风电机组脱网原因及对策分析

风电机组脱网原因及对策分析

许斐

（新天绿色能源股份有限公司河北石家庄05000）

摘要：自改革开放以来，我国社会和经济方面的发展越来越快，风电产业的发展相较之前也有了巨大的进步，大规模的风电机组并入电网发电，为我们带来了清洁无污染的绿色能源。但是由于风电机组在运行过程中经常会出现风机脱网等故障，这会对电网系统的稳定和安全性造成十分严重的影响。为了保证风电机组以及电网能够正常的运行，本文主要阐述了风电机组脱网原因的技术分析和大规模风电机组脱网问题解决的策略，希望能为今后风电行业的发展带来帮助。

关键词：风电机组脱网原因策略

在现在社会的发展中，我国清洁能源的发展日益加快，已呈现风力发电机组大规模并网态势，在机组运行过程中，脱网等故障时有发生，电力系统安全性、稳定性和可靠性受到严重影响。因此，解决风电机组的脱网原因是目前风电行业的主要任务之一。

一、风电机组脱网原因的技术分析

造成风电机组脱网现象由诸多因素造成，此类问题的发生给电网系统带来很大的危害。其原因主要表现在以下几点：

（1）对于运行中的风电机组来说，如果不具备低电压穿越能力，那么风机很可能会面临大规模脱网的风险，这是风电机组发生脱网事故的主要因素。现如今，投入运行的风电机组由于研发时间较早，相关技术还不够成熟，因此大多数都不具备面临电网电压下降时的低电压穿越能力。当电网系统的电压突然下降到正常电压的70%的时候，便会出现风机脱网现象。也有一些风电机组经过技术改造具备了一定的低电压穿越能力，但是由于没有经过实验论证，同时也缺乏权威机构对其低穿效果的检测，因此风电机组还是会有发生脱网的隐患。

（2）大部分的风电机组由于存在着一定的设计缺陷，对无功进行调节能力较差。由于无功补偿装置响应速度较慢，设备的启动时间通常就要花费几分钟，远远达不到满足电网运行的标准，对动态无功也就起不到调节作用。因此，风电机组一旦发生低电压穿越失败的问题，也会造成其发生大面积脱网的现象。与此同时，当电网系统因故发生电压上升时，由于风电机组的过电压保护启动，造成风电机组出口断路器动作，从而发生跳闸，也就导致了机组脱离电网运行的现象，进一步扩大了事故的发生。就风电机组目前的运行状况来看，由于大部分风机尚未具备动态无功的调节能力，因此都处于系统额定功率因数下运行，如果想要调节无功功率，就必须要在升压站装设无功功率补偿装置。但是，大多数的无功补偿装置发出的功率还远远达不到补偿范围的要求，还需要对补偿的时间进行提高，因此，有时无法满足电网对系统电压进行调整的要求。

二、大规模风电机组脱网问题解决的策略

2.1增强装置的性能

对于风力发电场的检查工作，首先需要对其自身条件、外部环境等时机情况对无功补偿装置的性能与配置等方面内容进行全面的、详细的分析。此时，如果风电场的动态无功调节能力不符合相关标准，则应该及时采取一些有效的措施，以此来对其进行必要的整改。同时，对于动态的无功补偿的装置，其通常能够输出最大容性与可感性的无功容量，但需要遵循无功分层与平衡原则，并且还要充分结合相关专题进行仔细的分析，以确保动态的无功补偿的装置的有效性。通常情况下，对于动态调节相应时间，应当确保其处于30ms范围内。但对于无功补偿的装置中的动态部分，应当使其以用自动的方式来进行自我调节。对于电容器与电抗器支路装备，应当确保其具备在突发状况与紧急情况下能够实快速、准确进行投切的功能。此外，对于机组高电压穿越能力与装置的响应速度，也需要对进行有效的配合与调控。

2.2提高风电机组的适应能力

通过风力发电机组脱网故障分析可以发现，电网与机组两端电压的上升范围通常处于1.2～1.3Un范围内，此时，如果大部分风电机组的高电压穿越能力均超过了此数值，即便一些风电机组由于超过了低电压穿越能力限制或是由于不具备低电压穿越能力而引发了脱网故障，则当电压出现瞬间升高情况时，则这些风电机组通常能够通过自身的调节作用，恢复其有功与无功之间的平衡状态。通过实施上述措施，可有效控制风电场整体电压情况，但需要保证风电场机组低电压穿越能力满足相关要求。

除此之外，在风电场管理与控制过程中，需要有效融合风电机组主控、变流器定值、低电压穿越能力，并且还要及时的调整、优化箱式于升压变压器的分接头的位置，从而使得两者的分接头的位置处于一个高度配合的状态，以确保整体风电场机组两端电压与网点电压处于正常范围内。此情况下，在系统正常运行情况下，风电机组能够更好的使用电压跳跃情况，进而可有效防止、减少机组正常运行过程中脱网故障的发生。

2.3构建自控电压的系统

通过相关研究结果可知，大规模风电汇集地区对电压自动控制的要求通常较高，为了保证风电机组的稳定、安全运行，应当构建自控电压系统，此类系统主要包括节端自控主站与风电场自控子站，通过该系统的应用，能够清晰的了解到风电机组能量情况，从而对电站的设备等运行进行有效的、合理的管控。此外，在进行风电网络布置设计工作时，应当注意以下事项：

（1）确保电压高度保护、频率和低电压间的相互协调，以及其与电机网络保持相对协调。

（2）确保风电机组保护程序与要连接的电机网络的高度协调。

（3）将机组中的主控值、变流器值控制在相关标准允许的范围内。

（4）为了确保风电机组的正常、稳定运行，应当将电压控制在一定倍数的额定电压范围内，并且还要在充分考虑机组实际运行情况的基础上，对系统进行合理的研究与改善，从而使得整个风电机组系统能够处于稳定、安全运行状态下。

三、结束语

综上所述，风电机组存在大范围脱网事故的隐患给风电场的运行工作敲响了警钟，同时也给相关技术人员上了一堂意义深刻的安全课。在日常工作中有针对性加强对风电场的安全管理工作，做好风电设备的技术改造工作，以适应电网的要求，同时应该对设备的运行状态有比较清晰的认识，加强对设备的隐患治理排查工作，使设备的运行状态始终保持良好状态，为风电行业今后的发展奠定良好的基础。

参考文献：

[1]丁帅.大规模风电机组脱网原因分析及对策[J].科技与企业，2015（05）

[2]刘文广.风电机组脱网的原因及解决策略[J].赤子，2015（16）