并网型风力发电机组的故障穿越能力十分重要,当电网电压发生故障骤升时,如果不加以控制,可能会造成变流器和风电机组的损坏,同时也可能对电网产生功率冲击,造成电力系统的暂态不稳定,严重时可能导致局部甚至系统瘫痪。当电网故障或者扰动引起风电场并网点的电压升高时,风电机组能够不间断地并网运行,在必要的时候还需要对电网提供无功功率的支撑,完成电网电压骤升到恢复正常过程的故障穿越。为此张北耿家地风电场经过调研,选定中国民航大学航大世达作为技术开发单位,承担风电场的技术改进,为风电机组加装保护装置,确保设备满足国标。
为确保项目高质量交付,立项后,航大世达技术团队立刻前往张北县,在风电场驻场3个月,从设备技术改进和性能验证两方面开展工作。
第一步就是根据技改方案进行风电场设备的改进,升级变流器的Crowbar组件、4U控制器程序及主控程序,从而实现机组的高电压穿越功能,使老旧机组具备高电压穿越的能力,确保机组在复杂电网环境中的运行稳定性。
完成硬件设备的改进后,技术团队又进一步对改进后的性能进行验证。把核心控制器通过电缆与仿真机连接,由上位机运行自主搭建的1.5MW双馈变流器模型,进行半实物仿真并采集高电压穿越过程中的各项波形数据。
经过3个月的驻场研发和实测验证,在中国民航大学电子信息与自动化学院科研团队的支持下,圆满完成了技改项目,风电机组各项技术指标均符合冬奥会电网保障要求,在冬奥会正式开始前机组全部投入正常运行。
据悉,“高电压穿越技术改进、技术测试及风机建模”项目已得到中国合格评定国家认可委员会(CNAS)高电压穿越能力验证,正在推广至国内其他风电场应用。
(郑千里)