讲解人：汤浩二、风电发电系统概述大型风力发电机组发出的电能，可直接并到电网上，向电网馈电；小型风力发电机一般将风力发电机组发出的电能，用蓄电池储存起来，需要时再提供给负载。风能发电机组由计算机系统自动控制，国内发电机组设计寿命一般在25～30年左右。目前，我国海上风电场升高电压通常采用二级升压方式（少数采用三级），即风电机输出电压690V经箱变升压至35kV后，分别通过35kV海底电缆汇流至110kV或220kV升压站，最终通过110kV或220kV线路接入电网。一般来说，如果风电场较小（100MW以内）且离岸较近（不超过15km），可选用35kV海底光电复合缆直接把电能传送到岸上升压站。若海上风电场容量较大且离陆地较远，考虑到35kV电缆传输容量、电压降、功率因数等问题，大多采用设立海上升压站的方式，岸上升压站可根据实际情况确定是否设立。海底电缆的电压等级可根据各国各地区不同的电网形式进行选择，如欧洲国家选用20kV或30kV中压海底电缆汇集风场电能至岸上或海上升压站，我国主要采用35kV海底电缆。图2为三种不同的输送方式。三、风电电缆风电电缆的选择原则：由于风机塔筒存在扭动及轴向位移，因此塔筒电缆需要选择抗扭动、延展性好的耐扭曲电缆。风电场集电线路的电缆选择普通的电力电缆即可满足要求。选择电缆时，但要充分考虑到项目所在地的自然气候条件、地形、地域特点。风电电缆的标准情况国外风机领军企业的标准：Gamesa公司：动力电缆IEC60502标准&UNE20460.5技术要求，电缆型号有：DN-F（耐扭转）、DN-K（固定敷设）美国GE公司：DINVDE0245,0250&DINVDE0282，电缆型号有：HO7EN-F,H0BN4-F；与UL44、UL62标准，型号：RHH、RHW、RHW-2Vestas公司：标准：002-1770VO2EN-0002-1770ERPNO.901782rev.01ERPNO.901784rev.02Suzlon公司：动力电缆IEC60502标准等Siemens公司：PS557916、IEC60245标准&HD22.1等国内标准：国家电线电缆质量监督检验中心技术规范TICW/01—2009额定电压1.8/3kV及以下风力发电用耐扭曲软电缆技术规范TICW/01—2009对耐扭曲软电缆的主要要求风电电缆特性：电缆弯曲半径的要求：电缆的最小弯曲半径为电缆直径的6倍；对电缆能适应的环境温度要求。风电电缆结构：导体：应采用GB/T3956中规定的第5种铜或镀锡铜导体；20℃时的直流电阻应符合GB/T3956中第5种铜导体的规定要求。绝缘、护套：规定了绝缘及护套的材料，主要为耐寒、弯曲性能好地弹性体或橡胶类材料。绝缘混合料1.8/3kV及以下风力发电用耐扭曲软电缆典型结构风力电缆特殊性能试验风力发电机用电缆扭转试验方法常温下扭转试验；低温下的扭转试验；高温下的扭转试验。电缆紫外线光老化试验耐湿性试验风电电缆的发展趋势风电机组的发展趋势机组功率不断增大；地域分布更广；对安全可靠性要求更高。为适应风电机组的发展，风电电缆的技术发展方向采用传统690V发电，势必增加输电电缆的数量和采取更大直径的电缆—对耐扭曲电缆的负重和抗扭能力力提出更高的要求。放弃传统690kV发电，而采取3.3kV中压发电；或箱变置于机舱，采用35kV输电—对耐扭曲电缆的电压等级提出更高要求。地域由西北、东北转向高原、沙漠、海洋等，—对耐扭曲电缆的环境适应性提出了更广泛的要求。对安全可靠性的需求—对耐扭曲电缆的寿命评估提出了要求。总结思考目前风电电缆市场极为不规范，产品良莠不齐，缺少规范性的标准，从2010年市场抽样数据反映，70%以上的风电电缆不合格。国家电线电缆质量监督检验中心正在起草1.8/3kV风电电缆的国家标准，期待该标准颁布执行后对风电电缆市场起到良好的规范作用。针对不同的环境要求，需要对风电电缆性能、检验规则进行细分。对中压风电电缆的标准制定应提上日程。应对风电电缆的寿命评定做出要求，制定相对应的检测手段。