风电机组脱网原因与处理对策探讨

杨明洙

摘 要：现阶段，我国大力发展绿色能源，风电产业发展迅速。将风电机组并入电网以后，实现了能源的稳定供给，这项工作对于促进能源的绿色化和可持续化利用有着积极的意义。在实际的发电过程中，由于多种因素的影响，时常会出现风电机组脱网现象，技术人员应该针对可能产生的原因制定合理的解决对策，保证供电的稳定性。文章就风电机组脱网原因与处理对策进行了详细的讨论。

关键词：风电机组；脱网原因；处理对策

1 大规模风电机组脱网原因

脱网现象是一个长期累积的过程，并不是突然之间产生的结果，脱网现象的出现对电网的正常运转造成了较大的影响，导致风电机组脱网的原因有多种，主要包括以下几个方面：

1.1 风力发电机组低压穿越能力缺失

如果风电机组在并网的情况下运转，如果低压穿越能力不足，会出现机组脱网现象。目前，很大一部分风电机组都不具有低压穿越能力，当系统电压约为额定电压的百分之七十时，就会出现脱网。个别风电场尝试建立低压穿越能力，但是调试并没有取得成功，所以，当发现机组运行中出现故障时，就会导致机组脱网。由于多数风机并没有低电压穿越能力，风机的主要控制与调节参数、变流设备的定值不能与低电压穿越能力相匹配，还有一些风电机组尽管具有相应的低电压穿越能力，但是没有经过专业检测部门的检测以及认证，一些低电压穿越能力仅适用于三相对称的电压。如果一些电网中经常出现不对称的电压降，则电压下降为原来的百分之八十。

1.2 无功调节能力不足

很多设备并不具有充足的无功调节能力，包括动态调节，导致无功补偿设备不够灵敏，反应时间很长，有时甚至大于几分钟，不能够保证电网的稳定运行。如果在这样的条件下风电机组低压穿越不成功，则会导致机组脱网。脱网发生以后，电压数值迅速升高，基于设备的过电压保护程序，电机就会停止运转，出现脱网。现阶段，大部分风电机组不具备动态的调节功能，基本都是在功率因数恒定的状态下工作，一旦将程序中的电压值进行调整，就要利用无功补偿设备，可是，很多无功补偿设备由于容量不足，不能很好的发挥作用，调节速度较慢，不能够实现电网正常运转的需要。在调压的速度方面，一些风电场无功补偿设备选用MCR，MCR就是抵抗电抗设备，动态调节速度极快，通常大于100ms以上，即使是这样的速度，也不能满足风电场的调压要求，另外，在配置方面，无功补偿设备也不能很好的满足运行需要，无功调节的过程出现间断的次数较多，连续性不足，了解速度较慢，不能实现机组快速的无功调节。

1.3 电网适应性不足

很多机组由于适应能力不足，对电网的适应程度不够，导致机组脱网现象的发生。在下面几个环节具有明显的表现。第一，机组配置与实际需要不一致，保护配置与定值整定均与电网运行的实际需要相悖，第二，由于机组自身的质量不过关，设备的性能较差，所以异常保护定值整定设置不准确，缺乏合理性，只关注对设备本身的保护，却不重视系统的运行安全，致使风电机组电网的保护与涉网相矛盾，机组不得小于扰动值。第三，变压器的安装上，风电场的升压变压器的接头位置不合理，不能与箱式变压器的接头位置相匹配。

1.4 无法迅速排除故障

如果不能及时发现故障，并有针对性的合理解决，则故障范围将会持续扩大，最终风电机组不能正常工作，进而导致脱网容量的持续增加。

1.5 风电场建设不规范

风电场的运行中，管理制度不健全，管理工作存在较多的问题和不合理性。在不同的生产环节中，都存在着安全性问题，与管理人员的水平和工作方法有着直接的关系。比如：在设计方面，设计要求和标准的规定相矛盾或者无法满足实际工程需要，导致机组脱网现象的发生。很多机组脱网发生的原因都是设备的性能不合格或者操作问题，所以，操作人员的技术水平必须马上提高，以满足风电场设备正常运行维护的需要。还有一些工作人员对设备本身的结构以及性能并不了解，这必然会增加设备出现故障的频率，使机组脱网频繁发生。

1.6 没有实现开放式管理

一些风机生产单位并没有将内部控制系统以及保护系统实行开放式、系统式的管理，技术交底工作不够清晰、全面，很多主要的参数表示的不够清楚和明确，导致操作人员在现场的工作中由于数据不明而造成错误，另外，一旦出现事故，不能马上进行合理的控制或者缩小事故的范围，导致事故扩散迅速，系统无法自动恢复运行。

1.7 对建设单位造成极大的压力

如果风电建设的规模较大，则无形中给设计单位、建设单位以及监理单位都造成较大的工作压力，由于技术力量不足，所以不可能保證设备整体技术的完美性，必然存在一定的缺陷，有些施工人员由于技术水平不高，所以安装质量极差，尤其是35kV系统的施工工艺本身就存在着一些漏洞，导致问题更加严重。一些负责电缆接头制作的人员，并没有专业的资质证明也在从事这方面的工作。

2 风电机组脱网的有效解决措施

2.1 提高风电机组低压穿越能力

我国政府已经在相应的标准中规定，必须不断的对低压穿越能力进行调节和优化，并进行相应的检查和测试，以保证满足电力系统的生产要求。检测机构要有专业资质，完成检测以后，能够提出检测报告，并将报告提交给相关的审核部门。

2.2 提高无功补偿

应该合理的对容量进行配置，保证其具有较快的响应速度，缩短响应时间，保证其完全可以满足电网运行的实际需要。同时，对无功补偿设备以及元件进行合理调整，实时监测设备的运行状态，当发现不能满足要求时，及时针对设备的实际运行状况进行合理的调整，保证设备安全、高效的运行。无功补偿设备中所涉及到的主要参数和指标，包括最大容量以及感性无功容量等，需要集中讨论，组织技术人员以及操作人员通过专题分析的形式，明确设定参数，本着稳定、平衡的原则，对不同层次以及不同区域进行合理的划分，确定相关的技术指标。

2.3 提高风电机组适应能力

调节风机使其适应能力得到提高，可以与电网相适应，通过合理的调整，保证主控定值、变流设备的定值与低电压穿越功能不会发生冲突，保证电压保护、频率保护和电网相互协调，以满足电网的实际需要。

2.4 采用自动化设备

在风电机组中尽可能使用自动化设备，实现电压控制，尽量降低电压不稳定现象出现的概率，可以通过使用电压控制的方法来实现，减少机组脱网的次数。

2.5 研究与开发新系统

积极研究风电场汇集系统，同时开展小电流接地系统的研究，发现风电场出现问题，及时对其进行调整和改善，合理应用风电场汇集系统以及小电流接地系统。避免故障的发生，有效降低风电机组的脱网次数。

2.6 严格行业标准和准入制度

工作人员的操作水平、业务能力以及基本素质对系统的运行有着重要的意义，只有做好员工的培训，才能提高操作人员的技术水平，避免或者减少不正常操作现象的发生，企业还应该定期或者非定期的聘请专家来对操作人员进行技术培训以及安全培训，使操作人员的理论基础知识更加扎实，眼界更加开阔，通过组织研讨会的形式，使工作人员将平时工作中遇到的问题以讨论的形式得到妥善的解决，提高工作效率，同时使风电机组的无故障运行时间得到延长。

综上所述，风电机组脱网现象的发生，不仅会降低供电效率，而且可能造成安全生产事故，技术人员需要全面、认真的针对可能导致机组发生脱网的影响因素进行分析，然后制定相应的解决办法，发现问题以后，及时排查故障，恢复供电，尽量保证设备处于稳定、持续的运行状态，保证风电产业的高效率、高质量发展。

参考文献

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