风电场接入电力系统用故障检测研究

严 壮

(内蒙古科技大学信息学院，包头 433000)

0 引 言

风电场接入电力系统对风机组发电影响颇大，更对日后风电场整体质量及效率意义颇深。然而现阶段有关风电场接入电力系统用故障检测相对研究较少，基于该问题现状，要求行之有效的措施对其进行分析研究，如风电场作用概述、风电场接入电力系统用故障影响、风电场接入电力系统用故障检测技术应用等。本次研究对风电场接入电力系统用故障检测方法进行分析，有十分重要的理论意义。

1 风电场作用概述

随着世界各地对能源开发及利用程度日益提升，我国已从多方面、多维度加大新能源开发及项目建设。其中，风电场作为一种能源生产及储备机构，其重要性可行而是。风电场主要是利用风电效能，集中发电、存储及相关管理的组织机构。风电场简单来说就是通过风能利用，结合相关电机等设备，将风能转变为电能的实施流程。具体作用如下：第一、风电场是电能生产主要形式之一，风能属于绿色能源，并不具备污染性，针对当下我国能源紧张现状，开展绿色能源应用，将其转变为电能资源十分关键[1]。第二、风电场是由多种设备、器材及项目工程组织而成，并不是单一片面的简单流程。在风电场建设方面也投入较大成本。所以，从国家经济及能源建设常远方发展角度来讲，风电场具有较高意义价值。

同时，风电场在运行过程中也要与其他系统进行关联，其中电力系统就是其一。在与电力系统进行衔接过程中可能会出现故障，这种故障虽然具有一定不可避免性，到从预防及检测层面分析，又可通过科学手段对其进行控制，所以在具体工作中如何对控制方法进行研究，也是风电场发展过程中的主要环节。在我国风电场长期建设及发展过程中，也总结出诸多经验，并在相关文献及学术上也弥补诸多不足。本文笔者从故障起因及影响角度出发，对风电场与电力系统接入故障检测方法进行剖析，利于日后工作开展。

2 风电场接入电力系统用故障影响

通过对相关数据及资料整理后发现，我国风电场建设逐渐向规模化、大型化发展。同时，风电量日益成为主要电能形式之一。其比例也越来也大。因为风力发电的特殊性，同时也受诸多问题因素影响，主要体现在风电在存储及出力过程不稳定。基于该特殊情况，则会对整个风电系统带来较大影响。这种不稳定问题也相对复杂。另外，风电场位置也较为特殊，主要离符合中心较远。处于风电功率输送持续及提升需求，在缩短相关输电线所涉及的电气间距中经常采用串联电容补偿模式。但相关问题也会随之而来，风电机组内机械设备也具有特殊性，试验后发现，风电机组内部设备会同串联电容补偿发生冲突，即次同步振荡。该次同步振荡会对整个风电机组、电力系统等造成较大波及，具有一定危害特性。

因此，如何对该次同步振荡进行问题解决，一直备受诸多学者关注。通过现场观察与测试后发现，每当电网输出中经过强规模风电时，此时串联电容补偿已经存在电网当中，会受干扰因素影响，二者之间会出现某种特殊次同步振荡问题。出现该情况问题后，极易对风电机组造成损害冲击。据相关数据统计，国外诸多电网都遭受到该情况，且损失严重[2]。

所以，按照相关国际标准及规范要求，在风电机组入电网之间一定要对其是否具备抗干扰、抗低压或可穿越故障等相关功能进行判断。但其弊端在于如果系统与风电场发生中断情况，以系统原因为主。风电机组则会自动进行保守运行，即在中断运行后，风电机组会在一定时间内继续持续运行。这种情况出现并不利于问题解决，这会造成过电压或过频率等情况发生。这种现象直接可导致风电机组死机。此时的损伤性更大[3]。通过问题分析与故障影响，选择一种控制方式，对风电机组有序停机行为进行科学控制。并对其网络结构进行革新，有效对其过频过或过压问题进行处理。进一步防止风险发生。

3 风电场接入电力系统用故障检测技术应用

通过对上述章节问题故障进行分析，深入对国内外先进检测技术进行探索。发现一种较为科学合理的判断检测技术。该技术核心重点主要在于某次特殊次同步振荡检测，在检测过程中可对电力系统、风电场二者进行有效保护。所以，从该要求层面出发，研制一种风电接入且可控制、保护的设备装置。该装置将算法作为主要基础。经过试验后发现，一旦该装置接入电压或电流信号后，利用其自身的低通滤波，可对模拟、数字之间的转化回路进行采样。在完成采样后可对其次同步振荡算法十分具备进行判断，即进入判断状态，主要以傅立叶转化和滤波效应为主。该过程会对振荡频率及大小进行快速检测，然后根据系统设置标准对其需要报警、跳闸等运行给予明确[4]。

在该过程中也可通过风电场通信系统平台获取相关综合数据及网络拓扑信息等。如该风电场一旦出现故障问题，则会根据保护设置及要求，对风电机组各个结构组织进行处理，安排有序停机、改变网络拓扑等。有效控制电压或频率发生持续上升等问题。待其系统完成恢复后，则可利用控制装置实现快速机组并网[5]。

风电场与相关变电站在进行线路关联上，如安装了该装置，可采用检测故障方式，并结合保护方式，对其风电机组及系统整体运行安全进行保障。主要优势如下：第一、成本投入较低，起到资金节约效果；第二、安装步骤简单，且装置数量较少。缺点如下：第一、对风电机组中的出力会造成限制，影响出力数量。第二、发电量也会受气影响。对多台风电机主进行安装中，可根据各装置之间的互联、相关参数来判断其故障在发生中有无脱网情况。一旦发生故障不仅可对其机组进行快速保护，当然也保护了机主当中的电量。值得注意的是带完成系统恢复后，可对脱网风机进行有序恢复，快速并网，将其可能造成的损失大幅度降低。该模式优点在于对风电发出电量的有效保护，方式电量流失。且缺点在于成本投入偏高。

因此，在相关检测技术及方法应用上，应按照理论基础及现场实际环境，对各风电机组与电力系统机进行掌握了解，这样才能更为快速的进行工作开展，为风电场稳定运行奠定基础[6]。

4 结束语

综上所述，通过对风电场接入电力系统用故障检测进行分析研究，主要包括：风电场作用概述、风电场接入电力系统用故障影响、风电场接入电力系统用故障检测技术应用等，从多方面、多角度对风电场接入电力系统用故障检测方法研究进行分析，为下一步工作开展奠定坚实基础。