緒論
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(yùn)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(jī)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(jī)組之間相互傳導(dǎo)、疊加，最終導(dǎo)致風(fēng)機(jī)無法可靠運(yùn)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(jī)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：
1.1 400V回路負(fù)載特性
400V回路負(fù)載為開關(guān)電源、散熱電機(jī)、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(jī)已批量驗證。另外通過在風(fēng)機(jī)上進(jìn)行試驗，風(fēng)機(jī)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(jī)散熱電機(jī)、齒輪箱油泵電機(jī)、齒輪箱散熱電機(jī)，波形均未出現(xiàn)畸變，因此可以排除負(fù)載引起400V畸變。
1.2 輔助供電400V回路變壓器性能驗證
風(fēng)電機(jī)組處于待機(jī)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。
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(jìn)行分析。
1.3.1 35kV電壓分析
風(fēng)電機(jī)組全部處于待機(jī)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)。
