王永為

摘要文章主要分析了大規(guī)模風電機組脫網(wǎng)的原因，說明了風電機組脫網(wǎng)的內(nèi)在機理，并指出了風電機組在運行管理方面的要求，闡明了風電機組在安全性能和技術指標等方面的要求，最后指出了解決大規(guī)模風電機組脫網(wǎng)問題的有效對策。

關鍵詞風電機組脫網(wǎng)；原因；對策

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）11-0120-01

風電是一種重要的新型能源，具有清潔、環(huán)保、無污染的特點，具有很強的開發(fā)利用價值。我國在發(fā)展風力發(fā)電的過程中，曾經(jīng)遇到過大規(guī)模風電機組脫網(wǎng)的問題，例如京津唐電網(wǎng)在2011年2月以來的脫網(wǎng)問題，使系統(tǒng)出現(xiàn)大量的有功功率缺額，影響了電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性。針對機組脫網(wǎng)的問題，應當及時分析并總結(jié)原因，并采取有針對性的控制策略，切實有效地維護風電機組的穩(wěn)定運行，促進風力發(fā)電事業(yè)的進一步發(fā)展。

1大規(guī)模風電機組脫網(wǎng)的原因分析

大規(guī)模風電機組脫網(wǎng)是由多種原因造成的，是很多問題長期積累的結(jié)果，這些問題的集中爆發(fā)給電網(wǎng)系統(tǒng)造成了很大的危害。大規(guī)模風電機組脫網(wǎng)的原因主要有以下幾個方面。

1）對于很多風電機組來說，如果處于并網(wǎng)的狀態(tài)下，風電機組的低電壓穿越能力缺失，將可能造成機組大規(guī)模脫網(wǎng)的問題，這也是2011年上半年風電機組脫網(wǎng)問題出現(xiàn)的重要原因?，F(xiàn)階段，很多風電機組都缺乏低壓穿越能力，如果系統(tǒng)電壓在額定電壓的70%左右，就會出現(xiàn)機組脫網(wǎng)的問題。也有一些風電場承諾具備低壓穿越能力，但沒有經(jīng)過調(diào)試開放，同時也缺乏權(quán)威部門的檢測，低壓穿越能力的認證更是無從談起。因此，一旦遇到風電機組故障，依然會發(fā)生機組脫網(wǎng)的問題。

2）對于很多風電機組來說，都不具備足夠的無功調(diào)節(jié)能力，尤其是動態(tài)無功調(diào)節(jié)，無功補償裝置的響應過慢，通常需要幾分鐘，遠遠不能滿足電網(wǎng)運行的需求。在此情況下，如果風電機組發(fā)生了低電壓穿越失敗的問題，就會造成機組脫網(wǎng)的問題。此時，系統(tǒng)電壓會急劇上升，由于風電機組具有過電壓保護的動作，也會隨之而脫網(wǎng)，故障的范圍就進一步擴大，造成大規(guī)模機組脫網(wǎng)問題的出現(xiàn)。根據(jù)目前的情況來說，很多風電機組都沒有動態(tài)無功調(diào)節(jié)的能力，都處于定功率因數(shù)的運行狀態(tài)下。如果需要調(diào)整系統(tǒng)中的無功電壓，就需要利用無功補償裝置。但是，絕大部分的無功補償裝置的容量方面達不到要求，在調(diào)節(jié)的速率方面也有待提高，無法滿足電網(wǎng)維持正常運行的要求。在快速調(diào)壓方面，很多風電場中應用的是MCR型的無功補償裝置，這種裝置也就是人們通常所說的磁抗電抗器，它的動態(tài)調(diào)節(jié)速率可以達到100 ms以上，但是對于風電場的快速調(diào)壓來說，這種速率也不能滿足需要。此外，很多無功補償裝置在容量配置方面也不能達到要求，在無功調(diào)節(jié)方面缺乏連續(xù)性，調(diào)節(jié)的速度也較慢，不能滿足風電機組無功調(diào)節(jié)的需要。

3）現(xiàn)階段很多風電機組不能很好地適應電網(wǎng)的需求，缺乏電網(wǎng)適應性，這也可能導致機組脫網(wǎng)的問題出現(xiàn)。這主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是機組配置不能滿足電網(wǎng)需要，在保護配置和定值整定方面不能滿足電網(wǎng)運行需要。此外，很多機組本身就存在著質(zhì)量問題，設備的性能和質(zhì)量有待提高，在異常保護定值的設定方面也不夠規(guī)范，過于重視機組本身的保護，而對系統(tǒng)的安全問題缺乏考慮，導致風電機組的涉網(wǎng)保護與電網(wǎng)保護相互沖突，導致風電機組不能低于擾動，這種原因也容易造成風電機組脫網(wǎng)的問題。二是在變壓器的安裝上，風電場的升壓變壓器的接頭位置不合理，不能與箱式變壓器的接頭位置相匹配。

4）不能及時地對單項故障進行排除，這也會導致故障的擴大化，使脫網(wǎng)容量得到快速增加，影響著風電機組的正常運行。

5）在風電場建設方面存在問題，也不能科學地對風電場進行運行管理。在很多風電場建設的各環(huán)節(jié)中，都存在著這樣那樣的問題，在建設與管理上不能達到常規(guī)電源的水平。例如，如果風電場在設計環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，在設計的要求以及標準上不夠統(tǒng)一，就容易導致機組脫網(wǎng)的故障。近年來，很多的機組脫網(wǎng)問題都源于設備問題。此外，很多工作人員的專業(yè)知識和技術能力還有待提高，沒有充分了解風電場設備的維護要求，也不了解相關的保護配置，這也增加了機組脫網(wǎng)問題出現(xiàn)的頻率。

2解決風電機組脫網(wǎng)的有效對策

1）應當增強風電機組的低壓穿越能力。對于風電機組在低壓穿越方面的能力，我國政府相關部門已經(jīng)作出了明確的要求，風電場應當在國家相關規(guī)章制度的指引下，及時完成低壓穿越能力的調(diào)試與開發(fā)工作，并且要對低壓穿越能力進行準確的檢測。要確保檢測機構(gòu)具有專業(yè)的資質(zhì)，并要讓檢測機構(gòu)作出檢測合格報告，并將報告提交給調(diào)度部門。

2）應當提高無功補償裝置的性能，設施合理的容量配置，并確保它的響應速率能夠滿足電網(wǎng)的需要。為此，要對無功補償裝置的性能和狀態(tài)進行準確地檢測，如果不能滿足需要就必須進行整改。對于無功補償裝置利用中的具體指標，如最大容性和感性無功容量等，要通過專題分析的形式確定，并遵循平衡的原則，合理地進行分層與分區(qū)，分門別類地對相關指標進行確定。

3）應當增強風電機組的適應性，使其能夠與電網(wǎng)相互適應，并進行適當?shù)恼{(diào)整，避免出現(xiàn)主控定值和變流器定值與低壓穿越功能相互沖突的問題，并使各種電壓保護欲頻率保護都能夠與電網(wǎng)相協(xié)調(diào)，使風電機組更好地適應電網(wǎng)的要求。

4）應當在風電機組中應用自動電壓控制設備，通過建立電壓控制系統(tǒng)避免電壓不穩(wěn)的問題出現(xiàn)，有效避免機組脫網(wǎng)。

5）應當積極研究與開發(fā)風電場匯集系統(tǒng)，并加強小電流接地系統(tǒng)的研究，及時地對現(xiàn)有的風電場進行改造與完善，通過風電場匯集系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)的應用，可以有效控制故障，防止出現(xiàn)大規(guī)模的風電機組脫網(wǎng)。

6）應當制定出詳細的行業(yè)標準與準入制度，并加強對技術人員的管理，并定期組織教育和培訓活動，使每一位技術人員都能夠明確工作的要求和相關技術指標，更好地做好風電機組的日常管理與維護。

3結(jié)束語

為了解決能源與資源短缺的問題，進一步發(fā)展低碳經(jīng)濟，我國必須提高自身的風力發(fā)電技術，有效地利用風能資源，促進風電事業(yè)的發(fā)展。要準確分析機組脫網(wǎng)問題出現(xiàn)的原因，找出有針對性的解決對策，并加強風電場的安全管理，確保風電機組的安全運行。

參考文獻

[1]何世恩，董新洲.大規(guī)模風電機組脫網(wǎng)原因分析及對策[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2012（01）.

[2]李丹，賈琳，許曉非.風電機組脫網(wǎng)原因及對策分析[J].電力系統(tǒng)自動化，2011（11）.

endprint