風(fēng)電場(chǎng)重點(diǎn)并網(wǎng)技術(shù)條件解讀

王金山

摘 要：風(fēng)電行業(yè)的大規(guī)模無(wú)序發(fā)展，致使風(fēng)電故障率居高不下，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成了威脅。為此，國(guó)家能源局、國(guó)家質(zhì)監(jiān)局、國(guó)家電網(wǎng)公司等先后下發(fā)了系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范性文件，用以規(guī)范風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行，本文結(jié)合風(fēng)電現(xiàn)狀，對(duì)并網(wǎng)技術(shù)條件進(jìn)行了解讀。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電；并網(wǎng)；技術(shù)條件

2011年6月10日，東北電網(wǎng)公司下發(fā)了《關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步加強(qiáng)東北電網(wǎng)風(fēng)電安全運(yùn)行管理工作方案的通知》，2011年6月11日，國(guó)家能源局下發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行管理的通知》，2011年7月6日，國(guó)家電網(wǎng)公司下發(fā)了《關(guān)于印發(fā)風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行反事故措施要點(diǎn)的通知》，2011年7月28日，國(guó)家能源局發(fā)布了《大型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》，2011年12月30日，國(guó)家質(zhì)監(jiān)局發(fā)布了《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》，從企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，各級(jí)管理部門(mén)如此密集發(fā)文對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行規(guī)范，可見(jiàn)風(fēng)電的安全運(yùn)行已到十分嚴(yán)重。

1 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的出臺(tái)背景

由于風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備故障頻發(fā)，多次導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組大規(guī)模脫網(wǎng)。2011年2月24日，甘肅橋西第一風(fēng)電場(chǎng)35kV電纜頭單相擊穿后發(fā)展成三相故障，導(dǎo)致酒泉地區(qū)16座風(fēng)電場(chǎng)598臺(tái)機(jī)組脫網(wǎng)，損失出力達(dá)840MW，西北電網(wǎng)頻率最低至49.85Hz；2011年4月17日，甘肅干西第二風(fēng)電場(chǎng)35kV兩個(gè)電纜頭絕緣擊穿，繼而35kV母線(xiàn)PT爆炸，導(dǎo)致酒泉地區(qū)16座風(fēng)電場(chǎng)699臺(tái)機(jī)組脫網(wǎng)，損失出力1006MW，西北電網(wǎng)頻率最低至49.81Hz。一方面，風(fēng)電裝機(jī)不斷增加，占電網(wǎng)裝機(jī)比重不斷加大；另一方面，由于各地風(fēng)電的無(wú)序發(fā)展和風(fēng)電本身的不可控性，風(fēng)電故障頻發(fā)，已經(jīng)嚴(yán)重影響電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2 重點(diǎn)并網(wǎng)技術(shù)條件解讀

2.1 風(fēng)電機(jī)組應(yīng)具備的重點(diǎn)技術(shù)條件

風(fēng)電機(jī)組應(yīng)具備的重點(diǎn)技術(shù)條件為三項(xiàng)，即電壓保護(hù)、頻率保護(hù)和并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的影響。

（1）“風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓在0.9～1.1倍額定電壓范圍（含邊界值）內(nèi)時(shí)，風(fēng)電機(jī)組應(yīng)能正常運(yùn)行”、“風(fēng)電機(jī)組應(yīng)具有必要的高電壓穿越能力”。這是針對(duì)“2.24”西北電網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組大規(guī)模脫網(wǎng)事故中，有300臺(tái)風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)是因?yàn)樵谙到y(tǒng)電壓跌落部分風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)后，由于部分風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置未正確動(dòng)作引起系統(tǒng)電壓升高，最后風(fēng)電機(jī)組高電壓保護(hù)動(dòng)作致使風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)。

（2）電力系統(tǒng)頻率在49.5Hz～50.2Hz范圍（含邊界值）內(nèi)時(shí)，風(fēng)電機(jī)組應(yīng)能正常運(yùn)行。電力系統(tǒng)頻率在48Hz～49.5Hz范圍（含48Hz）內(nèi)時(shí)，風(fēng)電機(jī)組應(yīng)能不脫網(wǎng)運(yùn)行30min。目前各型號(hào)風(fēng)電機(jī)組基本都能滿(mǎn)足該項(xiàng)技術(shù)要求。

（3）從監(jiān)測(cè)情況來(lái)看，所有風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量都基本合格，沒(méi)有風(fēng)電機(jī)組因?yàn)椴⒕W(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量原因而脫網(wǎng)的情況。

2.2 風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)具備的重點(diǎn)技術(shù)條件

（1）風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越能力缺失是造成風(fēng)電故障多發(fā)的主要原因。為此，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)從風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)到接入系統(tǒng)檢測(cè)，都對(duì)風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越能力提出了強(qiáng)制要求：風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至20%標(biāo)稱(chēng)電壓時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組應(yīng)保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行625ms；風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓在發(fā)生跌落后2s 內(nèi)能夠恢復(fù)到標(biāo)稱(chēng)電壓的90%時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組應(yīng)保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行（見(jiàn)圖1）。電網(wǎng)公司則要求風(fēng)電企業(yè)對(duì)已經(jīng)并網(wǎng)的風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越性能進(jìn)行改造、調(diào)試，并通過(guò)國(guó)家有關(guān)部門(mén)授權(quán)的有資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)按《風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)檢測(cè)管理暫行辦法》（國(guó)能新能〔2010〕433號(hào)）要求進(jìn)行的檢測(cè)驗(yàn)證，逾期不能通過(guò)驗(yàn)證的風(fēng)電場(chǎng)將不能并網(wǎng)運(yùn)行。

（2）關(guān)于風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置和風(fēng)電機(jī)組無(wú)功調(diào)節(jié)的要求，即通過(guò)各種無(wú)功調(diào)節(jié)手段，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各種運(yùn)行工況下的無(wú)功平衡和無(wú)功支撐，以保障風(fēng)電場(chǎng)電壓平穩(wěn)，防止低電壓和高電壓下風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)。從運(yùn)行情況看，傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償裝置響應(yīng)速度不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，主流SVG無(wú)功補(bǔ)償裝置雖然響應(yīng)速度滿(mǎn)足要求，但故障率高，運(yùn)行不穩(wěn)定，無(wú)功平衡還應(yīng)該主要挖掘風(fēng)電機(jī)組本身的無(wú)功調(diào)節(jié)能力。

（3）由于風(fēng)電場(chǎng)多為小電流接地系統(tǒng)，采取中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，線(xiàn)電壓不變，對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行沒(méi)有影響，國(guó)標(biāo)規(guī)定可以繼續(xù)運(yùn)行兩小時(shí)。但通過(guò)對(duì)大規(guī)模脫網(wǎng)事件進(jìn)行分析可知，正是這種運(yùn)行方式引起了事故擴(kuò)大，甚至發(fā)生大規(guī)模脫網(wǎng)事故。為此就要改變風(fēng)電場(chǎng)接地方式，使單相接地時(shí)零序電流增加，確保保護(hù)可靠動(dòng)作。對(duì)于采取中性點(diǎn)不接地方式的的風(fēng)電場(chǎng)，可采取設(shè)置專(zhuān)門(mén)接地變的方式滿(mǎn)足反標(biāo)準(zhǔn)要求。新建風(fēng)電場(chǎng)則應(yīng)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)將匯集線(xiàn)系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)為經(jīng)電阻接地方式。

（4）“風(fēng)電機(jī)組升壓變形式的選擇應(yīng)根據(jù)環(huán)境要求、絕緣抗污染水平、氣候條件等因素綜合考慮”、“場(chǎng)內(nèi)架空導(dǎo)線(xiàn)和接地線(xiàn)應(yīng)按規(guī)劃設(shè)計(jì)中的全場(chǎng)最大風(fēng)速進(jìn)行風(fēng)偏校核，不滿(mǎn)足安全距離要求的應(yīng)立即整改”。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，風(fēng)電機(jī)組變故障的確占有很大比重，全密封和不帶油枕的風(fēng)電機(jī)組變不太適合風(fēng)電的運(yùn)行條件；部分風(fēng)電場(chǎng)時(shí)常發(fā)生的相間故障跳閘后原因不明，多是由于風(fēng)偏不合格所致，各風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)該請(qǐng)線(xiàn)路專(zhuān)家進(jìn)行校核并整改。

3 結(jié)語(yǔ)

風(fēng)電企業(yè)要應(yīng)該深入研究國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，全面升級(jí)風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備設(shè)施，提高風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)的友好水平，以促進(jìn)風(fēng)電健康發(fā)展。endprint