浅谈风电场线路管理实践经验

张岩 刘亚冰

摘  要：随着风电场线路的大规模接入电力系统，风电场送出线的稳定性显得极为重要，当风电场送出线发生跳闸时，快速查找处理故障点及时恢复风电场线路的供电显得极为重要，因此，于某风电场送出线路上建设智能故障诊断系统。那么如何对电力实时科学化的管理，使电力资源得到最佳效率的使用，这涉及到科学健康的管理方式，文中以某风电场送出线路为例详细讲解了高效、科学、经济的电力管理经验。

关键词：风电场;系统建设;管理

引言

为减少电力资源的浪费，降低电力成本，实现利润的最大化，科学的管理方式必不可少，当前电力工作中管理技术落后，缺乏科学性，管理流程不规范，最终导致管理工作混乱，从而无法实现成本的最优化，要解决这些问题，需从电力工作本身出发，理论结合项目管理实践提升电力管理工作的重视度。

1系统建设的管理实施过程

1.1系统立项

由于风力发电占地面积广，内部线路接线复杂，99MW，共50台风力发电机组，共有一座110kV升压站，由110kV送出线路接入电力系统中，在电力传输的过程中新华线起主要作用，风电场送出线路将风机产生的电能传输至电力系统中，因此风电场送出线路在风电场电能传输中起着至关重要的作用。线路全长约为55km，全线采用架空导线，风电场送出线路长期暴露在野外环境中，受自然环境影响较大。雷击、山火、飘挂物等易导致线路发生跳闸，传统的阻抗法故障测距精度不高无法实现故障原因辨识等问题，当线路发生跳闸时，风场需出动大量的人力物力进行故障排除，无法及时处理线路故障，严重甚至导致风电场停运，造成巨大的经济损失。随着近年来行波法故障测距的成熟应用，行波法故障测距逐渐进入大家的视野，行波法故障测距不仅能实现线路的精确定位，同时也能实现线路故障跳闸的故障原因辨识，相比传统的阻抗法定位具有更高的精度和及时性，可指导风场运维人员快速进行故障跳闸的故障排除。且部分风电场地形复杂，因此在风电场送出线路发生故障时，其故障点的查找往往存在很大的困难。故障发生后区间和位置难以确定，严重影响故障巡检策略制定及故障巡查效率。因不能及时发现并修复故障而造成的弃风窝电现象时有发生，这在很大程度上限制了风能的开发利用。

1.2系统建设

智能故障诊断系统由智能故障监测终端（简称“终端”）、数据中心和工作站三部分组成。终端分布安装于输电线路的导线上，监测输电线路故障发生时刻的故障行波电流与工频故障电流及谐波电流，同时采集这些信号并上传到数据中心;数据中心通过GPRS与现场终端通信，接受上传的监测信息并下传相关控制信息。数据中心对上传的故障信息进行诊断，将上传信息和诊断结果存库保存;工作站分布于各管理办公室，是系统人机交互的窗口。工作站主要完成监测系统的建立设置、监测信息的查询、诊断结果的查询和分析报表以及对现场终端的控制设置。终端需停电安装于高压导线上，于2019年将设备安装于停电导线上，同时同步部署数据中心和工作站，以便于后续风电场送出线路的故障定位顺利进行。

1.3系统验收

项目严格按照项目任务书的具体要求，全面完成项目任务书规定的各项任务。通过以理论、试验、仿真研究相结合的方式，完成了项目规划中各项任务，包括风电场送出线路故障电流及行波特征研究，风电场送出线路故障放电电流提取技术、故障点精确定位技术、不同类型故障辨识技术研究，行波传播特性的研究。系统自部署完成以来，终端运行情况良好，成功监测并诊断2起故障，结果准确，达到项目预期效果，保证了风电场送出线运行的稳定性。

1.4项目实施总结

1）以风电场安全稳定运行为根本，传统的风电场送出线路故障测距空缺，当线路发生故障后无法及时有效地处理故障点，从而导致风能的流失，对生产和社会的发展产生较为严重的负面影响，直接导致风电场经济的损失，智能故障诊断系统填补传统的风电场送出线路故障测距空缺，利用风电场对于电能产值的管理。2）在建设系统时建立规章流程，将任务和责任规划到个人，风电场工作人员可依据规章制度行事，形成合理的考核制度。同时提升员工专业水平素质，根据每个职工的条件岗位特点等方面进行综合分析，按照岗位要求、职工等级和所在岗位工作目标所需，开展有针对性的初、中、高级的技能培训，使职工在各自的岗位上得到有效激发，从而起到“事半功倍”的成效。3）改善电力设备，提高风电场供电能力，采用优良设备可大幅降低风电场送出线的“问题率”。取代陈旧的设备，提高整体设备的运行效率，以此来达到节约成本的目的。“提出问题”并利用优良产品“解决问题”，实现风电场送出线路的良性闭环控制。

2风电场主要设备故障应对措施

2.1雷击

风电场集电线路有架空导线和地埋电缆两种，发生雷击跳闸的集电线路都是架空导线集电线路。为降低线路雷击跳闸，主要采取以下几点措施：（1）降低线路杆塔接地电阻。每年对线路杆塔接地电阻进行测量，对接地电阻不满足要求的杆塔采用降阻措施，主要采用加长接地带降低接地电阻值。一般接地电阻不满足要求的杆塔均位于土壤电阻率高地区，此方法有一定效果。（2）线路每根杆塔安装氧化锌避雷器。根据《GB5006166kV及以下架空电力线路设计规范》，一般只在连接的电力电缆的杆塔装设一组氧化锌避雷器。为线路提高防雷击水平，在未加装避雷器的杆塔加装氧化锌线路型避雷器。（3）线路加装灭弧防雷装置。由灭弧装置主体、引弧电极、放电空气主间隙和安装金具等部分组成，在每个线路杆塔安装灭弧防雷装置，通过放电空气主间隙的绝缘配合，引导雷电流优先经过主间隙被疏导，从而达到限制雷击过电压，保护绝缘子的目的。同时通过灭弧的技术，快速、安全、有效地截断主间隙电弧，并防止电弧复燃，阻断工频电弧建立，消除因产生故障电流而导致的线路跳闸。

2.2电缆头绝缘击穿

集电线路采用地埋电缆后，电缆头绝缘击穿故障有明显增加，多为新投运风电场由于施工工期紧，电缆头施工工艺质量控制不严造成的。新投运的风电场多次发生由于中间接头接触不良，大负荷运行后接头发热造成绝缘破坏。主要采用的措施，一是加强电缆头巡查和测温，发现有发热现象及时停电处理，二是对重新制作全部电缆头。由于风电场集电线路长，巡查不便，第一种方法难以提前发现和排查电缆头故障。一般风电场重复发生电缆头绝缘击穿后，都采用重新制作全部电缆头的方式。建议采购质量较好的电缆头，并由生产厂家负责电缆头制作，以保证工艺质量。电缆头制作完成后，严格按照规程要求进行耐压试验。

结束语

智能故障诊断系统建成后，需对风电场运维人员进行科学的培训，对于智能故障诊断装置、数据中心、工作站进行定位巡检维护，系统对于风电场送出线路的稳定运行等发面发挥巨大的经济与社会效益。

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