集电线路

针对风电场集电线上复杂电源密集接入使得现有定位方法应用困难的问题，提出一种基于双层负序差值与负序测距的风电场集电线故障定位方案。首先，深入分析风机故障电流特性，从负序分量出发实现风机建模，同时计及风电场结构特点对其负序网络实施等效。然后，引入故障模拟策略，通过负序电压差值表征模拟故障与实际故障的差异以识别故障区域第一节点，进一步探究从实际故障场景到特定模拟故障场景的负序电压变化趋势，并定义负序电压比消除故障点电流影响，由此提出负序电压比差值判据以实现故障区域第二节点识别。最后，针对故障区域利用双端负序量推导测距公式确定故障位置。PSCAD/EMTDC验证表明，所提方案能够以较少测点计及含线路分支集电线的适用性准确定位集电线各类不对称故障，且定位效果不受故障位置、过渡电阻、风机、风速分布及相量不同步等因素影响。

针对集电线路多分支网络结构故障定位过程时精度易受测点数量和行波波速影响的问题，提出一种基于稀疏信息差值的集电线路故障定位方法。按照集电线路划分故障区域。首先，通过变分模态分解从初始行波信号中提取第一本征模函数信号，并通过Stockwell变换将其进一步分解为S矩阵。然后，通过S矩阵计算其模矩阵Q，并计算所有模矩阵之间的能量相似性，建立区域决策矩阵来识别故障区域。最后，在确定的故障区域内设置虚拟故障点，根据故障区域首末端初始行波到达时间，计算测量行波和虚拟故障点之间的信息差异度，采用离散-连续粒子群实时修正故障分支和故障位置。仿真结果表明，该方法无需集电线路所有分支行波信息，大幅降低监测设备数量，消除波速影响，实现多分支集电线路的精准故障定位。

大型光伏电站组件布置面积大，其集电线路的造价比重相对也较大，再加上光伏上网电价较高，其电能损耗损失也大，故对集电线路经济截面的选择较为重要。由于技术经济方面的变化及使用条件的限制，目前设计规程上的经济电流密度曲线已不能满足光伏电站集电线路经济截面的选择。通过参数更新，计算光伏电站集电线路的经济电流密度，供光伏电站设计相关同行及有关研究部门参考。

（1）实现对风电场继电保护整定计算的自动化与智能化；（2）实现对风电场短路故障的模拟和分析、为风电场事故分析提供参考依据；（3）实现风电场继电保护定值的管理、继电保护技术培训等功能。（4）研究风电场短路故障时风电场关键节点处的短路电流幅值和持续时间；（5）研究中性点接地方式、无功补偿装置、低电压穿越等因素对定值的影响；（6）研究风电机组短路电流特点对集电线路以及变压器过流保护的影响；（7）研究通过时间、闭锁等方式开风电机组短路电流的基本方案；（8）研究集电线路过流保护的配置以及整定原则；（9）研究集电线路过流保护增加复压闭锁、方向闭锁的必要性以及设置原则；（10）研究采用低电阻接地系统的风电场零序保护的配置方案；（11）着重研究风机进线零序保护的整定原则以及接地变压器零序保护和过流保护的计算方法；（12）研究风电场保护（进线保护与主变高低后备保护、风电机组保护与进线保护）之间的相互配合原则。项目获得软件著作权专利2项。

随着中广核新能源电站装机容量日益增长，传统人工巡视方式工作效率低、安全风险大、覆盖面不全的问题逐步显现，为了响应公司集约化、专业化、数字化的管理要求，我们积极探索新型巡检方式，提升巡检效率。随着无人机的技术升级和应用普及，新能源光伏、风机、线路的传统巡检方式迎来了一场技术大变革，通过无人机挂载不同功能的云台进行巡检，利用一体化管理平台进行数据处理、形成报告和缺陷闭环管理，现场运维工作正在变得“精准、高效、安全”。该巡检系统可实现对平地、山地、水面光伏，陆上、海上风电，集电线路及杆塔的全部精细化巡检。

在“双碳”目标以及我国能源结构加速转型的双重驱动下，风电产业规模不断快速增长，亟须降本增效以应对平价上网压力。集电线路的造价在投资中占比较大，存在可观的优化空间。为了降低投资成本，提出了一种改进模糊C-均值(fuzzy C-means，FCM)聚类算法。 方法 利用改进FCM聚类算法对陆上风电场集电线路回路进行划分。该算法综合考虑了方位角与欧式距离，以保障回路间线路不交叉，并使相邻机组聚集到同一回路；引入机位到聚类中心距离的修正因子，通过调节其数值限制回路容量。在回路划分的基础上，利用动态Prim算法对各回路进行集电线路优化选线。最后，通过某陆上风电场算例验证方法的有效性。 结果 与只考虑方位角的聚类方法相比，考虑方位角和间距的改进FCM算法优化效果更好，单回、双回连接对应的集电线路总造价分别降低了2.6%和5.4%。 结论 所提算法能够有效降低集电线路的总造价，具有一定的应用价值，可为风电场集电线路设计提供参考。

基于安全可控的智能化风电场建设过程中，由于所属风电场均处于远离城市的草原和高山台地中，点多面广，多数风机处于公用移动网络盲区。综合考虑国家、行业对电力系统网络安全的安全技术要求和风电场特点，本项目未采用多点WIFI等安全性能不足、覆盖面积较小的无线网络技术，创新应用TD-LTE 无线宽带通信技术在各风电场建立了安全可控、全域覆盖的无线专用网络，部署了网络安全防护态势感知系统，研发应用了具备全面感知、智能控制、智能检修等功能的精细化管理系统，智能化风电场建设取得了预期成效。 通过建立以安全可控网络为基础的智能化风电场运维管理一体化平台系统，有效提升风电场运维效率和运维技术水平，降低生产运营成本，减少故障停机时间，提高风电场发电效益，同时提高运维管理水平和运维人员安全保障水平。该项目已授权发明专利4项，实用新型专利2项，软件著作权7项。项目研究成果为风电场智能力建设提供了有益的参考经验，有效解决了风电场偏远机位移动信号无法覆盖的问题，可实现作业过程的实时监视与管理，包括GIS轨迹跟踪，风机桨叶、集电线路无人机智能巡检，电子化两票，减少运维时间成本。该项目在风电行业具有广阔的推广前景。

日前，国内陆上风电场首台采用66千伏干式变压器的风电机组，在三峡能源安徽阜阳南部120万千瓦风光储基地项目成功并网发电。风电机组的电能经箱变就地升压后，通过66千伏集电线路接入220千伏升压站。