分析風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力影響因素

張仁海

摘 要：隨著我國發(fā)展理念的轉(zhuǎn)變，我國的電力部門在電力生產(chǎn)的過程中加強(qiáng)了對于風(fēng)電資源的開展以及利用。隨著風(fēng)力發(fā)電規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，如何實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)穩(wěn)定性的提升，成為電力部門亟待解決的問題。本文基于此，分析探討了風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力影響因素。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電機(jī)組；低電壓；穿越能力；影響因素

中圖分類號：TM315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著我國工業(yè)化、城市化水平的不斷提升，社會發(fā)展對于電力資源的需求量日漸提升，而我國的電力企業(yè)為實(shí)現(xiàn)電力資源的高效供應(yīng)，加大了風(fēng)力發(fā)電工作的開展。近年來，我國的風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)了因低電壓穿越能力不足而導(dǎo)致的風(fēng)機(jī)大面積脫網(wǎng)事件，阻礙了電力企業(yè)謀求更高的經(jīng)濟(jì)利潤以及社會效益。本文基于此，分析探討影響風(fēng)電機(jī)組穿越能力的因素，并就相關(guān)問題的解決措施進(jìn)行分析。

一、實(shí)驗(yàn)概述

為了論述風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力影響因素，筆者展開了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，并對56臺風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越狀況進(jìn)行了測試，從而以此為基礎(chǔ)對影響因素進(jìn)行了解。目前，影響到風(fēng)電機(jī)組穿越能力的影響因素分為3類，分別是：軟件控制、管理因素、硬件問題、控制策略缺陷。關(guān)于這三大因素的影響，筆者進(jìn)行了下述的總結(jié)。

二、軟件控制、管理因素

在開展風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力影影響因素分析作業(yè)時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)誘發(fā)該類問題最主要的因素在于軟件控制、管理問題。一般而言，該因素對于風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行能力的影響主要在兩個(gè)方面：軟件版本管理、保護(hù)定值設(shè)置管理。對此，筆者進(jìn)行了下述的總結(jié)。

1.軟件版本控制

基于我國社會生產(chǎn)、生活對于電力資源需求量日漸增多，而風(fēng)電資源在生產(chǎn)時(shí)具有成本低、綠色、環(huán)保等多種特點(diǎn)，我國的電力企業(yè)加強(qiáng)了對于風(fēng)電的發(fā)展。但是在這樣的狀況下，我國的風(fēng)電場管理水平確較為落后，管理方法較為粗獷。

此外，風(fēng)電企業(yè)在運(yùn)行時(shí)無法對風(fēng)機(jī)的軟件版本進(jìn)行控制，故而導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行時(shí)無法就實(shí)際的風(fēng)場狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)，故而導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力無法適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。此外，我國的風(fēng)電企業(yè)所使用的機(jī)組型號較為老舊，部分機(jī)組設(shè)備無法滿足實(shí)際電力生產(chǎn)的需要，而電力企業(yè)往往只注重經(jīng)濟(jì)利潤，而忽視了對于并網(wǎng)機(jī)組功能的更新，故而導(dǎo)致軟件版本較為落后，不可避免地促使機(jī)組的低電壓穿越能力降低。

2.保護(hù)定值的設(shè)置、管理

此外，電力企業(yè)在借助風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行風(fēng)電資源生產(chǎn)時(shí)，機(jī)組的生產(chǎn)廠家往往會依據(jù)機(jī)組設(shè)備的運(yùn)行狀況以及實(shí)際環(huán)節(jié)，而對其控制、保護(hù)值進(jìn)行有效的更新、更改工作。但在具體的操作環(huán)節(jié)，由于廠家缺乏全面的考量，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)組的低電壓穿越能力受到一定程度的影響，出現(xiàn)下降的趨勢。

一般而言，風(fēng)電機(jī)組在大功率工況下進(jìn)行參數(shù)修改時(shí)，其在修改作業(yè)時(shí)普遍存在機(jī)組功率響應(yīng)異常的狀況。以“有功功率恢復(fù)速率”參數(shù)的修改為例，將改參數(shù)由100%修改為80%時(shí)。機(jī)組的響有功功率輸出出現(xiàn)了持續(xù)10s的震蕩，隨后才得到恢復(fù)（圖1）。事實(shí)上，該測試作業(yè)在開展時(shí)普遍存在多種類似的狀況，為此廠家在進(jìn)行修改作業(yè)時(shí)，需要通過縝密的試驗(yàn)后再開展，并對定值、軟件更新工作進(jìn)行全面的考慮。

三、硬件問題

目前，我國的風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行時(shí)普遍存在較多的硬件設(shè)備，諸如直流母排保護(hù)電路、轉(zhuǎn)直流母排保護(hù)電路組合等。而各機(jī)組硬件設(shè)備在運(yùn)行時(shí)普遍能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行保護(hù)，尤其是在電壓跌落階段。

一般情況下，不同類別的硬件電路在運(yùn)行時(shí)都能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)組電壓跌落使得穿越工作。通過相關(guān)的測試分析可以得知：機(jī)組在運(yùn)行時(shí)往往會受控制策略、風(fēng)況等因素的影響，而由硬件設(shè)備導(dǎo)致的風(fēng)電機(jī)組設(shè)備低電壓穿越能力問題的原因主要分為下述幾個(gè)類別：一是系統(tǒng)的UPS功能遭到屏蔽；二是環(huán)積碳等硬件維護(hù)不到位。

基于此，為了解決由于硬件問題導(dǎo)致的風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力降低的問題，電力企業(yè)需要在日常的作業(yè)過程中加強(qiáng)對于風(fēng)電機(jī)組設(shè)備系統(tǒng)的定期維護(hù)工作，并就對維護(hù)人員的專業(yè)性以及職業(yè)道德進(jìn)行培訓(xùn)，規(guī)避及不報(bào)故障、不停機(jī)等問題的出現(xiàn)。確保因?yàn)轱L(fēng)電網(wǎng)絡(luò)機(jī)組故障問題導(dǎo)致的低電壓穿越能力不足問題得到有效的解決。

四、控制策略缺陷

所謂的控制策略缺陷，主要分為兩大類，分別是：變流控制策略缺陷、主控控制策略缺陷。事實(shí)上，這兩種缺陷問題的出現(xiàn)往往導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)低電壓穿越能力受損的狀況。關(guān)于控制策略缺陷導(dǎo)致的問題，筆者進(jìn)行了相關(guān)總結(jié)，具體內(nèi)容如下。

一般而言，變流控制缺陷的出現(xiàn)往往會導(dǎo)致機(jī)組缺乏低電壓穿越的能力，阻礙了機(jī)組開展625 ms電壓跌落工作的開展。而主控控制策略缺失則會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的有功恢復(fù)曲線不合格，最終導(dǎo)致“三相電壓不平衡”、“諧波過大”等故障問題的出現(xiàn)，其嚴(yán)重時(shí)還會導(dǎo)致脫網(wǎng)等問題的出現(xiàn)。相關(guān)的工作實(shí)踐顯示：上述的故障主要出現(xiàn)在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行早期，或者是機(jī)組多為進(jìn)口的狀況下。此外，廠家在開展相關(guān)作業(yè)時(shí)普遍存在技術(shù)管理、推廣力度的差異性，進(jìn)而導(dǎo)致并網(wǎng)機(jī)組在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)該類故障，降低設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

隨著時(shí)代的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國的風(fēng)電機(jī)組廠家在作業(yè)時(shí)加強(qiáng)了對于風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越技術(shù)的高效把握，并將其廣泛的運(yùn)用在各機(jī)組的試驗(yàn)工作中，從而實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力機(jī)組運(yùn)行效率以及質(zhì)量的提升，降低了低電壓穿越能力受損故障的降低。并隨著各機(jī)型低電壓穿越功能形式試驗(yàn)的完成，風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越技術(shù)日趨成熟，此類型故障發(fā)生概率大大降低。

結(jié)語

為了進(jìn)一步促進(jìn)我國電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，滿足我國社會發(fā)展的需要，我國的電力企業(yè)加強(qiáng)了對于風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展。本文基于此，分析探討了影響風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力的三大因素，分別是：軟件控制、管理因素（軟件版本控制、保護(hù)定值的設(shè)置、管理）、硬件問題、控制策略缺陷。筆者認(rèn)為，隨著相關(guān)措施的落實(shí)到位，我國的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行效率以及質(zhì)量必將獲得長足的發(fā)展，并由此滿足社會發(fā)展的用電需求，促進(jìn)更高的經(jīng)濟(jì)效益以及社會利潤的取得。

參考文獻(xiàn)

[1]齊尚敏，李鳳婷，何世恩，等.具有低電壓穿越能力的集群接入風(fēng)電場故障特性仿真研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015（14）：55-62.

[2]畢天姝，劉素梅，薛安成，等.具有低電壓穿越能力的雙饋風(fēng)電機(jī)組故障暫態(tài)特性分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013（2）：26-31.

[3]張磊，陳道君，王燦，等.風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力對110kV電網(wǎng)的影響研究[J].湖南電力，2016（6）：18-20+43.

[4]關(guān)宏亮，趙海翔，遲永寧，等.電力系統(tǒng)對并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組承受低電壓能力的要求[J].電網(wǎng)技術(shù)，2017（7）：78-82.