分析风电机组低电压穿越能力影响因素

张仁海

摘 要：随着我国发展理念的转变，我国的电力部门在电力生产的过程中加强了对于风电资源的开展以及利用。随着风力发电规模的进一步扩大，如何实现风力发电并网稳定性的提升，成为电力部门亟待解决的问题。本文基于此，分析探讨了风电机组低电压穿越能力影響因素。

关键词：风电机组；低电压；穿越能力；影响因素

中图分类号：TM315 文献标识码：A

随着我国工业化、城市化水平的不断提升，社会发展对于电力资源的需求量日渐提升，而我国的电力企业为实现电力资源的高效供应，加大了风力发电工作的开展。近年来，我国的风电机组在运行时出现了因低电压穿越能力不足而导致的风机大面积脱网事件，阻碍了电力企业谋求更高的经济利润以及社会效益。本文基于此，分析探讨影响风电机组穿越能力的因素，并就相关问题的解决措施进行分析。

一、实验概述

为了论述风电机组低电压穿越能力影响因素，笔者展开了相关的实验，并对56台风电机组低电压穿越状况进行了测试，从而以此为基础对影响因素进行了解。目前，影响到风电机组穿越能力的影响因素分为3类，分别是：软件控制、管理因素、硬件问题、控制策略缺陷。关于这三大因素的影响，笔者进行了下述的总结。

二、软件控制、管理因素

在开展风电机组低电压穿越能力影影响因素分析作业时，实验人员发现诱发该类问题最主要的因素在于软件控制、管理问题。一般而言，该因素对于风电机组运行能力的影响主要在两个方面：软件版本管理、保护定值设置管理。对此，笔者进行了下述的总结。

1.软件版本控制

基于我国社会生产、生活对于电力资源需求量日渐增多，而风电资源在生产时具有成本低、绿色、环保等多种特点，我国的电力企业加强了对于风电的发展。但是在这样的状况下，我国的风电场管理水平确较为落后，管理方法较为粗犷。

此外，风电企业在运行时无法对风机的软件版本进行控制，故而导致风电机组在运行时无法就实际的风场状况进行调节，故而导致风电机组的低电压穿越能力无法适应电力系统发展的需要。此外，我国的风电企业所使用的机组型号较为老旧，部分机组设备无法满足实际电力生产的需要，而电力企业往往只注重经济利润，而忽视了对于并网机组功能的更新，故而导致软件版本较为落后，不可避免地促使机组的低电压穿越能力降低。

2.保护定值的设置、管理

此外，电力企业在借助风电机组进行风电资源生产时，机组的生产厂家往往会依据机组设备的运行状况以及实际环节，而对其控制、保护值进行有效的更新、更改工作。但在具体的操作环节，由于厂家缺乏全面的考量，进而导致机组的低电压穿越能力受到一定程度的影响，出现下降的趋势。

一般而言，风电机组在大功率工况下进行参数修改时，其在修改作业时普遍存在机组功率响应异常的状况。以“有功功率恢复速率”参数的修改为例，将改参数由100%修改为80%时。机组的响有功功率输出出现了持续10s的震荡，随后才得到恢复（图1）。事实上，该测试作业在开展时普遍存在多种类似的状况，为此厂家在进行修改作业时，需要通过缜密的试验后再开展，并对定值、软件更新工作进行全面的考虑。

三、硬件问题

目前，我国的风电机组在运行时普遍存在较多的硬件设备，诸如直流母排保护电路、转直流母排保护电路组合等。而各机组硬件设备在运行时普遍能够对电路进行保护，尤其是在电压跌落阶段。

一般情况下，不同类别的硬件电路在运行时都能够实现机组电压跌落使得穿越工作。通过相关的测试分析可以得知：机组在运行时往往会受控制策略、风况等因素的影响，而由硬件设备导致的风电机组设备低电压穿越能力问题的原因主要分为下述几个类别：一是系统的UPS功能遭到屏蔽；二是环积碳等硬件维护不到位。

基于此，为了解决由于硬件问题导致的风电机组低电压穿越能力降低的问题，电力企业需要在日常的作业过程中加强对于风电机组设备系统的定期维护工作，并就对维护人员的专业性以及职业道德进行培训，规避及不报故障、不停机等问题的出现。确保因为风电网络机组故障问题导致的低电压穿越能力不足问题得到有效的解决。

四、控制策略缺陷

所谓的控制策略缺陷，主要分为两大类，分别是：变流控制策略缺陷、主控控制策略缺陷。事实上，这两种缺陷问题的出现往往导致风电机组在运行时出现低电压穿越能力受损的状况。关于控制策略缺陷导致的问题，笔者进行了相关总结，具体内容如下。

一般而言，变流控制缺陷的出现往往会导致机组缺乏低电压穿越的能力，阻碍了机组开展625 ms电压跌落工作的开展。而主控控制策略缺失则会导致电力系统的有功恢复曲线不合格，最终导致“三相电压不平衡”、“谐波过大”等故障问题的出现，其严重时还会导致脱网等问题的出现。相关的工作实践显示：上述的故障主要出现在风电机组运行早期，或者是机组多为进口的状况下。此外，厂家在开展相关作业时普遍存在技术管理、推广力度的差异性，进而导致并网机组在运行时出现该类故障，降低设备系统的运行效率。

随着时代的发展以及科学技术的进步，我国的风电机组厂家在作业时加强了对于风电机组低电压穿越技术的高效把握，并将其广泛的运用在各机组的试验工作中，从而实现了风力机组运行效率以及质量的提升，降低了低电压穿越能力受损故障的降低。并随着各机型低电压穿越功能形式试验的完成，风电机组低电压穿越技术日趋成熟，此类型故障发生概率大大降低。

结语

为了进一步促进我国电力事业的可持续发展，满足我国社会发展的需要，我国的电力企业加强了对于风电事业的发展。本文基于此，分析探讨了影响风电机组低电压穿越能力的三大因素，分别是：软件控制、管理因素（软件版本控制、保护定值的设置、管理）、硬件问题、控制策略缺陷。笔者认为，随着相关措施的落实到位，我国的风电机组运行效率以及质量必将获得长足的发展，并由此满足社会发展的用电需求，促进更高的经济效益以及社会利润的取得。

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