天津瑞能电气产品经理董晓光：风电机组的孤岛穿越能力改进

能见APP讯：10月19日-21日，2016年北京国际风能大会暨展览会在中国国际展览中心召开。21日上午，天津瑞能电气有限公司产品经理董晓光在“在役风电机组技改优化及效果评价”分论坛上作了主题发言，分享的主题是，风电机组的孤岛穿越能力改进。

据他介绍，风电场隔离形成孤岛，永久性的故障只占电力系统10%，90%的故障是累积、冰晶跌落等相关故障，会引起设备和线路的断电。

以下为发言全文：

董晓光：大家好，今天分享的题目是稳定性提升的改进技术，2015年两次大面积的风电事故造成了巨大的经济损失，经过国标的约束，厂家实现了技改、电科院的认证。低电压穿越技术的改进也遏制了大面积脱网的产生，随着五年的发展又遇到了新的问题，借此机会将新问题与大家分享“风力发电机组孤岛穿越能力的改进”。

孤岛的产生、现有穿越情况的对比分析、通过技术手段实现孤岛的穿越、建立设计改进对电网友好的风电机组。

风电场隔离形成孤岛，永久性的故障只占电力系统10%，90%的故障是累积、冰晶跌落等的相关故障，会引起设备和线路的断电。

短暂的孤岛网络和滴穿的关系，现有机组的现有穿越情况对比如何呢？触发原来不一样，有本质上的不同，滴穿是有可以进行能量流动的能量陷井，孤穿是没有能量陷井。

低压穿越，电网故障是风电场内和场外，雷击性损失的故障，风电场被电网保护隔离后该怎样的动作呢？低电压穿越进行无风的支撑，电网保护隔离的风电场，变流器发电的时候检测到电压跌落时的策略，有功功率下降、无功功率上升。

风力发电机组怎样才能知道检测的电网电压是被电网隔离引起的，还是真实故障引起的呢？通过引出问题分享几个问题产生的真实案例。南方某个风场数据采集模型，故障期间对于整个电压波形的分析，标准低压是58伏，二次电压值是220千伏和35千伏，红线附近代表电压的跌落，电网动作把风电场隔离，出现过压是65伏。

220千伏下的变化趋势，也是电网分闸以后电压指数发生了弹升，出现1.27倍的过压。电力系统会进行无功的支撑，这是补偿电力系统的压损，如果是隔离的风电场还进行支撑就会把电网电压抬高，目前是隔离后不需要无功支撑了。

三相系统隔离，220千伏，5秒电网系统隔离，风电场的电压 发生了剧烈的波动，是因为进行无功和有功支撑，电网电压发生了剧烈的波动，造成了器件的损害。

穿越是必要的，解决的过程，电网把风电场看作负荷，负荷出现电压的问题需要立即切除故障否则是造成事故的蔓延，这是电力系统对大电网的保护这是国标的要求，这是正确的。电网故障，可以有风电场能量输出的地方，可以按照并网标准进行无功和有功的输送，电网为了负荷稳定要重新建立风电场外部输出的负载匹配，但是孤岛负载频率会导致重合的失败，风电场因为重合失败彻底的被切除，长时期无法并网造成很大的损失。

孤岛穿越是必要的，必要的是进行穿越、稳压和保护。孤岛穿越技术，有条件是风力发电机组正常并网开关跳闸，电网保护配置时间内完成响应，控制工况，穿越期间风机是无故障运行，如何快速检测孤岛，区别孤岛与滴穿，检测的一致性，保证所有的机组都可以检测是孤岛而不是这台检测是孤岛，那台检测是滴穿。穿越过程中要对电网友好，不发生冲击，不造成过压，针对这个难点也提出了我们的解决方案和技术。

首先是完善了系统模型，整机进行建模，提供新的孤岛检测模型，根据电压和频率的关系提出新的功率与电流负载不匹配的方向，提高检测的稳定性快速性，优化系统参数性，正反馈的系统速度是一百毫秒，整个检测精度是3.6毫秒。

改进型的模式，对电网友好型的机组，实现在风力发电机组多重状态下，经动态切换最大可能满足电网的稳定，累计出来的短时瞬态情况下工况下实现多重的穿越，低电压、高电压和孤岛穿越，多重稳网，包括低压运行技术、恒压运行技术等等。要适应电网的故障，首先是低电压穿越，电网波动未触发保护动作进行低电压穿越，孤岛穿越是电网波动触发三项保护动作进行孤岛穿越。

通过电网友好型的设计，引出我们的智能化的理念，机组要具备孤岛穿越和供应调度的风电系统，升级为智慧的系统，具备感知能力、适应能力和进化能力的系统，感知能力是具备各个状态量观测能力，适应能力是系统适应多物理工况，迅速平滑过渡于控制模式之间，系统也具备先进的参数评优，使系统是独立运算的系统。

谢谢大家！