大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)原因及對(duì)策

周超

[摘要]風(fēng)電機(jī)組一旦發(fā)生大規(guī)模脫網(wǎng)事故，不僅會(huì)給電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性帶來(lái)影響，還會(huì)造成能源的浪費(fèi)和設(shè)備的空耗。本文首先從技術(shù)層面分析了大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)的原因，并探討了解決風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)事故的對(duì)策和方法，為大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)事故的應(yīng)對(duì)和處理提供資料參考。

[關(guān)鍵詞]大規(guī)模；風(fēng)電機(jī)組；脫網(wǎng)原因；對(duì)策

能源和資源是制約我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的兩大關(guān)鍵要素，改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)對(duì)能源的依賴(lài)度越來(lái)越高。為了彌補(bǔ)能源的短缺和不足，新能源改革勢(shì)在必行。風(fēng)能是一種清潔、無(wú)污染的綠色能源，在國(guó)家政策的大力支持下，在市場(chǎng)機(jī)制的不斷完善下，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。現(xiàn)如今風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)并網(wǎng)供電，雖然其在供電體系中所占比例不大，但其價(jià)值卻日益被社會(huì)各界所肯定。在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，受技術(shù)、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的影響，也必然遇到這樣或那樣的問(wèn)題。風(fēng)電機(jī)組大規(guī)模脫網(wǎng)事故，更是擺在風(fēng)電企業(yè)面前亟需解決的問(wèn)題。

一、大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)的原因技術(shù)分析

大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)事故的發(fā)生，是由多種因素造成的。風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)事故的發(fā)生，不僅會(huì)降低電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷，給電網(wǎng)供電和用電客戶的供電質(zhì)量帶來(lái)影響，而且還會(huì)造成大量無(wú)功功率的產(chǎn)生，影響電網(wǎng)供電穩(wěn)定性。筆者對(duì)風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)原因進(jìn)行分析與研究，造成風(fēng)電機(jī)組大國(guó)莫脫網(wǎng)的原因主要有以下幾點(diǎn)。

1.低電壓穿越能力的欠缺。

風(fēng)電機(jī)組是以風(fēng)能帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)完成發(fā)電的，這意味著風(fēng)電機(jī)組的產(chǎn)生的端電壓會(huì)受風(fēng)力大小的影響。在風(fēng)力較大的時(shí)期，電壓相對(duì)穩(wěn)定，并且符合并網(wǎng)供電的要求。但在微風(fēng)和無(wú)風(fēng)天氣，端電壓就會(huì)降低。低電壓穿越能力，正是為應(yīng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的這一情況設(shè)計(jì)的。具有低電壓穿越能力的風(fēng)電機(jī)組，能夠在端電壓降低到一定值的情況下不脫離電網(wǎng)而繼續(xù)運(yùn)行，甚至能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供一定的無(wú)功以幫助系統(tǒng)恢復(fù)電壓。但我國(guó)部分研發(fā)較早的風(fēng)電機(jī)組，并不具備低電壓穿越能力，也缺乏權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力進(jìn)行檢測(cè)，這導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組故障時(shí)很容易發(fā)生脫網(wǎng)。

2.無(wú)功調(diào)節(jié)能力不足。

無(wú)功調(diào)節(jié)能力的不足，是國(guó)產(chǎn)風(fēng)電機(jī)組常見(jiàn)的問(wèn)題。一旦務(wù)工調(diào)節(jié)能力較差，不僅會(huì)影響設(shè)備的啟動(dòng)速度，而且遇到低電壓穿越失敗時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致大面積脫網(wǎng)。無(wú)功調(diào)節(jié)能力的不足造成的大規(guī)模脫網(wǎng)，在過(guò)電壓保護(hù)啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組斷路器動(dòng)作后，也會(huì)造成機(jī)組脫網(wǎng)運(yùn)行。為了解決這一問(wèn)題，風(fēng)電機(jī)組一般會(huì)在升壓站安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，但這些無(wú)功補(bǔ)償裝置的功率根本達(dá)不到補(bǔ)償?shù)囊蟆Ｓ捎谘a(bǔ)償相應(yīng)效率較慢，導(dǎo)致其無(wú)法滿足風(fēng)電場(chǎng)的快速調(diào)壓需求，致使電網(wǎng)系統(tǒng)電壓變化無(wú)法得到有效調(diào)控，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功調(diào)節(jié)所發(fā)揮的作用有限，容易引發(fā)大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)現(xiàn)象。

3.風(fēng)電機(jī)組缺乏對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)能力。

風(fēng)電機(jī)組大多選擇在偏遠(yuǎn)的山區(qū)或海濱，這是由于這些地區(qū)的風(fēng)力較大，發(fā)電效能好。但這也給風(fēng)電機(jī)組的維護(hù)和維修帶來(lái)困難，風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，受環(huán)境的侵蝕和設(shè)備固件的老化，設(shè)備的性能很容易下降。一旦設(shè)備性能下降，其配置和參數(shù)要求必然達(dá)不到電網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)定，這就容易導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組因故障或性能下降脫網(wǎng)。除此以外，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)仍然處于摸索發(fā)展階段，很多風(fēng)電機(jī)組配置和參數(shù)與電網(wǎng)要求標(biāo)準(zhǔn)不一致。這導(dǎo)致很多風(fēng)電機(jī)組缺乏對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)性，容易發(fā)生脫網(wǎng)故障。

4.風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理不足。

風(fēng)電場(chǎng)由于風(fēng)電機(jī)組較為分散，因而其運(yùn)營(yíng)管理難度較大。由于我國(guó)風(fēng)電企業(yè)缺乏相關(guān)的管理和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理并不科學(xué)、也不夠標(biāo)準(zhǔn)。尤其是由于專(zhuān)業(yè)人才的缺乏，風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行和檢修人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技術(shù)水平嚴(yán)重不足，很多風(fēng)電場(chǎng)的電氣設(shè)備容易發(fā)生操作事故，這進(jìn)一步加大了風(fēng)電場(chǎng)脫網(wǎng)事故發(fā)生的幾率。

二、大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)的處理對(duì)策

1.提高風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力。

風(fēng)電機(jī)則應(yīng)該具備的低電壓穿越能力，我國(guó)的相關(guān)技術(shù)部門(mén)已經(jīng)制定了明確的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在建和投入運(yùn)營(yíng)的風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)該在國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求下對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行低電壓穿越能力的技術(shù)改造工作，同時(shí)還要加強(qiáng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的低穿能力調(diào)試工作，并且對(duì)其效果進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)試工作。通過(guò)聘請(qǐng)權(quán)威的測(cè)試機(jī)構(gòu)來(lái)制定合格的檢測(cè)報(bào)告，并將測(cè)試結(jié)果及時(shí)上報(bào)電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)。只有提高風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力，才能切實(shí)的保證風(fēng)電機(jī)組在微風(fēng)、無(wú)風(fēng)和故障的情況下，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)供電帶來(lái)影響和沖擊，才能最大化的降低風(fēng)電機(jī)組大規(guī)模脫網(wǎng)事故的發(fā)生幾率。

2.裝設(shè)合格的無(wú)功補(bǔ)償裝置。

無(wú)功補(bǔ)償裝置是提高風(fēng)電機(jī)組運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定性和可靠性的關(guān)鍵，為了降低風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)事故發(fā)生率，可以通過(guò)技術(shù)升級(jí)提高其工作性能。通過(guò)改進(jìn)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置，使其配置達(dá)到電網(wǎng)要求，調(diào)高設(shè)備的反應(yīng)速率。同時(shí)還要對(duì)無(wú)功補(bǔ)償裝置定期進(jìn)行檢測(cè)，以實(shí)時(shí)檢測(cè)其工作性能和運(yùn)行狀態(tài)，如果相關(guān)技術(shù)指標(biāo)不能滿足電網(wǎng)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要及時(shí)進(jìn)行整改。通過(guò)對(duì)該裝備進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的分析，遵循平衡性的原則，合理的對(duì)設(shè)備進(jìn)行分層分區(qū)的管理，并將相關(guān)指標(biāo)上報(bào)檢測(cè)部門(mén)進(jìn)行分析，保證設(shè)備性能始終處于一個(gè)良好的狀態(tài)。

3.提高風(fēng)電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)能力。

首先，要加強(qiáng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)營(yíng)維護(hù)與管理，確保風(fēng)電場(chǎng)的所有風(fēng)電機(jī)組都能處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。只有提高了運(yùn)營(yíng)維護(hù)與管理水平，才能降低風(fēng)電機(jī)組設(shè)備性能下降所帶來(lái)的脫網(wǎng)威脅。其次，要提高設(shè)備參數(shù)配置和定制保護(hù)措施，降低風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力和變流保護(hù)裝置之間的影響，確保風(fēng)電機(jī)組所有工作狀態(tài)下，都能夠適應(yīng)電網(wǎng)的需求。除此以外，還可以通過(guò)提高風(fēng)電機(jī)組的自動(dòng)化水平，來(lái)提高對(duì)風(fēng)電機(jī)組的控制效率，避免電網(wǎng)波動(dòng)給風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行帶來(lái)影響，切實(shí)降低風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)的頻率。

4.提高風(fēng)電場(chǎng)和風(fēng)電機(jī)組管理水平。

信息時(shí)代的來(lái)臨，給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了極大改變。實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)和風(fēng)電機(jī)組的信息化管理，是解決風(fēng)電場(chǎng)和風(fēng)電機(jī)組管理困難的關(guān)鍵。這就要求風(fēng)電企業(yè)要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的信息化建設(shè)成本投入，早日實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)和風(fēng)電機(jī)組的信息化管理。除此以外，還要加強(qiáng)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)和管理水平，首先要制定定期巡檢制度，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組和設(shè)備工作狀態(tài)細(xì)致把控。其次，要加強(qiáng)優(yōu)秀人才引進(jìn)力度，確保風(fēng)電場(chǎng)管理和運(yùn)營(yíng)維護(hù)團(tuán)隊(duì)具有較高的專(zhuān)業(yè)水平。最后，要提高風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)有員工的培訓(xùn)力度，讓其能夠了解最先進(jìn)的風(fēng)電場(chǎng)管理理念，并掌握最優(yōu)秀的風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理方法。除此之外，還要設(shè)置風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)急預(yù)案，并經(jīng)常進(jìn)行預(yù)案學(xué)習(xí)和事故應(yīng)急演練，確保風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)事故發(fā)生后能夠第一時(shí)間得到處理和解決。

綜上所述，雖然我國(guó)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)正處于探索和發(fā)展期，但其對(duì)我國(guó)新能源戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)意義重大。為了促進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一定要扎根于風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際困難，解決大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)的問(wèn)題。相信隨著技術(shù)的進(jìn)步、設(shè)備的升級(jí)和經(jīng)驗(yàn)的積累，我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)事故將會(huì)越來(lái)越少，為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出更大的貢獻(xiàn)。