场升压站低压侧接地方式有关系，这两方面的原因造成弃风从而对风电场的经济效益产生较大影响[1]。
2 风电场升压站低压侧接地方式研究
2.1 风电场升压站低压侧接地概述
由于系统电容电流较大，使得接地点电弧不能自行熄灭，进而出现间歇性电弧接地，也就是说系统中将出现弧光接地过电压，这种过电压可达到相电压的5倍乃至更高，且由于其持续时间较长，因此极易击穿电网中的绝缘薄弱环节，也会加速用电设备、电缆、变压器等设备的绝缘老化，大大缩短使用寿命。对于升压站低压侧接地方式，则需要正确选择，才能减小系统单相接地电容电流的危害，确保供电可靠及系统的安全运行[2]。
2.2 提高风力发电的安全稳定性措施
在电力需求量日益增加和能源危机日益加重的今天，风力发电的重要性也越来越突出，而风力发电具备一定的波动性与间接性，而这也就难以有效保证风电场升压站质量和安全性[3]。风电场接入的都是电网末端的弱系统，电网无法提供大量无功，而在风机设计中对于无功功率容量的考虑也仅涉及补偿到风机并网点。现阶段最为经济现实的解决方案，是在汇流母线上安装SVG无功补偿装置，使得接入点的电压稳定在要求范围之内，还能最大程度上避免电网故障对风电场的冲击；另外通过正确选择升压站低压侧接地方式也能提高电力系统运行的稳定性，从而有效提高经济效益。
2.3 风电场升压站接地方式
2.3.1 中性点不接地方式
当电容电流小于10A时，升压站低压侧可以选择不接地方式。在这种运行方式下，若发生单相接地故障，系统允许带故障运行2小时，供电可靠性较高。所以当风电场风机容量较小或以架空型集电线路为主时，可以选择不接地运行方式。
2.3.2 经消弧线圈接地
若是采取消弧线圈接地方式，可以在电网单相接地发生故障时，将接地处的电流控制到极小甚至为0的程度，从而有效避免接地处的电弧，及引起的各种危害，从而避免故障的出现，最大程度地保证了供电的可靠性。但当风电场的规模扩大到一定程度时，该方式在布置安装过程中面临投资高、技术难度大等问题，因此也具备一定的不适应性[4]。
2.3.3 经低电阻接地
经低电阻接地方式改变了接地电流相位，有效提高保护动作的灵敏性，从而快速切除故障，进而有效保护系统安全[5]。对于以电缆型集电线路为主的风电场，其单相接地电容电流可按I=0.1UL进行估算。其单相接地电容电流较大，可以采用中性点经低电阻接地方式。
3 风电场升压站发展展望
风电升压站不只是单纯的风力发电的一个环节，它是电气、建筑、结构、水暖、技经等多個方面的综合体，其正常安全运行需要各方面的紧密配合，只有做到各方面协调运行，才能真正使风电升压站功能协调、布局合理且便于管理。另外风电场升压站也是风电场项目的形象代表，它代表的是一个企业乃至一个行业的整体形象。现阶段有相当一部分建设单位在整合了多年工作经验后制定了风电场的设计原则，且对升压站的各个方面做出了具体的规范，尤其是升压站低压侧接地方面。因此，相关设计及工作人员在开展设计或工作前要对风电场项目有一个全面而又准确的认识，要充分理解工程特点及建设方的意见争取将项目设计成为一个环保、低耗能、节约型的风力发电精品工程[6]。
4 结语
在能源危机日益加剧的今天，风力发电已经成为现阶段我国重要的电力资源生产方式，风力发电通过有效运用新型能源和开发适合的自然资源，实现了对绿色能源的合理利用，也符合当今可持续发展的友好战略方针。而为确保风力发电的安全稳定性，务必要对升压站低压侧接地方式进行正确选择，因此相关人员应不断积累工程经验，提高我国的风力发电水平，从而真正实现绿色发电，不断推动可持续发展进程。
参考文献：
[1]赵峻增.风电场内110kV升压站电气一次设计的要点分析[J].中国科技投资，2013，（23）：107.
[2]李鑫.基于SVG技术的风力发电系统电压稳定控制研究[D].石家庄：华北电力大学，2014.
[3]祝贺，徐建源，张明理，等.风力发电技术发展现状及关键问题[J].华东电力，2013，37（2）：314-316.
[4]梁国艳.大型风力发电场并网运行引起的问题及对策[J].大众用电，2015.
[5]庄文柳，张秀娟，刘文华.静止无功发生器SVG原理及工程应用的若干问题[J].华东电力，2013（8）：1295-1299.
[6]裴峰.风电场接地变压器Z型接线及容量计算[J].电气工程学报，2013（12）：34-37.