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技术交流 | 某风电场并网引起的电能质量问题分析

2022-06-08 来源:风能产业 浏览数:7627

随着大型风电场不断地接入电网,由其并网所引起的电网电能质量问题越来越受到人们的关注。本文对某风电场风电机组400V辅助供电电压畸变进行分析,通过理论联系实际的方法查找问题原因,提出解决方案,保证了风电机组的可靠运行,对今后的风电场并网电能质量测试和评估工作具有一定的参考意义.

绪论
  
  随着风力发电的规模化开发,大量的功率变流装置接入电网,在并网和运行过程中产生高频次的谐波注入电网,再加上风的随机性引起的并网电压波动和闪变等问题,可能导致风电场电能质量不稳定。特别是在一些电网末端的风电场,较长的集电线路使得电网无法吸收或有效衰减高频谐波分量,高频谐波分量在各机组之间相互传导、叠加,最终导致风机无法可靠运行,造成发电量损失。本文结合湖北某风电场实例,通过理论分析和现场测试相结合的方法,对风电场并网引起的电能质量问题进行了分析并给出了解决措施,取得了良好效果,对今后的风电场并网电能质量分析和评估工作提供参考。
  
  
  1. 故障定位  
 
  
  湖北某风电场安装2MW双馈型风电机组28台共计56MW,自并网以来风电场多次出现400V辅助供电回路微型空气断路器异常跳闸,开关电源、偏航变频器异常损坏和偏航制动电阻异常动作导致过温损坏等问题。经实地测量发现400V辅助回路存在电压畸变,畸变电压为高频谐波,频率约为3180Hz,高频谐波导致400V回路出现过高的电压,造成设备工作异常甚至损坏。查原理图如图1所示,可知导致400V电压畸变的可能原因如下:
  
  1)辅助变压器负载特性导致输出电压畸变;
  
  2)辅助变压器自身质量问题导致输出畸变;
  
  3)输入异常导致输出波形畸变;
  
  
图1:400V供电原理图
  
  针对每一个可能造成的原因,分析排查过程如下:
  
  1.1 400V回路负载特性
  
  400V回路负载为开关电源、散热电机、变桨的DC电源等,这些负载均为通用负载,且在其它风机已批量验证。另外通过在风机上进行试验,风机处于等风状态,偏航动作、变桨动作、偏航及变桨同时动作,启动发电机散热电机、齿轮箱油泵电机、齿轮箱散热电机,波形均未出现畸变,因此可以排除负载引起400V畸变。
  
  1.2 辅助供电400V回路变压器性能验证
  
  风电机组处于待机状态下,测试变压器的输入输出未发现异常。说明400V电压畸变不在变压器,变压器本身无问题。
  
  1.3 辅助供电400V输入分析
  
  对照原理图可知输入有两级,分别为35kV和690V,对两级输入电压分别进行分析。
  
  1.3.1 35kV电压分析
  
  风电机组全部处于待机状态,测试690V及400V回路电压,波形无畸变,说明问题与35kV电压无关。

【延伸阅读】

阅读上文 >> 电机组齿轮箱油循环系统缺陷技术改造
阅读下文 >> 符合 DIN EN IEC 62020-1 标准的全电流敏感型互感器

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