大型风力发电机组并网运行的探讨

《大型风力发电机组并网运行的探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、大型风力发电机组并网运行的探讨　　(1.内蒙古能源发电投资有限公司风电分公司，内蒙古呼和浩特010000;2.乌兰察布电业局，内蒙古乌兰察布012000) 　　摘要：文章根据某风力发电场的运行经验，对风力发电机组并网运行中几个关键问题进行了探讨。 关键词：风力发电；并网；运行 　　中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：[HTK]1007—6921(XX)22—0094—02 1风力发电机的并网 　　风力发电机组是将风能转换成电能的装置，系统包括发电机、增速箱、刹车、偏航、控制等几大系统。直接与电网相连接的是异步发电机。下面以甘肃玉门风力发电场的

2、金风S43/600风机为例说明并网问题。 　　异步发电机结构简单，其发电的首要条件是要吸收无功来建立磁场，如果没有无功来源，也就是说没有电网，异步发电机是没有能力发电的。 　　风机从系统吸收无功，必然会造成系统的电压降低和线损的增加，所以每台风力发电机都设有无功补偿装置，最大无功补偿容量是根据异步发电机在额定功率时的功率因数设计的，一般为＞0.98。 　　但由于风力发电机的无功功率需求随有功变化，如图1所示，因此，风机每个瞬时的无功需求量也都不同，该风机补偿分为4组固定的容量，在每个补偿段内，不足部分无功从电网吸收。 　　740)thi

3、s.width=740"border=undefined> 　　表1以金风S43/600风机为例分别列出了4极、6极发电机不同功率点的功率因数、功率因数补偿到0.99的无功功率需求量(Q)、投入电容补偿后的功率因数。 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　单台风力发电机组自身有较全的保护系统，风机主电路出口处装有速断和过流保护，其定值分别为2倍的额定电流、0s动作和1.5倍额定电流、12s动作。风机还有灵敏的微机保护功能，设有三相电流不平衡，缺相，高压、低压，高周、低周，功率限制等项保护。因此当风电场内或电力系统发生故障时，

4、风机的保护动作非常迅速，保证电网和风电场的安全。 　　由于异步电机在启动时冲击电流较大，最大可以达到额定电流的5～7倍，对电网会造成冲击。为解决以上问题，现在设计的风力发电机有性能优越的软并网控制电路。目前软并网的控制方式有两种：电压斜坡方式和限流方式。软并网过程可以做得很平稳，整个软启动的过程可以在十几个周波到几十个周波内完成，最高峰值电流可以限定在额定电流之内。图2是记录的S43/600风机并网时的电流实际波形，采样电流幅值衰减20倍。风机的软启动电流限制在500A内，启动过程约40个周波。 　　另外，目前风电场占系统的容量很小，而且风电场的容量利用系数较

5、低，因此风电负荷的变化不会对系统的周波造成较大的影响。 　　740)this.width=740"border=undefined> 2风电场并网中应注意的几个技术问题 2．1继电保护 　　在设置保护和确定保护定值时应考虑以下因素。 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　目前一般风机出口电压是低压系统，从35kV侧的等值电路来看，风机及相应的低压电缆相当于一个很大的限流电抗，短路电流无法送出。 　　风力发电机为异步发电机，当系统短路时，风机出口电压大幅度下降，没有了励磁磁场，则风机无法发电

6、。 风机自身具有全面的微机保护。 　　由于以上特点，在考虑电网继电保护和风电场的继电保护方案时，只需设置速断和过流保护，定值考虑躲过风电场最大负荷电流即可。 2．2电网电压的调整 　　有些风电场处于电网末端，电压较低，在进行风电场设计时有一项很重要的工作就是变压器电压分接头设计。既要保证风机的出口电压，又要确保线路上其他用户的要求。 　　在设计时要认真调查不同季节、不同时间距离风电场最近的线路末端节点电压的变化值，并根据该电压值来设计电压分接头，风力发电机作为电源，其电压允许的偏差值为额定电压的+10%至-5%，如果电压低于额定值，则输送同样功率时电流值

7、就会增加，从而引起线路损耗的增加。另一方面，低电压还会引起软启动电流值的增加。在风电场接入电网调试期间，应反复测量变电站低压侧电压，合理选择分接开关位置，以确保风机出口电压在规定的范围之内。 2．3风电场的无功补偿 　　风电的无功需求特点如下：在停风状态下也保持与电网的联接并从系统吸收无功。 　　风机的无功需求量随着有功变化而变化，一部分通过自身的无功补偿装置补偿。但在无功补偿的4组固定的容量之间，仍需从电网吸收部分无功。 风电场的无功造成的影响如下： 　　①风电场的无功变化在满发时会抬高风机出口电压，在并网时会在瞬间较大幅度降低出口