论述大规模风电机组脱网原因分析及对策

论述大规模风电机组脱网原因分析及对策
发表时间：2018-03-13T10:25:59.620Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：李怀森袁媛[导读] 摘要：在当前，我国的风电产业呈现迅猛发展的趋势，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。

（中广核新能源投资（深圳）有限公司江苏分公司江苏南京 210000）摘要：在当前，我国的风电产业呈现迅猛发展的趋势，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。

关键词：大规模；风电机组；脱网原因；对策风力发电作为新型的、清洁的、可再生的发电模式，符合可持续发展的要求。

风力发电占我国的发电比重也在逐步增高，在未来的发电模式中具有极大的应用前景，毕竟成为我国的战略举措。

然而，在对风力发电的建设和运用过程中，出现了大量问题，有些甚至是致命的。

风力发电的质量，数量都不够理想。

使得运营成本过高，偏离了最初节能环保的初衷。

也使得周边用户用电不稳，风力发电的优势难
以凸显。

一、风力发电应用现状
现今，随着人类社会的不断发展，生存环境越来越受到破坏，能源也面临着日益枯竭的危险，发展新能源志在必行。

新能源主要包括风能、太阳能、水能、生物能、地热能和辐射能六大基本形式。

其中，风能作为新能源的典型代表，所产生的能量远远超过水能，已经得到政府极大的重视并推广，尤其是我国西北地区地势开阔，对于风力发电是很好的平台，据估计，我国所能开发的风能远远超过10亿kW。

风能是辐射能的一种，风力发电虽然解决了能源紧缺的燃眉之急，但由于市场上良莠不齐的风电企业，逐渐形成恶性竞争，使得接近1/3的风电机组处于闲置状态，或者空转状态即发电虽然能够正常发电，但却不能及时输送电能，导致大量浪费。

为了风力发电能够高效率服务于人们，必须加强市场监管力度，优化产业。

二、大规模风电机组脱网原因
2.1回线故障
某110kV风电场出现回线故障跳闸，当重合线路后周边四个风力发电厂出现大规模脱网故障。

分析故障原因，三个风电场风电机组低电压穿越并没有经过相关实验，造成部分风险机组运行中出现脱网。

与此同时，另一个风险虽然经过穿越实验，但实验是在平原地区进行的，当风险机组处于高原地区时依旧无法满足额定电压的持续运行。

2.2跳闸故障
某110kV线路受到雷击引发跳闸故障，造成风力发电厂56台机组出现脱网停机故障，如图1所示。

上图所示中风电机组在低电压穿越过程中提供1s左右的电压支撑。

脱网原因为线路重合闸时间超过允许范围。

三、大规模风电机组脱网原因的应对对策
3.1增强风电场动态无功补偿装置的性能
风电场应结合自身的具体情况'对无功补偿装置的性能及配置情况进行详细而全而的检查，如果风电场的动态无功调节能力不符合相关标准，应及时采取有效措施进行整改。

对于动态无功补偿装置可感性无功容量以及可输出的最大容性，应严格按照无功分层分区平衡原则并结合专题分析进行有效确定，一般而高，应把动态调节的响应时间空在30ms以内。

而对于无功补偿装置中的动态部分，则应使其以自动方式进行调节，此外，应使电抗器及电容器支路具备在紧急或突发状况下实现止确而快速的投切功能。

另一方而，应使装置的响应速度和风电机组高电压穿越能力进行有效配合，这样对相关装置进行调节时，才能使风电机组不会因高电压而发生脱网现象，从而保证整个电网供电的稳定性。

3.2保证风电机组的低电压穿越能力，提高风电机组对电网的适应能力
通过对相关风电机组的脱网故障进行分析可知，电网及机端电压的上升幅度通常为1.2-1.3Un，如果大部分机组对高电压的穿越能力都高于这个范围，那么即使有的机组因超出低电压穿越范围或因不具备低电压穿越能力而出现脱网现象，那么当电压在瞬间出现升高现象时，这部分机组通常都能使自身的有功及无功达到有效平衡，因此，能对整个电网的电压进行有效控制，必须保证风电机组的低电压穿越能力符合相关要求。

对风电场进行控制与管理的过程中，应使风电机组的主控定值、变流器定值和低电压的穿越能力相配合，并对整个风电场中箱式变压器及升压变压器的分接头位置进行有效优化与调整，以使_者的分接头处于一个相互配合的状态。

这样就能使风电场中机端电压及并网点电压都处于止常范围内，从而使风电机组更好地适应系统止常电压的波动情况，进而有效防止或减少风电机组在运行过程中出现脱网现象。

3.3在风电汇集地区建立电压自动控制系统，加强对风电涉网的管理 3.3.1建立电压自动控制系统
风电大规模汇集地区对无功电压的控制有较高要求，因此，为了保证风电机组的稳定运行，应建立电压自动控制系统，此系统主要包括调度端自动控制主站和风电场自动控制子站两部分，系统可根据风电出力的具体情沉对变电站无功补偿、无功补偿设备等进行合理控制与管理，从而可使风电汇集地区中的运行电压得到一定优化，进而可有效避免风电机组发生脱网现象。

3.3.2增强风电涉网管理与保护
对风电涉网进行布置时，应注意以下几点：一是要使风机保护和所接入的电网相互协调；二是过电压保护、频率保护、低电压保护应和电网保护相互协调；三是风电机组中的变流器定值、主控定值则应和低电压的穿越功能相互配合；四是要把并网点的电压控制在0.9-1.1倍额定电压内，以使风电场内的并网机组能够稳定而连续运行。

3.4加大风电场汇集系统小电流接地系统的研究
风电场要结合自身的具体情沉对汇集系统的10kV和35kV小电流接地系统进行深入研究，使其更加完善，此外，需注意的是，必须要使其对风电场中的汇集线单相故障具有快速切除的能力，这样才能对脱网故障而引起的故障进行有效控制，从而才能促进整个电网系统的安全运行。

结语
随着我国科学技术的迅速发展，电力行业也得到了一定发展，风电作为一种清洁能源，深受人们喜爱，并在电力系统中得到了越来越广泛的应用。

目前，许多风电机组都是以大规模的并联方式运行，这样当一个设备出现脱网等故障后，机组中其他设备的运行就会受到影响，从而会对整个电力系统的止常供电产生一定威胁。

因此，为了促进供电的稳定性，必须对大规模风电机组的脱网现象引起重视。

参考文献
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[2]饶成诚,王海云,王维庆等.基于储能装置的柔性直流输电技术提高大规模风电系统稳定运行能力的研究[J].电力系统保护与控制,2014.
[3]王佳明,王智冬,李晖等.预防大规模风机连锁脱网事故的区域自动电压控制协调控制策略[J].电力建设,2014.。