基于電網(wǎng)儲能電站儲能變流器PCS運行故障分析

曹鵬

摘 要：本文對電網(wǎng)儲能電站PCS的基本原理進行了全面的分析，并且對PCS的典型事故以及一些異常處理進行了詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng);儲能電站;變流器PCS;運行故障

電力企業(yè)在日常的實際發(fā)展的過程當(dāng)中，為了使得一些用電量相對來說比較高的地區(qū)在夏季用電高峰期來臨的時候供電壓力能夠得到適當(dāng)?shù)南陆?，在變電站周邊選擇合適的區(qū)域建立起了電網(wǎng)儲能電站。電站實際使用的過程當(dāng)中，可以為人們的生產(chǎn)生活用電提供更多的保障。然而，這些儲電站在實際使用的過程當(dāng)中很容易由于各種因素的影響出現(xiàn)故障，因此本文有必要對其進行研究。

1 PCS的基本原理

儲能變流器（PCS）在實際運行過程當(dāng)中，通過通訊接收后臺能量管理系統(tǒng)（EMS）控制指令，根據(jù)功率指令的符號及大小控制變流器對電池進行充電或放電，實現(xiàn)對電網(wǎng)有功功率及無功功率的調(diào)節(jié)。儲能變流器PCS在實際使用的過程當(dāng)中具備電能交直流轉(zhuǎn)化的功能，是電網(wǎng)側(cè)儲能電站日常運行過程當(dāng)中不可或缺的重要設(shè)備之一。表一為PCS增壓艙模塊。每臺PCS增壓艙在實際使用的過程當(dāng)中，為了使得其功能得到保障，為其配備了兩臺500kW的PCS變流器和一臺1250kVA的隔離變壓器。

2 PCS的典型事故與異常處理

2.1變流器故障跳閘

這種類型的故障在實際發(fā)生的時候具體表現(xiàn)為變流器為了保護自身的功能不受影響，會在工作的過程當(dāng)中發(fā)生一系列保護動作。例如，會根據(jù)實際情況的需求自動斷開變流器兩端交直流回路，即通過其內(nèi)部元器件交流接觸器以及直流斷路器分閘及脫扣將其與電網(wǎng)斷開。與此同時為了使得相關(guān)工作人員能夠及時對這種情況進行知曉，PCS還會上傳故障報警信息至顯示屏或指示燈。

一旦這種故障發(fā)生，現(xiàn)場工作人員需要嚴(yán)格的秉持著以下幾個方面的處理原則：第一，現(xiàn)場工作人員應(yīng)該詳細(xì)的檢查電流器所發(fā)生的保護動作的實際情況，并且詳細(xì)的觀看變流器所發(fā)出的一系列報警信息以及相應(yīng)動作的實際情況，然后將這些情況如實的記錄在如實的進行記錄;第二，工作人員應(yīng)該嚴(yán)格的查看變流器所對應(yīng)的電流組直流斷路器所發(fā)生的實際動作，查看是否是由于電池組在實際工作的過程當(dāng)中由于內(nèi)部或者是外部因素的影響發(fā)生故障從而進一步引起變流器產(chǎn)生跳閘的動作。如果發(fā)現(xiàn)電池組沒有異常情況，接下來應(yīng)該檢查位于變流變流器上集的電源是否由于各種因素的影響而產(chǎn)生故障，從而進一步造成電流器由于低壓的問題而產(chǎn)生跳閘;第三，檢查變流器位于變流器內(nèi)部的一些重要元器件在實際使用的過程當(dāng)中是否由于某些因素的影響存在發(fā)熱，或者是有異常氣味的情況;第四，現(xiàn)場工作人員要檢查附近的電網(wǎng)在實際使用的過程當(dāng)中是否存在著波動的現(xiàn)象，從而進一步引起電流電壓一床使得變流器產(chǎn)生故障而造成跳閘，當(dāng)所有故障處理工作進行完畢確認(rèn)無誤之后，可以重新開啟變流器令其再次投入正常的工作當(dāng)中。

2.2變流器過負(fù)荷

這種故障一旦發(fā)生，所產(chǎn)生的現(xiàn)象為后臺以及相應(yīng)的監(jiān)控遙信當(dāng)中將會有過負(fù)荷報警信息以及光字牌信號。與此同時，位于直流側(cè)的電壓遙測量會處于異常的狀態(tài)當(dāng)中。電流器在實際使用的過程當(dāng)中，其相應(yīng)的電流遙測量的具體數(shù)值會遠遠超過額定的數(shù)值，與此同時其相應(yīng)的有功以及無功遙測量會遠遠高于正常水平。

當(dāng)這種類型的故障發(fā)生之后，現(xiàn)場工作人員應(yīng)該采取以下措施對其進行全面的處理工作：第一，現(xiàn)場工作人員要端正自身的工作態(tài)度，全面的檢查該設(shè)備在實際運行過程當(dāng)中所需要承擔(dān)的載荷，并且全面的檢查位于現(xiàn)場的一些電力設(shè)備在實際使用的過程當(dāng)中是否存在著運行聲音遠遠超過正常值的水平的情況。當(dāng)這些工作都進行完畢之后將一二次設(shè)備的具體運行情況進行相應(yīng)的匯報調(diào)度工作。在調(diào)度工作進行的過程當(dāng)中，可以根據(jù)現(xiàn)場的實際情況適當(dāng)?shù)慕档妥兞髌髟趯嶋H使用過程當(dāng)中所需要承擔(dān)的載荷;第二，運維人員在實際工作的過程當(dāng)中應(yīng)該重點檢查位于現(xiàn)場的逆變器在實際使用的過程當(dāng)中其表面的溫度是否存在著遠遠超過正常值水平的情況，并且查看其在使用的過程當(dāng)中有無由于各種因素的影響存在一些異常的響聲，然后將現(xiàn)場檢查的工作結(jié)果進行后續(xù)的匯報以及相應(yīng)的調(diào)度工作。如果發(fā)現(xiàn)故障相對來說比較嚴(yán)重的話可以結(jié)合具體情況是變流器停止運行，對其進行全方位的檢查工作。

2.3聲音異常

這種故障一旦發(fā)生之后具體表現(xiàn)為變流器在實際使用的過程當(dāng)中其產(chǎn)生的噪聲分貝值會明顯的增大，與此同時還伴隨有不同于平常的放電聲或者是震動聲。

一旦發(fā)生這種故障，現(xiàn)場工作人員應(yīng)該秉持以下幾個方面的處理原則：首先，現(xiàn)場運行維護管理人員應(yīng)該通過后臺作用的正常發(fā)揮，查看變流器在實際使用過程當(dāng)中所需要承擔(dān)負(fù)荷的實際情況，與此同時還需要通過視頻探頭查看變流器的具體運行狀態(tài)。如果通過視頻探頭的方式并沒有發(fā)現(xiàn)斷流器有任何異常情況，那么需要前往現(xiàn)場進行全方位的檢查工作。如果在工作現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)斷流器在實際使用的過程當(dāng)中存在著一些比較異常的震動的聲音，那么應(yīng)該立即查看艙內(nèi)是否由于各種因素的影響存在著螺栓不牢固的情況。如果在變流器運行現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)有一些異常的放電聲，那么應(yīng)該立即通過一系列科學(xué)合理的方式確定放電的具體位置。如果現(xiàn)場沒有具體的條件對放電的部位進行全面的確定，應(yīng)該立即聯(lián)系檢修人員對這些故障進行相應(yīng)的檢查處理工作。

2.4逆變器著火（變流器還是逆變器？）

斷路器如果發(fā)生這種類型的故障會有以下幾個方面的表現(xiàn)：首先，后臺以及監(jiān)控的部位都會有相應(yīng)的保護動作，防止事故進一步擴大?；馂?zāi)報警器也會發(fā)出相應(yīng)的報警信號。逆變器會由于各種故障的影響而出現(xiàn)停機的現(xiàn)象。一些電流電壓的指示儀器也顯示其數(shù)值為0。更嚴(yán)重的逆變器本體會產(chǎn)生冒煙著火的現(xiàn)象。

一旦這種情況發(fā)生，現(xiàn)場工作人員應(yīng)該秉持以下幾個方面的處理原則：第一，檢查后臺監(jiān)控系統(tǒng)異常信號;第二，將檢查的結(jié)果向上級部門進行匯報，根據(jù)具體的命令斷開電源。在保證自身人身安全不會受到威脅的情況下，使用滅火器進行滅火，并且及時撥打火警電話進行報警。

結(jié)束語

通過文章上訴分析不難發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)側(cè)儲能電站變流器的合理應(yīng)用運行可以給人們的日常生產(chǎn)生活用電帶來極大的保障。然而變流器在實際使用的過程當(dāng)中會由于各種因素的影響產(chǎn)生一系列故障，相關(guān)工作人員在實際工作的過程當(dāng)中要采取積極措施對這些故障進行處理保證人們的正常生產(chǎn)生活用電不會受到影響。

參考文獻：

[1]吳東. 微網(wǎng)儲能變流器的多場景控制研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2019.

[2]張春雪，黎燦兵，馮偉，孫凱，夏勇為，劉乾.孤立運行光/儲微電網(wǎng)中儲能變流器暫態(tài)功率波動協(xié)調(diào)抑制策略[J].中國電機工程學(xué)報，2018，38（08）：2302-2314+2540.

[3]趙志宏. 儲能變流器并網(wǎng)電流環(huán)控制與離網(wǎng)發(fā)電應(yīng)用研究[D].東南大學(xué)，2017.