分布式风电机组变频器电压故障分析处理

徐峰

摘 要

分布式风电一般接入配电网，配电的网频率、电压稳定性差，各种故障频发，这对风机变频器系统是一个考验。本文对华能定边狼尔沟分布式示范风电场风机变频器频发的电压故障进行分析，并介绍了处理措施，望对其它类似情况提供处理借鉴。

【关键词】分布式发电 风力发电 变频器故障

1 问题现状

华能定边狼尔沟分布式示范风电场是华能新能源股份有限公司针对大规模集中式风电场开发所带来的接入难、送出难、消纳难等问题，采取分布式接入模式，开辟风电发展的国内首个示范性工程。

狼尔沟风电场已投产容量18MW，风电场直接“T”接至当地农网两条10kV线路末端，所产电能在10kV配电网进行消纳，不参与110kV以上电网能量流动，实现就地平衡。通过该方式，有效降低了风电场调度管理难度，提高配电网的电能质量，减少了线路损耗。

狼尔沟风电场采用明阳MY1.5Se机组，其发电机为双馈异步型，因农网稳定性较差（电网电压突变、接地、频率不稳定等），对机组变频系统冲击较大，因此对变频器稳定性有较高要求。自2013年3月8日至3月20日3#机组陆续5次报“风机电网频率超限”故障停机，期间多次检查未能彻底消除故障。

风场立即成立“病号风机”技术攻关小组，严密观测机组运行数据，重点分析故障类型原因，彻底解决机组故障，提高运行质量。

2 项目原理说明

风机采用双馈异步发电机，其变频设备在运行过程中的运行状态与电网频率、外界因素有着密不可分的关系，在其故障的形成和发展过程中，绝大多数都与电网频率突变紧密相连。

针对机组频报电网超频故障，首先用电脑连接变频器，查看变频器并未报此故障，后打开调试界面，发现各项参数值与设定值均无变化，因此判断变频器内部硬件完好；继而分析，有可能变频器向主控传输频率信号时出现问题，因此对4U机箱7号板通讯线、变频器PLC通讯线路、6751模块及变频器与主控之间的通讯线检查是否畅通，信号屏蔽是否受干扰，发现均无异常。

在排除上述因素后，通过分析和测试， 最后判断为变频器保护指数与系统不匹配的结论。通过更改设定值变频器188号参数（0.001更改0.05，频率显示阶段的时间长数）和69号参数（960更改900发电机最小转数，发电机主控检测转数为1050，变频器转数值960，当主控低于1050时，主控发送脱网命令，给变频器传送数据，变频器接受到命令时已检测到转数低于960，故变频器保护跳闸，现更改为900，放大发电机到变频器检测时间段数据），以使变频器能够适应农网电压波动频繁的现场情况。调整后机组成功并网，稳定运行，再未报此故障而停机。

13年11月7日，3#风机又报出“同步失败故障”，查看原理图分析是变频器未接收到合闸信号，造成同步失败。其原理为：电压通过变频器，经过电网电压检测、主断路器、过电压保护、预充电回路及定子侧、网侧电压电流传感及测量回路后进入整流滤波电路（电路原理：将交流整流为恒压直流进入逆变模块）与逆变器并联（电路原理图：将直流逆变为50Hz交流电）。变频器控制柜中主控箱和PLC为主要的电气控制系统原件，实现对变频器主电路和并网柜的控制。

在本地操作控制时，将变频器调试软件安装在PC机上，通过网线连接，发现变频器与上位控制系统之间的通讯和控制均正常，检查信号线和通讯线后也未发现问题，就此判断是变频器中哪个硬件监测点有问题，而一条线路两侧重合闸的方式是检同期，线路中电压传感器为重合闸提供电压信号，因此锁定至电压传感器，判断有可能电压传感器灵敏度降低，导致其检测错误信号数据传输不正确，随之更换了4个同型号的电压互感器，变频器信号指示正常，风机可以并网运行，再未出现此类故障。

3 实施效果

13年3月-11月，3#风机变频系统累计发生故障12次，造成机组故障停运88.60小时，损失电量3.15万千瓦时；通过技术攻关实施后，13年12月至今3#风机变频系统未发生类似故障。该故障的消除，积累丰富的故障处理经验，总结出一系列巡检机组及排查故障的常规检查方法，对分布式风电机组的应用提供了更多的经验。

4 推广前景

行业全面推广：当多次发生同一故障未能彻底解决，应成立技术小组进行专项检查，多分析总结原因，积累处理故障经验，为生产运营工作打好坚实基础。

行业部分推广：对于分布式风电场，尤其是农网系统的风电场，要特别注意机组变频器的运行状况，因电压或频率不稳定，导致对变频设备冲击较大，其常见故障如下：

（1）电流互感器损坏，其现象表现为，变频器主回路送电，当变频器未起动时，有电流显示且电流在变化，这样可判断互感器已损坏。

（2）主电路接口板电流、电压检测通道被损坏，也会出现过流。

（3）Crowbar内部二极管桥击穿，或变频器参数设置错误，对于Crowbar控制出现错误，导致其不断触发而释放励磁电流导致过流。

行业特定推广：机组主控报“电网频率超限”，变频器却未报此故障的，以及报“变频器同步失败”无法复位的故障，可按上述原理进行专项检查。

5 效果归纳

狼尔沟风电场结合实际情况，参照维护手册，制定了风机、箱变及线路定期巡视卡，周期性的开展安全巡视检查，同时对频发故障成立相关技术小组，深入研究，勇于探索，不断加强、完善自我运维水平。3月3#风机变频器超频故障，经分析和测试，判断为变频器保护指数与系统不匹配，将其参数调整后其稳定性明显增强，已完全适应农网系统电压频繁波动性；11月3#风机报同步失败故障，经排查锁定至网侧电压传感器灵敏度不够，更换同型号备件后恢复运行。13年11月至14年6月末，3#风机所接出线10kV狼砖129线共停电、接地、电压突变等累计24次，通过治理后，13年11月至今再未出现类似故障，从根本上解决了该类故障。

作者单位

华能定边新能源发电有限公司 陕西省定边县 718600endprint

摘 要

分布式风电一般接入配电网，配电的网频率、电压稳定性差，各种故障频发，这对风机变频器系统是一个考验。本文对华能定边狼尔沟分布式示范风电场风机变频器频发的电压故障进行分析，并介绍了处理措施，望对其它类似情况提供处理借鉴。

【关键词】分布式发电 风力发电 变频器故障

1 问题现状

华能定边狼尔沟分布式示范风电场是华能新能源股份有限公司针对大规模集中式风电场开发所带来的接入难、送出难、消纳难等问题，采取分布式接入模式，开辟风电发展的国内首个示范性工程。

狼尔沟风电场已投产容量18MW，风电场直接“T”接至当地农网两条10kV线路末端，所产电能在10kV配电网进行消纳，不参与110kV以上电网能量流动，实现就地平衡。通过该方式，有效降低了风电场调度管理难度，提高配电网的电能质量，减少了线路损耗。

狼尔沟风电场采用明阳MY1.5Se机组，其发电机为双馈异步型，因农网稳定性较差（电网电压突变、接地、频率不稳定等），对机组变频系统冲击较大，因此对变频器稳定性有较高要求。自2013年3月8日至3月20日3#机组陆续5次报“风机电网频率超限”故障停机，期间多次检查未能彻底消除故障。

风场立即成立“病号风机”技术攻关小组，严密观测机组运行数据，重点分析故障类型原因，彻底解决机组故障，提高运行质量。

2 项目原理说明

风机采用双馈异步发电机，其变频设备在运行过程中的运行状态与电网频率、外界因素有着密不可分的关系，在其故障的形成和发展过程中，绝大多数都与电网频率突变紧密相连。

针对机组频报电网超频故障，首先用电脑连接变频器，查看变频器并未报此故障，后打开调试界面，发现各项参数值与设定值均无变化，因此判断变频器内部硬件完好；继而分析，有可能变频器向主控传输频率信号时出现问题，因此对4U机箱7号板通讯线、变频器PLC通讯线路、6751模块及变频器与主控之间的通讯线检查是否畅通，信号屏蔽是否受干扰，发现均无异常。

在排除上述因素后，通过分析和测试， 最后判断为变频器保护指数与系统不匹配的结论。通过更改设定值变频器188号参数（0.001更改0.05，频率显示阶段的时间长数）和69号参数（960更改900发电机最小转数，发电机主控检测转数为1050，变频器转数值960，当主控低于1050时，主控发送脱网命令，给变频器传送数据，变频器接受到命令时已检测到转数低于960，故变频器保护跳闸，现更改为900，放大发电机到变频器检测时间段数据），以使变频器能够适应农网电压波动频繁的现场情况。调整后机组成功并网，稳定运行，再未报此故障而停机。

13年11月7日，3#风机又报出“同步失败故障”，查看原理图分析是变频器未接收到合闸信号，造成同步失败。其原理为：电压通过变频器，经过电网电压检测、主断路器、过电压保护、预充电回路及定子侧、网侧电压电流传感及测量回路后进入整流滤波电路（电路原理：将交流整流为恒压直流进入逆变模块）与逆变器并联（电路原理图：将直流逆变为50Hz交流电）。变频器控制柜中主控箱和PLC为主要的电气控制系统原件，实现对变频器主电路和并网柜的控制。

在本地操作控制时，将变频器调试软件安装在PC机上，通过网线连接，发现变频器与上位控制系统之间的通讯和控制均正常，检查信号线和通讯线后也未发现问题，就此判断是变频器中哪个硬件监测点有问题，而一条线路两侧重合闸的方式是检同期，线路中电压传感器为重合闸提供电压信号，因此锁定至电压传感器，判断有可能电压传感器灵敏度降低，导致其检测错误信号数据传输不正确，随之更换了4个同型号的电压互感器，变频器信号指示正常，风机可以并网运行，再未出现此类故障。

3 实施效果

13年3月-11月，3#风机变频系统累计发生故障12次，造成机组故障停运88.60小时，损失电量3.15万千瓦时；通过技术攻关实施后，13年12月至今3#风机变频系统未发生类似故障。该故障的消除，积累丰富的故障处理经验，总结出一系列巡检机组及排查故障的常规检查方法，对分布式风电机组的应用提供了更多的经验。

4 推广前景

行业全面推广：当多次发生同一故障未能彻底解决，应成立技术小组进行专项检查，多分析总结原因，积累处理故障经验，为生产运营工作打好坚实基础。

行业部分推广：对于分布式风电场，尤其是农网系统的风电场，要特别注意机组变频器的运行状况，因电压或频率不稳定，导致对变频设备冲击较大，其常见故障如下：

（1）电流互感器损坏，其现象表现为，变频器主回路送电，当变频器未起动时，有电流显示且电流在变化，这样可判断互感器已损坏。

（2）主电路接口板电流、电压检测通道被损坏，也会出现过流。

（3）Crowbar内部二极管桥击穿，或变频器参数设置错误，对于Crowbar控制出现错误，导致其不断触发而释放励磁电流导致过流。

行业特定推广：机组主控报“电网频率超限”，变频器却未报此故障的，以及报“变频器同步失败”无法复位的故障，可按上述原理进行专项检查。

5 效果归纳

狼尔沟风电场结合实际情况，参照维护手册，制定了风机、箱变及线路定期巡视卡，周期性的开展安全巡视检查，同时对频发故障成立相关技术小组，深入研究，勇于探索，不断加强、完善自我运维水平。3月3#风机变频器超频故障，经分析和测试，判断为变频器保护指数与系统不匹配，将其参数调整后其稳定性明显增强，已完全适应农网系统电压频繁波动性；11月3#风机报同步失败故障，经排查锁定至网侧电压传感器灵敏度不够，更换同型号备件后恢复运行。13年11月至14年6月末，3#风机所接出线10kV狼砖129线共停电、接地、电压突变等累计24次，通过治理后，13年11月至今再未出现类似故障，从根本上解决了该类故障。

作者单位

华能定边新能源发电有限公司 陕西省定边县 718600endprint

摘 要

分布式风电一般接入配电网，配电的网频率、电压稳定性差，各种故障频发，这对风机变频器系统是一个考验。本文对华能定边狼尔沟分布式示范风电场风机变频器频发的电压故障进行分析，并介绍了处理措施，望对其它类似情况提供处理借鉴。

【关键词】分布式发电 风力发电 变频器故障

1 问题现状

华能定边狼尔沟分布式示范风电场是华能新能源股份有限公司针对大规模集中式风电场开发所带来的接入难、送出难、消纳难等问题，采取分布式接入模式，开辟风电发展的国内首个示范性工程。

狼尔沟风电场已投产容量18MW，风电场直接“T”接至当地农网两条10kV线路末端，所产电能在10kV配电网进行消纳，不参与110kV以上电网能量流动，实现就地平衡。通过该方式，有效降低了风电场调度管理难度，提高配电网的电能质量，减少了线路损耗。

狼尔沟风电场采用明阳MY1.5Se机组，其发电机为双馈异步型，因农网稳定性较差（电网电压突变、接地、频率不稳定等），对机组变频系统冲击较大，因此对变频器稳定性有较高要求。自2013年3月8日至3月20日3#机组陆续5次报“风机电网频率超限”故障停机，期间多次检查未能彻底消除故障。

风场立即成立“病号风机”技术攻关小组，严密观测机组运行数据，重点分析故障类型原因，彻底解决机组故障，提高运行质量。

2 项目原理说明

风机采用双馈异步发电机，其变频设备在运行过程中的运行状态与电网频率、外界因素有着密不可分的关系，在其故障的形成和发展过程中，绝大多数都与电网频率突变紧密相连。

针对机组频报电网超频故障，首先用电脑连接变频器，查看变频器并未报此故障，后打开调试界面，发现各项参数值与设定值均无变化，因此判断变频器内部硬件完好；继而分析，有可能变频器向主控传输频率信号时出现问题，因此对4U机箱7号板通讯线、变频器PLC通讯线路、6751模块及变频器与主控之间的通讯线检查是否畅通，信号屏蔽是否受干扰，发现均无异常。

在排除上述因素后，通过分析和测试， 最后判断为变频器保护指数与系统不匹配的结论。通过更改设定值变频器188号参数（0.001更改0.05，频率显示阶段的时间长数）和69号参数（960更改900发电机最小转数，发电机主控检测转数为1050，变频器转数值960，当主控低于1050时，主控发送脱网命令，给变频器传送数据，变频器接受到命令时已检测到转数低于960，故变频器保护跳闸，现更改为900，放大发电机到变频器检测时间段数据），以使变频器能够适应农网电压波动频繁的现场情况。调整后机组成功并网，稳定运行，再未报此故障而停机。

13年11月7日，3#风机又报出“同步失败故障”，查看原理图分析是变频器未接收到合闸信号，造成同步失败。其原理为：电压通过变频器，经过电网电压检测、主断路器、过电压保护、预充电回路及定子侧、网侧电压电流传感及测量回路后进入整流滤波电路（电路原理：将交流整流为恒压直流进入逆变模块）与逆变器并联（电路原理图：将直流逆变为50Hz交流电）。变频器控制柜中主控箱和PLC为主要的电气控制系统原件，实现对变频器主电路和并网柜的控制。

在本地操作控制时，将变频器调试软件安装在PC机上，通过网线连接，发现变频器与上位控制系统之间的通讯和控制均正常，检查信号线和通讯线后也未发现问题，就此判断是变频器中哪个硬件监测点有问题，而一条线路两侧重合闸的方式是检同期，线路中电压传感器为重合闸提供电压信号，因此锁定至电压传感器，判断有可能电压传感器灵敏度降低，导致其检测错误信号数据传输不正确，随之更换了4个同型号的电压互感器，变频器信号指示正常，风机可以并网运行，再未出现此类故障。

3 实施效果

13年3月-11月，3#风机变频系统累计发生故障12次，造成机组故障停运88.60小时，损失电量3.15万千瓦时；通过技术攻关实施后，13年12月至今3#风机变频系统未发生类似故障。该故障的消除，积累丰富的故障处理经验，总结出一系列巡检机组及排查故障的常规检查方法，对分布式风电机组的应用提供了更多的经验。

4 推广前景

行业全面推广：当多次发生同一故障未能彻底解决，应成立技术小组进行专项检查，多分析总结原因，积累处理故障经验，为生产运营工作打好坚实基础。

行业部分推广：对于分布式风电场，尤其是农网系统的风电场，要特别注意机组变频器的运行状况，因电压或频率不稳定，导致对变频设备冲击较大，其常见故障如下：

（1）电流互感器损坏，其现象表现为，变频器主回路送电，当变频器未起动时，有电流显示且电流在变化，这样可判断互感器已损坏。

（2）主电路接口板电流、电压检测通道被损坏，也会出现过流。

（3）Crowbar内部二极管桥击穿，或变频器参数设置错误，对于Crowbar控制出现错误，导致其不断触发而释放励磁电流导致过流。

行业特定推广：机组主控报“电网频率超限”，变频器却未报此故障的，以及报“变频器同步失败”无法复位的故障，可按上述原理进行专项检查。

5 效果归纳

狼尔沟风电场结合实际情况，参照维护手册，制定了风机、箱变及线路定期巡视卡，周期性的开展安全巡视检查，同时对频发故障成立相关技术小组，深入研究，勇于探索，不断加强、完善自我运维水平。3月3#风机变频器超频故障，经分析和测试，判断为变频器保护指数与系统不匹配，将其参数调整后其稳定性明显增强，已完全适应农网系统电压频繁波动性；11月3#风机报同步失败故障，经排查锁定至网侧电压传感器灵敏度不够，更换同型号备件后恢复运行。13年11月至14年6月末，3#风机所接出线10kV狼砖129线共停电、接地、电压突变等累计24次，通过治理后，13年11月至今再未出现类似故障，从根本上解决了该类故障。

作者单位

华能定边新能源发电有限公司 陕西省定边县 718600endprint