緒論
隨著風力發電的規?;_發,大量的功率變流裝置接入電網,在并網和運行過程中產生高頻次的諧波注入電網,再加上風的隨機性引起的并網電壓波動和閃變等問題,可能導致風電場電能質量不穩定。特別是在一些電網末端的風電場,較長的集電線路使得電網無法吸收或有效衰減高頻諧波分量,高頻諧波分量在各機組之間相互傳導、疊加,最終導致風機無法可靠運行,造成發電量損失。本文結合湖北某風電場實例,通過理論分析和現場測試相結合的方法,對風電場并網引起的電能質量問題進行了分析并給出了解決措施,取得了良好效果,對今后的風電場并網電能質量分析和評估工作提供參考。
1. 故障定位
湖北某風電場安裝2MW雙饋型風電機組28臺共計56MW,自并網以來風電場多次出現400V輔助供電回路微型空氣斷路器異常跳閘,開關電源、偏航變頻器異常損壞和偏航制動電阻異常動作導致過溫損壞等問題。經實地測量發現400V輔助回路存在電壓畸變,畸變電壓為高頻諧波,頻率約為3180Hz,高頻諧波導致400V回路出現過高的電壓,造成設備工作異常甚至損壞。查原理圖如圖1所示,可知導致400V電壓畸變的可能原因如下:
1)輔助變壓器負載特性導致輸出電壓畸變;
2)輔助變壓器自身質量問題導致輸出畸變;
3)輸入異常導致輸出波形畸變;
![](http://www.missionquantum.com/file/upload/202206/08/171253431.png)
圖1:400V供電原理圖
針對每一個可能造成的原因,分析排查過程如下:
1.1 400V回路負載特性
400V回路負載為開關電源、散熱電機、變槳的DC電源等,這些負載均為通用負載,且在其它風機已批量驗證。另外通過在風機上進行試驗,風機處于等風狀態,偏航動作、變槳動作、偏航及變槳同時動作,啟動發電機散熱電機、齒輪箱油泵電機、齒輪箱散熱電機,波形均未出現畸變,因此可以排除負載引起400V畸變。
1.2 輔助供電400V回路變壓器性能驗證
風電機組處于待機狀態下,測試變壓器的輸入輸出未發現異常。說明400V電壓畸變不在變壓器,變壓器本身無問題。
1.3 輔助供電400V輸入分析
對照原理圖可知輸入有兩級,分別為35kV和690V,對兩級輸入電壓分別進行分析。
1.3.1 35kV電壓分析
風電機組全部處于待機狀態,測試690V及400V回路電壓,波形無畸變,說明問題與35kV電壓無關。