浅述大规模风电机组脱网原因分析及对策
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论述大规模风电机组脱网原因分析及对策发表时间:2018-03-13T10:25:59.620Z 来源:《电力设备》2017年第30期作者:李怀森袁媛[导读] 摘要:在当前,我国的风电产业呈现迅猛发展的趋势,大规模的风电机组并入电网发电,为我们带来了清洁无污染的绿色能源。
(中广核新能源投资(深圳)有限公司江苏分公司江苏南京 210000)摘要:在当前,我国的风电产业呈现迅猛发展的趋势,大规模的风电机组并入电网发电,为我们带来了清洁无污染的绿色能源。
但是由于风电机组在运行过程中经常会出现风机脱网等故障,这会对电网系统的稳定和安全性造成十分严重的影响。
关键词:大规模;风电机组;脱网原因;对策风力发电作为新型的、清洁的、可再生的发电模式,符合可持续发展的要求。
风力发电占我国的发电比重也在逐步增高,在未来的发电模式中具有极大的应用前景,毕竟成为我国的战略举措。
然而,在对风力发电的建设和运用过程中,出现了大量问题,有些甚至是致命的。
风力发电的质量,数量都不够理想。
使得运营成本过高,偏离了最初节能环保的初衷。
也使得周边用户用电不稳,风力发电的优势难以凸显。
一、风力发电应用现状现今,随着人类社会的不断发展,生存环境越来越受到破坏,能源也面临着日益枯竭的危险,发展新能源志在必行。
新能源主要包括风能、太阳能、水能、生物能、地热能和辐射能六大基本形式。
其中,风能作为新能源的典型代表,所产生的能量远远超过水能,已经得到政府极大的重视并推广,尤其是我国西北地区地势开阔,对于风力发电是很好的平台,据估计,我国所能开发的风能远远超过10亿kW。
风能是辐射能的一种,风力发电虽然解决了能源紧缺的燃眉之急,但由于市场上良莠不齐的风电企业,逐渐形成恶性竞争,使得接近1/3的风电机组处于闲置状态,或者空转状态即发电虽然能够正常发电,但却不能及时输送电能,导致大量浪费。
为了风力发电能够高效率服务于人们,必须加强市场监管力度,优化产业。
二、大规模风电机组脱网原因2.1回线故障某110kV风电场出现回线故障跳闸,当重合线路后周边四个风力发电厂出现大规模脱网故障。
酒泉风电脱网事故原因及应对措施随着我国清洁能源技术的快速发展,风电已成为我国重要的可再生能源之一。
而脱网是风电发电的一种常见故障,当风机所产生的电力不能被并入电网时,称为脱网。
2019年11月,甘肃酒泉的一个风电场发生了一起风电脱网事故,造成了严重的经济损失和安全风险。
本文将分析该事故的原因及应对措施。
一、原因分析:事故发生的原因主要有以下几个方面:1.设备故障。
风电机组的转子、发电机等部件损坏或老化,导致发电量下降,无法满足电网接纳需求。
2.电网故障。
电网故障是常见的风电脱网原因之一,比如电网母线故障、变压器故障等。
3.管理不善。
对风电场和电网设施管理不善,设备检修不及时不到位,无法及时发现和排除隐患。
4.天气原因。
大风、雨雪等恶劣天气劣化了风能设备的运行效果,使发电量下降或发电机组停机。
二、应对措施:为避免风电脱网事故的发生,需要从以下几个方面采取应对措施:1.强化设备检修管理。
定期检查、维护和保养风机设备,提高设备的可靠性和安全性。
2.提高电网接入能力。
加强电网装置的建设和维护管理,提高电网容量和稳定性,避免电网故障。
3.完善管理制度。
健全风电场安全生产管理制度和管理机制,建立值班制度和应急预案,提高安全防范意识和实操能力。
4.优化风场选址和风机布局。
选择适合风能开发的场址和布局,降低设备运行费用和风险。
5.加强气象监测。
对当地气象情况进行科学监测,提前预警,避免受恶劣天气影响。
综上所述,风电脱网事故是令人头疼的问题。
只有从多个方面入手,加强各环节的管理和防范,才能有效降低风电脱网事故的发生率,保障风电发电的平稳运行和可持续发展。
工程施工脱网原因分析随着我国风电产业的快速发展,风电场工程施工过程中的脱网问题日益引起广泛关注。
脱网现象指的是风力发电机组在电网故障或其他原因下,与电网分离运行的现象。
这不仅影响风电场的正常运行,还对电网的安全稳定带来威胁。
本文将从设备制造、风电场建设、接入电网和运行管理等方面分析工程施工脱网的原因。
首先,在设备制造方面,部分风电机组在设计和制造过程中,未能充分考虑低电压穿越能力。
低电压穿越能力是指风电机组在电网电压降低时,能够维持正常运行的能力。
由于部分风电机组不具备低电压穿越能力,当电网出现故障导致电压降低时,这些机组容易脱网。
此外,部分风电机组的质量问题也可能导致脱网现象的发生,如绝缘老化、机械故障等。
其次,风电场建设过程中存在质量问题。
部分项目业主在工程质量管理方面不严格,对施工单位的监督和质量管理不到位。
这可能导致风电机组在施工过程中存在隐患,如基础不牢固、线路布置不合理等。
在风电场运行过程中,这些问题可能导致风电机组在电网故障时容易脱网。
在风电场接入电网方面,部分基层电网企业对风电场接入管理不严。
在并网运行过程中,部分风电机组未严格执行并网协议规定的低电压穿越能力承诺。
此外,部分风电场未通过并网安全性评价接入电网运行。
这些因素都可能导致风电场在电网故障时发生脱网现象。
最后,在风电场运行管理方面,部分风电场运行管理存在薄弱环节。
安全管理制度不健全,现场运行规程不完善,对二次系统和无功补偿装置重视不够。
这导致电力调度机构在风电场二次系统和无功补偿管理方面存在不足,无法满足电网安全要求。
在电网故障时,这可能导致风电机组脱网。
针对以上原因,为避免工程施工脱网现象的发生,应采取以下措施:1. 提高风电机组的制造质量,强化低电压穿越能力的设计和制造。
2. 加强风电场建设过程中的质量监督和管理,确保施工质量。
3. 严格风电场接入电网的管理,执行并网协议规定的低电压穿越能力承诺。
4. 完善风电场运行管理制度,加强二次系统和无功补偿装置的运行管理。
大规模风电机组脱网的主要处理措施大规模风力发电机组,由于一般都处于环境恶劣的野外,而且日晒雨淋,因此经常会发生大规模脱网事故,严重影响了发电工作的正常运行,因此本文就简单介绍大规模风电机组脱网事故发生后的主要处理措施。
一,风电机组和风电场满足并网技术要求,具备LVRT是遏制风电机组大规模脱网事故的关键。
新并网的机组必须具备LVRT,已并网的风电机组必须按要求的计划整改。
来不及LVRT改造的,首先确认满足基本的风机运行要求,如并网点电压跌落0.8 pu以下时,需要不跳闸运行0.1~0.2 s,见图1,就能穿越大部分的电网瞬时故障。
对已并网的风电场LVRT进行梳理、测试,不具备合格LVRT的风电场,应在规定的期限内完成改造并通过LVRT现场抽检,风电场大规模集中接入点上的风机,应优先安排改造。
制造厂应主动配合现场,协商具体改造方案并立即实施。
开放风机控制及保护定值设置,优化风机保护与风机控制系统间的配合关系,使风机主控系统和LVRT功能相协调。
二,应对在网电缆、电缆头及开关柜做全面的隐患排查,并按规程要求全面做高、低压试验。
加强对电缆、开关柜、刀闸接头等设备的运行维护管理,完善运行监视手段,配置红外、紫外成像仪等检查仪器或设备,确保及时准确发现并消除隐患。
此外鉴于当前低价中标影响产品质量的问题,建议风电场对设备材料采购过程严格把关,尽量选用大型企业或者能生产更高电压等级电缆附件的企业的产品,避免不合格产品挂网运行。
三,中性点不接地或经消弧线圈接地系统,故障线路和非接地线路仅仅流过微弱的电容电流,无法准确确定是那一条线路发生接地,给接地查找和修复带来困难。
基于基波零序电流的幅值、方向等原理的装置的选线效果不太好。
而基于小波变换的行波单相选线[13-14],充分利用电网中普遍存在的电流行波来进行故障选线,是故障选线原理的突破,为其提供了全新的思路和新的方案,实际运行证明,有望从根本上解决小电流系统故障选线难题,从而实现快速可靠选线并及时跳闸,可防止故障扩大。
大规模风电机组脱网的主要处理措施第一篇:大规模风电机组脱网的主要处理措施大规模风电机组脱网的主要处理措施大规模风力发电机组,由于一般都处于环境恶劣的野外,而且日晒雨淋,因此经常会发生大规模脱网事故,严重影响了发电工作的正常运行,因此本文就简单介绍大规模风电机组脱网事故发生后的主要处理措施。
一,风电机组和风电场满足并网技术要求,具备LVRT是遏制风电机组大规模脱网事故的关键。
新并网的机组必须具备LVRT,已并网的风电机组必须按要求的计划整改。
来不及LVRT改造的,首先确认满足基本的风机运行要求,如并网点电压跌落0.8 pu以下时,需要不跳闸运行0.1~0.2 s,见图1,就能穿越大部分的电网瞬时故障。
对已并网的风电场LVRT进行梳理、测试,不具备合格LVRT的风电场,应在规定的期限内完成改造并通过LVRT现场抽检,风电场大规模集中接入点上的风机,应优先安排改造。
制造厂应主动配合现场,协商具体改造方案并立即实施。
开放风机控制及保护定值设置,优化风机保护与风机控制系统间的配合关系,使风机主控系统和LVRT功能相协调。
二,应对在网电缆、电缆头及开关柜做全面的隐患排查,并按规程要求全面做高、低压试验。
加强对电缆、开关柜、刀闸接头等设备的运行维护管理,完善运行监视手段,配置红外、紫外成像仪等检查仪器或设备,确保及时准确发现并消除隐患。
此外鉴于当前低价中标影响产品质量的问题,建议风电场对设备材料采购过程严格把关,尽量选用大型企业或者能生产更高电压等级电缆附件的企业的产品,避免不合格产品挂网运行。
三,中性点不接地或经消弧线圈接地系统,故障线路和非接地线路仅仅流过微弱的电容电流,无法准确确定是那一条线路发生接地,给接地查找和修复带来困难。
基于基波零序电流的幅值、方向等原理的装置的选线效果不太好。
而基于小波变换的行波单相选线[13-14],充分利用电网中普遍存在的电流行波来进行故障选线,是故障选线原理的突破,为其提供了全新的思路和新的方案,实际运行证明,有望从根本上解决小电流系统故障选线难题,从而实现快速可靠选线并及时跳闸,可防止故障扩大。
大规模风电机组脱网的原因近年来,由于国内要求环保的呼声越来越高,因此节能减排就经常被提上日程,而风力发电由于其不污染环境,而且环保高效越来越受到青睐,但是风电机组在实际的运行中,经常会发生大规模脱网事故,严重影响了发电的效率,因此本文就简单介绍大规模风电机组脱网的主要原因。
一,大量风机不具备LVRT,风机主控参数和变流器定值与LVRT 失配,或者风电机组具有LVRT而未开放,或者声称具有LVRT 能力,但均未经过有资质的检测中心检测和认证,部分风电场的风电机组LVRT 能力只适应于三相对称电压跌落,而对于电网中经常出现的不对称电压跌落不具备穿越能力,故障过程中系统电压仅降至80%,就有总脱网数一半以上的风机逃逸。
酒泉某风电场6 台完成LVRT 改造的1.5 MW机组经受了后续故障的考验,说明了LVRT 改造的必要性。
二,风电基地中风电场集中接入电网,基本上无其他电源和负荷。
750kV 敦煌变处于新疆—西北主网的联网通道,常规电源和下级电网薄弱。
这种系统条件下,电网电压控制困难,正常运行时波动大。
风电场内部或系统的短路故障引起的电压跌落会波及到所有风电场,必然导致所有不具备LVRT和不合格的风电机组大规模脱网事故的发生。
三,风电场无功补偿都是独立设计和配置,没有考虑其作为电源的义务,没有开放风电机组的无功调节能力,目前所有风电机组均采用恒功率因数(cosΦ=1)模式,不能在电网需要时提供支撑。
风电场无功补偿装置(SVG、SVC、MCR 等)的设计、调试和调管脱节,功能不全或参数不匹配,未按规定投退或者不能满足快速、连续调整的基本要求,不具备自动投切滤波支路功能,风电大量脱网后出现系统无功过剩,致使故障后系统过电压造成不少风机的逃逸。
四,风电运行管理存在薄弱环节,风电场、升压站的运行规程等规章制度不健全,设备调试报告、说明书等基础资料不完整。
对于风电场二次系统,包括重要的远动信息、继电保护定值、无功补偿配置和参数的监管不够全面,细节掌握不充分,事故过程中的电网自适应能力不够快速、灵敏。
试论风电机组脱网原因及对策现阶段风电机组已经呈现大规模的并网趋势,机组脱网问题也在这一过程中日渐明显,因此现阶段电网工作面对的主要问题就是如何实现较为稳定的安全运行。
在实际分析脱网原因以及内在机理的过程中我们可结合风电机组脱网实例进行,风电设备的安全性能技术指标以及运行管理等方面所存在的问题可在这一过程中得到直观体现,然后针对其中存在的问题提出科学建议是改善上述问题的重要手段。
标签:风力发电;风电机组;脱网现阶段风电作为一种全新的清洁能源受到世界各国的广泛重视。
其开发工作具有规模化以及商业化的特征,在大规模风电的影响下电力系统安全运行受到前所未有的挑战。
我国最早于2011年出现电机组脱网现象,这也可说明机组在各方面所存在的问题,其中主要涉及到技术标准设计以及运行管理等。
我们在实际制定改善风电机组脱网现象的措施过程中必须注意充分结合风电设备安全性能以及技术指标等问题。
一、大规模风电汇集系统特点分散接入以及集中接入是现阶段风电场接入输电网所使用的两种主要形式。
也就是说在实际接入电网的过程中,我们必须结合实际情况实现对上述方式的科学选择,通过分析风电运行情况后我们可以发现结束方式对风电的技术指标以及运行控制提出较高要求,这需要我们必须在提高重视程度的基础上借助必要的措施与手段措施上述目标得以顺利实现。
风力发电具备相当明显的随机性与间歇性,风电机组有功出力与风速之间存在着不可分割的密切联系,也就是说在风速不断变化的过程中风电机组的于无功出力也会出现不同程度的变化。
在有功潮流的不断影响之下,风电汇集系统会出现较大幅度的变化,这也是导致汇集系统较大幅度的无功损耗变化以及电压变化出现的主要原因。
受到电压大幅度波动的影响,各个风电场也必须及時的调整与投切无功设备。
因此封面汇集系统电压的持续大幅波动现象不会得到改善,这也是运行控制难度不断加大的主要原因。
二、风电机组脱网暴露的问题我们主要结合2011年上半年所发生的风景机组脱网事件对其进行分析,这是近几年来最集中爆发的一次事故。
浅述大规模风电机组脱网原因分析及对策
发表时间:2018-06-19T10:50:35.030Z 来源:《电力设备》2018年第4期作者:马静吴洪涛
[导读] 摘要:风能资源作为一种无污染、环保、清洁的绿色能源,具备比较大的利用和开发潜力,并且能够使我国的能源资源呈现可持续发展。
(中闽(福清)风电有限公司福建省福清市 350204;
湖南工业大学湖南省株洲市 412000)
摘要:风能资源作为一种无污染、环保、清洁的绿色能源,具备比较大的利用和开发潜力,并且能够使我国的能源资源呈现可持续发展。
在现阶段,国家对于风电产业的发展和建设的重视程度越来越高,并且还出台了各种扶持政策。
在运行风力发电组的过程当中,因为风力发电具有不稳定性、间歇性的特征,因此就容易发生比如大规模风电机组脱网的现象。
关键词:大规模;风电机组;脱网原因;对策
一、风电机组脱网原因的技术分析
①对于运行中的风电机组来说,如果不具备低电压穿越能力,那么风机很可能会面临大规模脱网的风险,这是风电机组发生脱网事故的主要因素。
现如今,投入运行的风电机组由于研发时间较早,相关技术还不够成熟,因此大多数都不具备面临电网电压下降时的低电压穿越能力。
当电网系统的电压突然下降到正常电压的70%的时候,便会出现风机脱网现象。
也有一些风电机组经过技术改造具备了一定的低电压穿越能力,但是由于没有经过实验论证,同时也缺乏权威机构对其低穿效果的检测,因此风电机组还是会有发生脱网的隐患。
②大部分的风电机组由于存在着一定的设计缺陷,对无功进行调节能力较差。
由于无功补偿装置响应速度较慢,设备的启动时间通常就要花费几分钟,远远达不到满足电网运行的标准,对动态无功也就起不到调节作用。
因此,风电机组一旦发生低电压穿越失败的问题,也会造成其发生大面积脱网的现象。
与此同时,当电网系统因故发生电压上升时,由于风电机组的过电压保护启动,造成风电机组出口断路器动作,从而发生跳闸,也就导致了机组脱离电网运行的现象,进一步扩大了事故的发生。
就风电机组目前的运行状况来看,由于大部分风机尚未具备动态无功的调节能力,因此都处于系统额定功率因数下运行,如果想要调节无功功率,就必须要在升压站装设无功功率补偿装置。
但是,大多数的无功补偿装置发出的功率还远远达不到补偿范围的要求,还需要对补偿的时间进行提高,因此,有时无法满足电网对系统电压进行调整的要求。
目前为止,大多数投入商业运行的风电场采用的是MCR型无功功率补偿装置,通俗的讲就是电磁电抗器,该设备对动态无功调节速率可以达到100ms以上,但是依旧不能满足风电场的快速调压要求,因为电网系统的电压变化具有不可预知性,所以对无功补偿装置的反映速率有较高的要求。
除此之外,由于部分无功补偿装置的容量过小达不到技术标准,并且在补偿的过程中缺乏连续性,因此对风电机组进行无功调节所起到的作用有限。
③在目前,有许多投产的风电机组由于自身的配置以及参数的要求达不到电网系统所要求的标准,缺乏对电网的适应能力。
主要表现在机组的保护以及定值整定方面与电网不一致,因此风电机组也会面临发生脱网的风险。
此外,由于风电厂的选址大都位于地处偏远、自然条件恶劣的地区,因此对设备的维护方面有可能会出现问题,导致风电机组的设备性能出现一定的下降。
容易导致风机发生事故,进而出现脱网的隐患。
④在风电场运营管理上出现问题。
在当前,风电场建设和运行管理都会面临着诸多问题,在实际的管理层面与标准都存在着一定的差距。
例如,风电场运行以及检修人员的专业知识和技术水平不高,使电气设备的发生误操作事故,平时对设备的巡检以及维护不到位等都加大了风电机组出现脱网事故的概率。
二、大规模风电机脱网问题的解决对策
2.1增强装置的性能
在检查风力发电厂的工作时,首先就要观察其外部环境以及自身条件的时机情况,接着对无功补偿装置的配置和性能进行详细、全面的分析。
一旦发现风电场中动态无功的调节能力不能达到相关的标准,这时就要采取一些较为有效、及时的措施,进而对其进行整改。
此外,对于那种无功补偿的动态装置,通常来说可以输出可感性与最大容性的无功容量,但是一定要遵循平衡和无功分层的原则,以及相关专题的结合,再进行认真的分析,从而使无功补充的动态装置更具有效性。
一般来讲,相应的动态调节时间,要保障在30毫秒的范围之内。
但是在无功补偿装置里动态的部分,就要使用自动的方法施行自我调节。
对电抗器和电容器的支路装备,要保证该装备在紧急情况或者突发状况中能准确、快速的实现投切。
除此之外,对于装置响应的速度与机组高电压的穿越能力,也要有效的进行调控和配合。
2.2提升风电机组的适应能力
分析风力发电机组脱网事故,不难发现,机组和电网两端的电压上升通常在1.1~1.2Un的范围之内,但是一旦大多数风电机组高电压的穿越能力都超出了该数值,即使有一些风电机组因为不具备低电压的穿越能力或者超过低电压中穿越能力的限制,从而导致了脱网事故,一旦电压瞬间升高,这些风电机组就能够通过自身进行调节,进而恢复无功与有功之间的平衡状态。
对于上述措施的实施,可以将整体风电场电压情况有效的控制,但是需要确保风电场机组穿越低电压能力的相关要求。
此外,在风电场的控制和管理过程中,还需要对低电压穿越能力、变流器定制以及风电机组主控进行有效的融合,并且还要及时的优化和调整箱式的升压变压器中分接头的位置,进而确保这两者分接头的位置处在高度的配合状态,从而保障了整体的网点电压和风电场机组的两端电压处在一个正常范围。
在这种情况下,保证系统的正常运行,以及风电机组可以更好的控制电压跳跃的使用情况,从而有效减少、防止机组在正常运行的过程中发生脱网事故。
三、构建自控电压的系统
依据相关的研究结果就可表明,大规模的风电汇集地区对于电压自动控制要求非常高,为此想要更好的确保风电机组安全、稳定的运行,就要建立自控电压系统,这类系统主要包含了风电场自控子站和节端自控主站,通过应用该系统,可以较为清晰、全面的了解风电机组的能量情况,进而更为合理、有效的管控电站的运行设备。
除此之外,在设计布置风电网络工作的时候,还要注意如下事项:第一,保障电压频率、高度与低电压之间互相的协调,以及和电机网络的相对协调;第二,保障要连接电机的网络高度和风电机组的保护程序之间向协调;第三,把机组中的变流器和主控值控制在一个标
准允许的范围之内;第四,想要更好的保障风电机组稳定、正常的运行,就应该把电压控制到一定额定倍数电压的范围之内,以及还要对机组实际的运行情况充分考虑,在对系统施行合理的改善和研究,进而使整个风电机组都能长期处于安全、稳定的状态之下。
结语
为此,想要更好的解决资源和能源短缺的现状,进一步的推动低碳经济的发展,相关的单位和企业一定要提高自身的风力发电技术,并且有效地利用风能资源,进而使我国风电产业走可持续性的发展战略。
除此之外,对于发生风力发电机组脱网的原因要进行准确的分析,并且采取有针对性的措施,加强风电场的安全管理,进而确保最终风电机组顺利安全的运行。
参考文献:
[1]康春华,张小青,王芳.风电机组的防雷问题[J].山西电力,2006.
[2]张丽英,叶廷路,辛耀中等.大规模风电接入电网的相关问题及措施[J].中国电机工程学报,2010.。