风电场事故暴露的主要问题有哪些？如何解决？

2017-03-17 13:42分类：电气工程阅读：

(1)风电场事故暴露的主要问题。

风电场电缆头故障和风电场35kV系统接线方式不合理，引发多次风电大规模脱网事故，约占故障总数的60%。

目前在运机组大多不具备低电压和高电压穿越能力是造成风机大规模脱网的主要原因。低电压脱网2221台次，占57. 8%，高电压脱网1024台次，占26. 6%。

风电机组所采用的异步机在超同步状态下（发电机）与次同步状态下（电动机）的电磁转矩是反向的；无功功率无论在超同步还是次同步状态都随着转差绝对值的增加而增加，输出的有功功率越大、转速越高时，其吸收的无功功率就越大。风电场无功补偿设备不能按要求自动调节，导致风电机组切除后并网点电压上升，扩大了故障范围。

(2)针对风电机组故障穿越能力缺失、电压适应性差等问题，要对风电机组的电压适应性、频率适应性和电能质量等方面提出以下反措要求。

风电场并网点电压在0. 9～1.1倍额定电压（含边界值）范围内时，风电机组应能正常连续运行。

风电机组要具备低电压穿越能力，不具备的要在规定时间内完成整改。风电机组还应具备必要的高电压穿越能力。

电力系统频率在49. 5～50. 2Hz（含边界值）范围内时，场内并网机组应能正常连续运行。电力系统频率在48～49. 5Hz范围(含48Hz)内时，风电机组应能不脱网运行30min。

风电场并网点的电压波动和闪变、谐波和三相电压不平衡等电能质量满足国家标准要求时，风电机组应能正常运行。

(3)目前大多数风电机组按恒功率因数控制，风电场集中无功补偿容量和速度不能满足调压需要，针对这一问题要求如下。

风电场配置的动态无功补偿装置必须具有自动调节功能，且响应时间不大于30ms。

风电机组的无功功率和风电场无功补偿装置的投入容量，应在各种运行工况下都能按照分层分区、基本平衡的原则在线动态调整，同时对故障期间电压恢复提出要求。

针对风电场故障清除后，由于无功补偿设备不能自动调节引起并网点电压升高，风电机组因缺乏高电压穿越能力出现集中脱网的情况，要求风电场动态无功调节的响应速度要与机组的高电压穿越能力相匹配，确保不在调节过程中因高电压而脱网。

(4)目前风电场35kV汇集线系统采用了配电系统的设计原则，大多为不接地方式，导致单相故障无法快速切除，引发事故扩大。针对这一问题，提出单相故障快速切除措施。

汇集线系统要采用经电阻或消弧线圈接地方式，不应采用不接地或经消弧柜接地方式。

经电阻接地的汇集线系统发生单相接地故障时，要通过保护快速切除，电阻的选取要兼顾机组运行电压适应性要求。

经消弧线圈接地的汇集线系统发生单相接地故障时，要能可靠选线，快速切除。

汇集线系统中的母线应配置母差保护。

(5)风电场多处在气候条件恶劣的偏远地区，升压站和汇集线系统设备容易遭受沙尘、冰雪等恶劣天气的影响，设备故障频发，为此要求如下。

汇集线系统的母线电压互感器开关柜内应装设一次消谐装置。

风电机组升压变的选择应根据环境要求、绝缘抗污染水平、气候条件等方面因素综合考虑。

场内架空导线和接地线应按规划设计中的全场最大风速进行风偏校核，不满足安全距离要求的应立即整改。

(6)多次事故分析表明，风电机组控制系统、风电场涉网保护定值与风电机组故障穿越能力不匹配，是导致风电机组脱网的主要原因之一，为此要求：

风电机组主控系统参数和变流器参数设置应与电压、频率等保护协调一致。

风电场内涉网保护定值应与电网保护定值相配合，并报电网调度部门备案。

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