風電場重點并網技術條件解讀

王金山

摘 要：風電行業的大規模無序發展，致使風電故障率居高不下，對電網穩定運行構成了威脅。為此，國家能源局、國家質監局、國家電網公司等先后下發了系列國家標準、行業標準、企業標準和規范性文件，用以規范風電場的運行，本文結合風電現狀，對并網技術條件進行了解讀。

關鍵詞：風電；并網；技術條件

2011年6月10日，東北電網公司下發了《關于印發進一步加強東北電網風電安全運行管理工作方案的通知》，2011年6月11日，國家能源局下發了《關于加強風電場并網運行管理的通知》，2011年7月6日，國家電網公司下發了《關于印發風電并網運行反事故措施要點的通知》，2011年7月28日，國家能源局發布了《大型風電場并網設計技術規范》，2011年12月30日，國家質監局發布了《風電場接入電力系統技術規定》，從企業標準到行業標準、國家標準，各級管理部門如此密集發文對風電并網運行進行規范，可見風電的安全運行已到十分嚴重。

1 標準規范的出臺背景

由于風電場電氣設備故障頻發，多次導致風電機組大規模脫網。2011年2月24日，甘肅橋西第一風電場35kV電纜頭單相擊穿后發展成三相故障，導致酒泉地區16座風電場598臺機組脫網，損失出力達840MW，西北電網頻率最低至49.85Hz；2011年4月17日，甘肅干西第二風電場35kV兩個電纜頭絕緣擊穿，繼而35kV母線PT爆炸，導致酒泉地區16座風電場699臺機組脫網，損失出力1006MW，西北電網頻率最低至49.81Hz。一方面，風電裝機不斷增加，占電網裝機比重不斷加大；另一方面，由于各地風電的無序發展和風電本身的不可控性，風電故障頻發，已經嚴重影響電網穩定運行。

2 重點并網技術條件解讀

2.1 風電機組應具備的重點技術條件

風電機組應具備的重點技術條件為三項，即電壓保護、頻率保護和并網點電能質量對風電機組運行的影響。

（1）“風電場并網點電壓在0.9～1.1倍額定電壓范圍（含邊界值）內時，風電機組應能正常運行”、“風電機組應具有必要的高電壓穿越能力”。這是針對“2.24”西北電網風電機組大規模脫網事故中，有300臺風電機組脫網是因為在系統電壓跌落部分風電機組脫網后，由于部分風電場無功補償裝置未正確動作引起系統電壓升高，最后風電機組高電壓保護動作致使風電機組脫網。

（2）電力系統頻率在49.5Hz～50.2Hz范圍（含邊界值）內時，風電機組應能正常運行。電力系統頻率在48Hz～49.5Hz范圍（含48Hz）內時，風電機組應能不脫網運行30min。目前各型號風電機組基本都能滿足該項技術要求。

（3）從監測情況來看，所有風電場并網點電能質量都基本合格，沒有風電機組因為并網點電能質量原因而脫網的情況。

2.2 風電場應具備的重點技術條件

（1）風電場低電壓穿越能力缺失是造成風電故障多發的主要原因。為此，相關標準從風電場設計到接入系統檢測，都對風電場低電壓穿越能力提出了強制要求：風電場并網點電壓跌至20%標稱電壓時，風電場內的風電機組應保證不脫網連續運行625ms；風電場并網點電壓在發生跌落后2s 內能夠恢復到標稱電壓的90%時，風電場內的風電機組應保證不脫網連續運行（見圖1）。電網公司則要求風電企業對已經并網的風電機組低電壓穿越性能進行改造、調試，并通過國家有關部門授權的有資質的檢測機構按《風電機組并網檢測管理暫行辦法》（國能新能〔2010〕433號）要求進行的檢測驗證，逾期不能通過驗證的風電場將不能并網運行。

（2）關于風電場無功補償裝置和風電機組無功調節的要求，即通過各種無功調節手段，實現電力系統各種運行工況下的無功平衡和無功支撐，以保障風電場電壓平穩，防止低電壓和高電壓下風電機組脫網。從運行情況看，傳統無功補償裝置響應速度不滿足標準要求，主流SVG無功補償裝置雖然響應速度滿足要求，但故障率高，運行不穩定，無功平衡還應該主要挖掘風電機組本身的無功調節能力。

（3）由于風電場多為小電流接地系統，采取中性點不接地運行方式，當系統發生單相接地故障時，線電壓不變，對風電機組運行沒有影響，國標規定可以繼續運行兩小時。但通過對大規模脫網事件進行分析可知，正是這種運行方式引起了事故擴大，甚至發生大規模脫網事故。為此就要改變風電場接地方式，使單相接地時零序電流增加，確保保護可靠動作。對于采取中性點不接地方式的的風電場，可采取設置專門接地變的方式滿足反標準要求。新建風電場則應在設計環節將匯集線系統接地設計為經電阻接地方式。

（4）“風電機組升壓變形式的選擇應根據環境要求、絕緣抗污染水平、氣候條件等因素綜合考慮”、“場內架空導線和接地線應按規劃設計中的全場最大風速進行風偏校核，不滿足安全距離要求的應立即整改”。根據經驗，風電機組變故障的確占有很大比重，全密封和不帶油枕的風電機組變不太適合風電的運行條件；部分風電場時常發生的相間故障跳閘后原因不明，多是由于風偏不合格所致，各風電場應該請線路專家進行校核并整改。

3 結語

風電企業要應該深入研究國家和行業標準，全面升級風電場設備設施，提高風電對電網的友好水平，以促進風電健康發展。endprint