（福建惠安泉惠發(fā)電有限責(zé)任公司 福建泉州 362100）

1 尖峰風(fēng)電場(chǎng)概況

惠安尖峰風(fēng)電場(chǎng)屬海洋山地風(fēng)電，易受臺(tái)風(fēng)的影響[1]，因此選用的是廣東明陽(yáng)電氣有限公司生產(chǎn)的抗臺(tái)型風(fēng)機(jī)，型號(hào)為MY2.0-104。該風(fēng)電場(chǎng)核準(zhǔn)容量為46 MW，擬建設(shè)23臺(tái)2 MW風(fēng)機(jī)，2018年8月22日完成升壓站受電及13臺(tái)風(fēng)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，2018年7月28日完成1回110 kV線路接入110 kv國(guó)家電網(wǎng)惠安縣玉圍變，線路長(zhǎng)度3.5 km，導(dǎo)線截面積240 mm2。

2 尖峰風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)電氣主接線概況

風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)風(fēng)機(jī)側(cè)采用線變組接線方式，將風(fēng)機(jī)全部升壓到35 kV，并接到35 kV母線，尖峰風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)3回集電線路接入升壓站35 kV母線，再通過(guò)110 kV升壓站升壓到110 kV送出至玉圍變。升壓站110 kV側(cè)采用線路變壓器組接線。35 kV側(cè)母線采用單母線接線[2]。

3 后備電源在風(fēng)電場(chǎng)的作用

3.1 接入線路故障時(shí)為風(fēng)機(jī)偏航電源

臺(tái)風(fēng)期間，高壓電網(wǎng)輸電可能會(huì)出現(xiàn)故障情況，從而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)停止在原來(lái)狀態(tài)無(wú)法執(zhí)行偏航動(dòng)作，給風(fēng)機(jī)帶來(lái)一定的安全隱患。加入備用電源后能使風(fēng)機(jī)在外網(wǎng)斷電的情況下，由后備電源驅(qū)動(dòng)偏航電機(jī)運(yùn)行，讓風(fēng)機(jī)能隨時(shí)調(diào)整機(jī)艙使葉輪對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向，保障風(fēng)電機(jī)組的安全[3]。

3.2 減少投資

正常工作期間采用35/0.4 kV變壓器供電，檢修故障期間采用1 200 kW柴油發(fā)電機(jī)400 V供電。升壓站未帶電的情況下，特別是在集電線路交接試驗(yàn)后，35 kV線路沖擊試驗(yàn)，35 kV開(kāi)關(guān)柜帶電等交接試驗(yàn)時(shí)，均能夠在接入線路未完工時(shí)投入使用，利于提早進(jìn)行消缺，大大減少風(fēng)機(jī)并網(wǎng)發(fā)電的時(shí)間。升壓站內(nèi)可以不增設(shè)10 kV場(chǎng)用電線路，減少投資。

3.3 “黑啟動(dòng)”時(shí)的應(yīng)用

所謂“黑啟動(dòng)”是指整個(gè)系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，系統(tǒng)全部停電，處于全 “黑”狀態(tài)，不依賴別的網(wǎng)絡(luò)幫助，通過(guò)系統(tǒng)中具有自動(dòng)啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組起動(dòng)，帶動(dòng)無(wú)自啟功能的發(fā)電機(jī)組，逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的恢復(fù)。后備電源柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，一方面給升壓站400 V系統(tǒng)Ⅱ段母線供電，另一方面通過(guò)升壓到35 kV至集電線路、箱變及風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)供電，進(jìn)行風(fēng)機(jī)重啟發(fā)電，對(duì)內(nèi)恢復(fù)場(chǎng)用電系統(tǒng)，對(duì)外配合電網(wǎng)調(diào)度恢復(fù)電網(wǎng)運(yùn)行。

4 后備電源設(shè)備配置

表1 后備電源設(shè)備配置表

后備電源設(shè)備配置及使用情況見(jiàn)表1和圖1。

5 后備電源系統(tǒng)工作邏輯

5.1 未投入后備電源

風(fēng)電場(chǎng)正常工作期間，站內(nèi)低壓400 V場(chǎng)用電Ⅰ段母線由場(chǎng)用變SCB11-315/35/0.4 kV降壓為400 V供電，電流路徑為：站用變的低壓側(cè)400 V通過(guò)低壓柜內(nèi)1D斷路器411供電，后母聯(lián)斷路器41M1供電。

5.2 投入后備電源

臺(tái)風(fēng)天氣風(fēng)速超過(guò)25 m/s時(shí)，達(dá)到風(fēng)機(jī)的切出風(fēng)速，風(fēng)機(jī)切出停止發(fā)電，偏航系統(tǒng)由接入線路供電。一旦臺(tái)風(fēng)導(dǎo)致接入線路故障，接入線路斷電，風(fēng)機(jī)偏航系統(tǒng)斷電，后備電源控制系統(tǒng)告警。此時(shí)在中控室采用就地模式啟動(dòng)后備電源系統(tǒng)，進(jìn)入抗臺(tái)風(fēng)模式。具體電源走向?yàn)椋翰癜l(fā)啟動(dòng)后，出口端電壓穩(wěn)定400 V時(shí)，至柴發(fā)集裝箱內(nèi)低壓進(jìn)線柜的431總斷路器，后分兩路饋出：一路通過(guò)柴發(fā)集裝箱饋出柜內(nèi)451斷路器至站內(nèi)35 kV配電室內(nèi)低壓柜內(nèi)7 D場(chǎng)用電Ⅱ段母線421斷路器，另一路通過(guò)柴發(fā)集裝箱饋出柜內(nèi)441斷路器至變壓器集裝箱內(nèi)的升壓變壓器，電壓由0.4 kV升壓至35 kV后，再經(jīng)阻尼裝置濾波，接至柴發(fā)饋出柜363，再通過(guò)操作員站控制363開(kāi)關(guān)的合閘，將其接入35 kV母線，再根據(jù)不同的集電線路的無(wú)功阻抗選擇合適的檔位投入配電室內(nèi)的并聯(lián)電抗器，全部集電線路和風(fēng)機(jī)帶電后，再根據(jù)風(fēng)況需要，4臺(tái)風(fēng)機(jī)可以同時(shí)進(jìn)行偏航。

6 后備電源系統(tǒng)的投入使用情況

2018年8 號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)瑪利亞于7月11日9時(shí)10分在福建省福州市連江縣黃岐半島沿海登陸，登陸時(shí)中心附近最大風(fēng)力有14級(jí)（42 m/s）?；莅布夥屣L(fēng)電場(chǎng)于7月11日7時(shí)50分迎來(lái)最大風(fēng)力29 m/s，而此時(shí)的尖峰風(fēng)電場(chǎng)由于接入線路還未完工，現(xiàn)場(chǎng)13臺(tái)風(fēng)機(jī)雖然已經(jīng)調(diào)試完成，在沒(méi)有電源的情況下，是根本不具備偏航功能的?，F(xiàn)場(chǎng)13臺(tái)風(fēng)機(jī)的集電線路接線見(jiàn)圖2?，F(xiàn)場(chǎng)指揮部根據(jù)氣象預(yù)測(cè)，于7月11日上午5時(shí)開(kāi)啟后備電源進(jìn)行風(fēng)機(jī)偏航，至13時(shí)降格為熱帶風(fēng)暴，此次超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)未對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的13臺(tái)風(fēng)電機(jī)組造成大的損壞。

7 總結(jié)與反思

7.1 總結(jié)

抗臺(tái)模式投運(yùn)期間最大投入為ABC三條集電線路，最小投入集電線路B。其中A回8#～10#共3臺(tái)風(fēng)機(jī)，B回14#共1臺(tái)風(fēng)機(jī)，C回15#～23#共9臺(tái)風(fēng)機(jī)。投運(yùn)順序?yàn)锽→A→C。當(dāng)投入線路B時(shí)，無(wú)需投入電抗器回路；當(dāng)投入線路B+A時(shí)，電抗器處于1檔；當(dāng)投入線路B+A+C時(shí)，電抗器處于2檔；當(dāng)線路ABC均投入時(shí)發(fā)電機(jī)需要補(bǔ)充無(wú)功功率最大214.9 kVar，滿足柴油發(fā)電機(jī)無(wú)功功率小于900 kVar要求。相關(guān)無(wú)功負(fù)載見(jiàn)表2。

表2 風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功平衡表

7.2 反思

（1）由于后備電源系統(tǒng)在風(fēng)電場(chǎng)使用，福建區(qū)域內(nèi)屬首例。雖有相關(guān)啟停均有預(yù)案可以遵照?qǐng)?zhí)行，但因過(guò)程過(guò)于繁瑣，難免出現(xiàn)“心有余而力不足”。

（2）由于后備電源系統(tǒng)采用的是中控室遠(yuǎn)方控制，與站內(nèi)綜合自動(dòng)化后臺(tái)相對(duì)獨(dú)立，數(shù)據(jù)不能共享，后備電源區(qū)域開(kāi)關(guān)狀態(tài)要現(xiàn)場(chǎng)就地調(diào)整。系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)，方能進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，一旦停運(yùn)，就無(wú)法監(jiān)測(cè)。建議將后備電源系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)并入綜合自動(dòng)化后臺(tái)，雙系統(tǒng)合并，由開(kāi)關(guān)狀態(tài)執(zhí)行由后臺(tái)集中控制。