大規模風電機組脫網原因及對策

周超

[摘要]風電機組一旦發生大規模脫網事故，不僅會給電網運行穩定性帶來影響，還會造成能源的浪費和設備的空耗。本文首先從技術層面分析了大規模風電機組脫網的原因，并探討了解決風電機組脫網事故的對策和方法，為大規模風電機組脫網事故的應對和處理提供資料參考。

[關鍵詞]大規模；風電機組；脫網原因；對策

能源和資源是制約我國社會和經濟發展的兩大關鍵要素，改革開放以來，我國對能源的依賴度越來越高。為了彌補能源的短缺和不足，新能源改革勢在必行。風能是一種清潔、無污染的綠色能源，在國家政策的大力支持下，在市場機制的不斷完善下，我國風力發電產業高速發展。現如今風力發電已經能夠實現并網供電，雖然其在供電體系中所占比例不大，但其價值卻日益被社會各界所肯定。在風電產業發展過程中，受技術、設備和經驗的影響，也必然遇到這樣或那樣的問題。風電機組大規模脫網事故，更是擺在風電企業面前亟需解決的問題。

一、大規模風電機組脫網的原因技術分析

大規模風電機組脫網事故的發生，是由多種因素造成的。風電機組脫網事故的發生，不僅會降低電網系統的負荷，給電網供電和用電客戶的供電質量帶來影響，而且還會造成大量無功功率的產生，影響電網供電穩定性。筆者對風電機組脫網原因進行分析與研究，造成風電機組大國莫脫網的原因主要有以下幾點。

1.低電壓穿越能力的欠缺。

風電機組是以風能帶動風扇轉動完成發電的，這意味著風電機組的產生的端電壓會受風力大小的影響。在風力較大的時期，電壓相對穩定，并且符合并網供電的要求。但在微風和無風天氣，端電壓就會降低。低電壓穿越能力，正是為應對風電機組的這一情況設計的。具有低電壓穿越能力的風電機組，能夠在端電壓降低到一定值的情況下不脫離電網而繼續運行，甚至能夠為系統提供一定的無功以幫助系統恢復電壓。但我國部分研發較早的風電機組，并不具備低電壓穿越能力，也缺乏權威機構對風電機組的低電壓穿越能力進行檢測，這導致風電機組故障時很容易發生脫網。

2.無功調節能力不足。

無功調節能力的不足，是國產風電機組常見的問題。一旦務工調節能力較差，不僅會影響設備的啟動速度，而且遇到低電壓穿越失敗時，還會導致大面積脫網。無功調節能力的不足造成的大規模脫網，在過電壓保護啟動風電機組斷路器動作后，也會造成機組脫網運行。為了解決這一問題，風電機組一般會在升壓站安裝無功補償裝置，但這些無功補償裝置的功率根本達不到補償的要求。由于補償相應效率較慢，導致其無法滿足風電場的快速調壓需求，致使電網系統電壓變化無法得到有效調控，對風電機組的無功調節所發揮的作用有限，容易引發大規模風電機組脫網現象。

3.風電機組缺乏對電網的適應能力。

風電機組大多選擇在偏遠的山區或海濱，這是由于這些地區的風力較大，發電效能好。但這也給風電機組的維護和維修帶來困難，風電機組在運行過程中，受環境的侵蝕和設備固件的老化，設備的性能很容易下降。一旦設備性能下降，其配置和參數要求必然達不到電網系統的規定，這就容易導致風電機組因故障或性能下降脫網。除此以外，我國風力發電產業仍然處于摸索發展階段，很多風電機組配置和參數與電網要求標準不一致。這導致很多風電機組缺乏對電網的適應性，容易發生脫網故障。

4.風電場運營管理不足。

風電場由于風電機組較為分散，因而其運營管理難度較大。由于我國風電企業缺乏相關的管理和運營經驗，風電場運營管理并不科學、也不夠標準。尤其是由于專業人才的缺乏，風電機組運行和檢修人員的專業知識和技術水平嚴重不足，很多風電場的電氣設備容易發生操作事故，這進一步加大了風電場脫網事故發生的幾率。

二、大規模風電機組脫網的處理對策

1.提高風電機組低電壓穿越能力。

風電機則應該具備的低電壓穿越能力，我國的相關技術部門已經制定了明確的技術標準。在建和投入運營的風電場應該在國家相關標準的要求下對風電機組進行低電壓穿越能力的技術改造工作，同時還要加強對風電機組的低穿能力調試工作，并且對其效果進行準確的測試工作。通過聘請權威的測試機構來制定合格的檢測報告，并將測試結果及時上報電網調度部門。只有提高風電機組低電壓穿越能力，才能切實的保證風電機組在微風、無風和故障的情況下，不會對電網供電帶來影響和沖擊，才能最大化的降低風電機組大規模脫網事故的發生幾率。

2.裝設合格的無功補償裝置。

無功補償裝置是提高風電機組運營穩定性和可靠性的關鍵，為了降低風電機組脫網事故發生率，可以通過技術升級提高其工作性能。通過改進風電場的無功補償裝置，使其配置達到電網要求，調高設備的反應速率。同時還要對無功補償裝置定期進行檢測，以實時檢測其工作性能和運行狀態，如果相關技術指標不能滿足電網規定的標準要及時進行整改。通過對該裝備進行專業的分析，遵循平衡性的原則，合理的對設備進行分層分區的管理，并將相關指標上報檢測部門進行分析，保證設備性能始終處于一個良好的狀態。

3.提高風電機組對電網的適應能力。

首先，要加強對風電機組的運營維護與管理，確保風電場的所有風電機組都能處于穩定的工作狀態。只有提高了運營維護與管理水平，才能降低風電機組設備性能下降所帶來的脫網威脅。其次，要提高設備參數配置和定制保護措施，降低風電機組低電壓穿越能力和變流保護裝置之間的影響，確保風電機組所有工作狀態下，都能夠適應電網的需求。除此以外，還可以通過提高風電機組的自動化水平，來提高對風電機組的控制效率，避免電網波動給風電機組運行帶來影響，切實降低風電機組脫網的頻率。

4.提高風電場和風電機組管理水平。

信息時代的來臨，給人們的生產和生活帶來了極大改變。實現風電場和風電機組的信息化管理，是解決風電場和風電機組管理困難的關鍵。這就要求風電企業要進一步加強對風電場的信息化建設成本投入，早日實現風電場和風電機組的信息化管理。除此以外，還要加強風電場的運營和管理水平，首先要制定定期巡檢制度，對風電場的風電機組和設備工作狀態細致把控。其次，要加強優秀人才引進力度，確保風電場管理和運營維護團隊具有較高的專業水平。最后，要提高風電場現有員工的培訓力度，讓其能夠了解最先進的風電場管理理念，并掌握最優秀的風電場運營管理方法。除此之外，還要設置風電場應急預案，并經常進行預案學習和事故應急演練，確保風電機組脫網事故發生后能夠第一時間得到處理和解決。

綜上所述，雖然我國風力發電產業正處于探索和發展期，但其對我國新能源戰略的實現意義重大。為了促進風電產業的發展，一定要扎根于風電場的實際困難，解決大規模風電機組脫網的問題。相信隨著技術的進步、設備的升級和經驗的積累，我國風電場大規模風電機組脫網事故將會越來越少，為風電產業的發展和社會主義經濟建設作出更大的貢獻。