分析風電機組低電壓穿越能力影響因素

張仁海

摘 要：隨著我國發展理念的轉變，我國的電力部門在電力生產的過程中加強了對于風電資源的開展以及利用。隨著風力發電規模的進一步擴大，如何實現風力發電并網穩定性的提升，成為電力部門亟待解決的問題。本文基于此，分析探討了風電機組低電壓穿越能力影響因素。

關鍵詞：風電機組；低電壓；穿越能力；影響因素

中圖分類號：TM315 文獻標識碼：A

隨著我國工業化、城市化水平的不斷提升，社會發展對于電力資源的需求量日漸提升，而我國的電力企業為實現電力資源的高效供應，加大了風力發電工作的開展。近年來，我國的風電機組在運行時出現了因低電壓穿越能力不足而導致的風機大面積脫網事件，阻礙了電力企業謀求更高的經濟利潤以及社會效益。本文基于此，分析探討影響風電機組穿越能力的因素，并就相關問題的解決措施進行分析。

一、實驗概述

為了論述風電機組低電壓穿越能力影響因素，筆者展開了相關的實驗，并對56臺風電機組低電壓穿越狀況進行了測試，從而以此為基礎對影響因素進行了解。目前，影響到風電機組穿越能力的影響因素分為3類，分別是：軟件控制、管理因素、硬件問題、控制策略缺陷。關于這三大因素的影響，筆者進行了下述的總結。

二、軟件控制、管理因素

在開展風電機組低電壓穿越能力影影響因素分析作業時，實驗人員發現誘發該類問題最主要的因素在于軟件控制、管理問題。一般而言，該因素對于風電機組運行能力的影響主要在兩個方面：軟件版本管理、保護定值設置管理。對此，筆者進行了下述的總結。

1.軟件版本控制

基于我國社會生產、生活對于電力資源需求量日漸增多，而風電資源在生產時具有成本低、綠色、環保等多種特點，我國的電力企業加強了對于風電的發展。但是在這樣的狀況下，我國的風電場管理水平確較為落后，管理方法較為粗獷。

此外，風電企業在運行時無法對風機的軟件版本進行控制，故而導致風電機組在運行時無法就實際的風場狀況進行調節，故而導致風電機組的低電壓穿越能力無法適應電力系統發展的需要。此外，我國的風電企業所使用的機組型號較為老舊，部分機組設備無法滿足實際電力生產的需要，而電力企業往往只注重經濟利潤，而忽視了對于并網機組功能的更新，故而導致軟件版本較為落后，不可避免地促使機組的低電壓穿越能力降低。

2.保護定值的設置、管理

此外，電力企業在借助風電機組進行風電資源生產時，機組的生產廠家往往會依據機組設備的運行狀況以及實際環節，而對其控制、保護值進行有效的更新、更改工作。但在具體的操作環節，由于廠家缺乏全面的考量，進而導致機組的低電壓穿越能力受到一定程度的影響，出現下降的趨勢。

一般而言，風電機組在大功率工況下進行參數修改時，其在修改作業時普遍存在機組功率響應異常的狀況。以“有功功率恢復速率”參數的修改為例，將改參數由100%修改為80%時。機組的響有功功率輸出出現了持續10s的震蕩，隨后才得到恢復（圖1）。事實上，該測試作業在開展時普遍存在多種類似的狀況，為此廠家在進行修改作業時，需要通過縝密的試驗后再開展，并對定值、軟件更新工作進行全面的考慮。

三、硬件問題

目前，我國的風電機組在運行時普遍存在較多的硬件設備，諸如直流母排保護電路、轉直流母排保護電路組合等。而各機組硬件設備在運行時普遍能夠對電路進行保護，尤其是在電壓跌落階段。

一般情況下，不同類別的硬件電路在運行時都能夠實現機組電壓跌落使得穿越工作。通過相關的測試分析可以得知：機組在運行時往往會受控制策略、風況等因素的影響，而由硬件設備導致的風電機組設備低電壓穿越能力問題的原因主要分為下述幾個類別：一是系統的UPS功能遭到屏蔽；二是環積碳等硬件維護不到位。

基于此，為了解決由于硬件問題導致的風電機組低電壓穿越能力降低的問題，電力企業需要在日常的作業過程中加強對于風電機組設備系統的定期維護工作，并就對維護人員的專業性以及職業道德進行培訓，規避及不報故障、不停機等問題的出現。確保因為風電網絡機組故障問題導致的低電壓穿越能力不足問題得到有效的解決。

四、控制策略缺陷

所謂的控制策略缺陷，主要分為兩大類，分別是：變流控制策略缺陷、主控控制策略缺陷。事實上，這兩種缺陷問題的出現往往導致風電機組在運行時出現低電壓穿越能力受損的狀況。關于控制策略缺陷導致的問題，筆者進行了相關總結，具體內容如下。

一般而言，變流控制缺陷的出現往往會導致機組缺乏低電壓穿越的能力，阻礙了機組開展625 ms電壓跌落工作的開展。而主控控制策略缺失則會導致電力系統的有功恢復曲線不合格，最終導致“三相電壓不平衡”、“諧波過大”等故障問題的出現，其嚴重時還會導致脫網等問題的出現。相關的工作實踐顯示：上述的故障主要出現在風電機組運行早期，或者是機組多為進口的狀況下。此外，廠家在開展相關作業時普遍存在技術管理、推廣力度的差異性，進而導致并網機組在運行時出現該類故障，降低設備系統的運行效率。

隨著時代的發展以及科學技術的進步，我國的風電機組廠家在作業時加強了對于風電機組低電壓穿越技術的高效把握，并將其廣泛的運用在各機組的試驗工作中，從而實現了風力機組運行效率以及質量的提升，降低了低電壓穿越能力受損故障的降低。并隨著各機型低電壓穿越功能形式試驗的完成，風電機組低電壓穿越技術日趨成熟，此類型故障發生概率大大降低。

結語

為了進一步促進我國電力事業的可持續發展，滿足我國社會發展的需要，我國的電力企業加強了對于風電事業的發展。本文基于此，分析探討了影響風電機組低電壓穿越能力的三大因素，分別是：軟件控制、管理因素（軟件版本控制、保護定值的設置、管理）、硬件問題、控制策略缺陷。筆者認為，隨著相關措施的落實到位，我國的風電機組運行效率以及質量必將獲得長足的發展，并由此滿足社會發展的用電需求，促進更高的經濟效益以及社會利潤的取得。

參考文獻

[1]齊尚敏，李鳳婷，何世恩，等.具有低電壓穿越能力的集群接入風電場故障特性仿真研究[J].電力系統保護與控制，2015（14）：55-62.

[2]畢天姝，劉素梅，薛安成，等.具有低電壓穿越能力的雙饋風電機組故障暫態特性分析[J].電力系統保護與控制，2013（2）：26-31.

[3]張磊，陳道君，王燦，等.風電機組低電壓穿越能力對110kV電網的影響研究[J].湖南電力，2016（6）：18-20+43.

[4]關宏亮，趙海翔，遲永寧，等.電力系統對并網風電機組承受低電壓能力的要求[J].電網技術，2017（7）：78-82.