大规模风电机组脱网原因及对策

周超

[摘要]风电机组一旦发生大规模脱网事故，不仅会给电网运行稳定性带来影响，还会造成能源的浪费和设备的空耗。本文首先从技术层面分析了大规模风电机组脱网的原因，并探讨了解决风电机组脱网事故的对策和方法，为大规模风电机组脱网事故的应对和处理提供资料参考。

[关键词]大规模；风电机组；脱网原因；对策

能源和资源是制约我国社会和经济发展的两大关键要素，改革开放以来，我国对能源的依赖度越来越高。为了弥补能源的短缺和不足，新能源改革势在必行。风能是一种清洁、无污染的绿色能源，在国家政策的大力支持下，在市场机制的不断完善下，我国风力发电产业高速发展。现如今风力发电已经能够实现并网供电，虽然其在供电体系中所占比例不大，但其价值却日益被社会各界所肯定。在风电产业发展过程中，受技术、设备和经验的影响，也必然遇到这样或那样的问题。风电机组大规模脱网事故，更是摆在风电企业面前亟需解决的问题。

一、大规模风电机组脱网的原因技术分析

大规模风电机组脱网事故的发生，是由多种因素造成的。风电机组脱网事故的发生，不仅会降低电网系统的负荷，给电网供电和用电客户的供电质量带来影响，而且还会造成大量无功功率的产生，影响电网供电稳定性。笔者对风电机组脱网原因进行分析与研究，造成风电机组大国莫脱网的原因主要有以下几点。

1.低电压穿越能力的欠缺。

风电机组是以风能带动风扇转动完成发电的，这意味着风电机组的产生的端电压会受风力大小的影响。在风力较大的时期，电压相对稳定，并且符合并网供电的要求。但在微风和无风天气，端电压就会降低。低电压穿越能力，正是为应对风电机组的这一情况设计的。具有低电压穿越能力的风电机组，能够在端电压降低到一定值的情况下不脱离电网而继续运行，甚至能夠为系统提供一定的无功以帮助系统恢复电压。但我国部分研发较早的风电机组，并不具备低电压穿越能力，也缺乏权威机构对风电机组的低电压穿越能力进行检测，这导致风电机组故障时很容易发生脱网。

2.无功调节能力不足。

无功调节能力的不足，是国产风电机组常见的问题。一旦务工调节能力较差，不仅会影响设备的启动速度，而且遇到低电压穿越失败时，还会导致大面积脱网。无功调节能力的不足造成的大规模脱网，在过电压保护启动风电机组断路器动作后，也会造成机组脱网运行。为了解决这一问题，风电机组一般会在升压站安装无功补偿装置，但这些无功补偿装置的功率根本达不到补偿的要求。由于补偿相应效率较慢，导致其无法满足风电场的快速调压需求，致使电网系统电压变化无法得到有效调控，对风电机组的无功调节所发挥的作用有限，容易引发大规模风电机组脱网现象。

3.风电机组缺乏对电网的适应能力。

风电机组大多选择在偏远的山区或海滨，这是由于这些地区的风力较大，发电效能好。但这也给风电机组的维护和维修带来困难，风电机组在运行过程中，受环境的侵蚀和设备固件的老化，设备的性能很容易下降。一旦设备性能下降，其配置和参数要求必然达不到电网系统的规定，这就容易导致风电机组因故障或性能下降脱网。除此以外，我国风力发电产业仍然处于摸索发展阶段，很多风电机组配置和参数与电网要求标准不一致。这导致很多风电机组缺乏对电网的适应性，容易发生脱网故障。

4.风电场运营管理不足。

风电场由于风电机组较为分散，因而其运营管理难度较大。由于我国风电企业缺乏相关的管理和运营经验，风电场运营管理并不科学、也不够标准。尤其是由于专业人才的缺乏，风电机组运行和检修人员的专业知识和技术水平严重不足，很多风电场的电气设备容易发生操作事故，这进一步加大了风电场脱网事故发生的几率。

二、大规模风电机组脱网的处理对策

1.提高风电机组低电压穿越能力。

风电机则应该具备的低电压穿越能力，我国的相关技术部门已经制定了明确的技术标准。在建和投入运营的风电场应该在国家相关标准的要求下对风电机组进行低电压穿越能力的技术改造工作，同时还要加强对风电机组的低穿能力调试工作，并且对其效果进行准确的测试工作。通过聘请权威的测试机构来制定合格的检测报告，并将测试结果及时上报电网调度部门。只有提高风电机组低电压穿越能力，才能切实的保证风电机组在微风、无风和故障的情况下，不会对电网供电带来影响和冲击，才能最大化的降低风电机组大规模脱网事故的发生几率。

2.装设合格的无功补偿装置。

无功补偿装置是提高风电机组运营稳定性和可靠性的关键，为了降低风电机组脱网事故发生率，可以通过技术升级提高其工作性能。通过改进风电场的无功补偿装置，使其配置达到电网要求，调高设备的反应速率。同时还要对无功补偿装置定期进行检测，以实时检测其工作性能和运行状态，如果相关技术指标不能满足电网规定的标准要及时进行整改。通过对该装备进行专业的分析，遵循平衡性的原则，合理的对设备进行分层分区的管理，并将相关指标上报检测部门进行分析，保证设备性能始终处于一个良好的状态。

3.提高风电机组对电网的适应能力。

首先，要加强对风电机组的运营维护与管理，确保风电场的所有风电机组都能处于稳定的工作状态。只有提高了运营维护与管理水平，才能降低风电机组设备性能下降所带来的脱网威胁。其次，要提高设备参数配置和定制保护措施，降低风电机组低电压穿越能力和变流保护装置之间的影响，确保风电机组所有工作状态下，都能够适应电网的需求。除此以外，还可以通过提高风电机组的自动化水平，来提高对风电机组的控制效率，避免电网波动给风电机组运行带来影响，切实降低风电机组脱网的频率。

4.提高风电场和风电机组管理水平。

信息时代的来临，给人们的生产和生活带来了极大改变。实现风电场和风电机组的信息化管理，是解决风电场和风电机组管理困难的关键。这就要求风电企业要进一步加强对风电场的信息化建设成本投入，早日实现风电场和风电机组的信息化管理。除此以外，还要加强风电场的运营和管理水平，首先要制定定期巡检制度，对风电场的风电机组和设备工作状态细致把控。其次，要加强优秀人才引进力度，确保风电场管理和运营维护团队具有较高的专业水平。最后，要提高风电场现有员工的培训力度，让其能够了解最先进的风电场管理理念，并掌握最优秀的风电场运营管理方法。除此之外，还要设置风电场应急预案，并经常进行预案学习和事故应急演练，确保风电机组脱网事故发生后能够第一时间得到处理和解决。

综上所述，虽然我国风力发电产业正处于探索和发展期，但其对我国新能源战略的实现意义重大。为了促进风电产业的发展，一定要扎根于风电场的实际困难，解决大规模风电机组脱网的问题。相信随着技术的进步、设备的升级和经验的积累，我国风电场大规模风电机组脱网事故将会越来越少，为风电产业的发展和社会主义经济建设作出更大的贡献。