隨著風(fēng)力發(fā)電的規(guī)模化開發(fā)，大量的功率變流裝置接入電網(wǎng)，在并網(wǎng)和運行過程中產(chǎn)生高頻次的諧波注入電網(wǎng)，再加上風(fēng)的隨機性引起的并網(wǎng)電壓波動和閃變等問題，可能導(dǎo)致風(fēng)電場電能質(zhì)量不穩(wěn)定。特別是在一些電網(wǎng)末端的風(fēng)電場，較長的集電線路使得電網(wǎng)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(dǎo)、疊加，最終導(dǎo)致風(fēng)機無法可靠運行，造成發(fā)電量損失。本文結(jié)合湖北某風(fēng)電場實例，通過理論分析和現(xiàn)場測試相結(jié)合的方法，對風(fēng)電場并網(wǎng)引起的電能質(zhì)量問題進(jìn)行了分析并給出了解決措施，取得了良好效果，對今后的風(fēng)電場并網(wǎng)電能質(zhì)量分析和評估工作提供參考。

　　

　　

　　1. 故障定位　　

 

　　

　　湖北某風(fēng)電場安裝2MW雙饋型風(fēng)電機組28臺共計56MW，自并網(wǎng)以來風(fēng)電場多次出現(xiàn)400V輔助供電回路微型空氣斷路器異常跳閘，開關(guān)電源、偏航變頻器異常損壞和偏航制動電阻異常動作導(dǎo)致過溫?fù)p壞等問題。經(jīng)實地測量發(fā)現(xiàn)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(dǎo)致400V回路出現(xiàn)過高的電壓，造成設(shè)備工作異常甚至損壞。查原理圖如圖1所示，可知導(dǎo)致400V電壓畸變的可能原因如下：

　　

　　1）輔助變壓器負(fù)載特性導(dǎo)致輸出電壓畸變；

　　

　　2）輔助變壓器自身質(zhì)量問題導(dǎo)致輸出畸變；

　　

　　3）輸入異常導(dǎo)致輸出波形畸變；

　　

　　

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：

　　

　　

　　400V回路負(fù)載為開關(guān)電源、散熱電機、變槳的DC電源等，這些負(fù)載均為通用負(fù)載，且在其它風(fēng)機已批量驗證。另外通過在風(fēng)機上進(jìn)行試驗，風(fēng)機處于等風(fēng)狀態(tài)，偏航動作、變槳動作、偏航及變槳同時動作，啟動發(fā)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(xiàn)畸變，因此可以排除負(fù)載引起400V畸變。

　　

　　

　　風(fēng)電機組處于待機狀態(tài)下，測試變壓器的輸入輸出未發(fā)現(xiàn)異常。說明400V電壓畸變不在變壓器，變壓器本身無問題。

　　

　　

　　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(jìn)行分析。

　　

　　1.3.1 35kV電壓分析

　　

　　風(fēng)電機組全部處于待機狀態(tài)，測試690V及400V回路電壓，波形無畸變，說明問題與35kV電壓無關(guān)。