西北-第五章大規(guī)模脫網(wǎng)事件

201年以來冀北沽源地區(qū)發(fā)生多起容量超過50萬千瓦的風(fēng)機(jī)大低壓引發(fā)風(fēng)電脫（一）事故簡20111116222244秒，500kV沽太一線發(fā)生故障，B、C相直接跳三相。故障引起沽源地區(qū)15座風(fēng)電場發(fā)生風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)，脫網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組共計(jì)790臺(tái)、損失風(fēng)電電力共計(jì)1016MW。事故前，沽源15座風(fēng)電場在運(yùn)風(fēng)934臺(tái)，發(fā)出風(fēng)電電力1091MW，沽源站220kV母線電壓222kV，察北站220kV母線電壓為217kV，義緣站220kV母線電壓為214kV。222244秒，500kV沽太一線掉閘，兩側(cè)P546CSC縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，選B、C相直接跳三相，沽太一線串補(bǔ)裝置旁路開關(guān)合入，沽源測距29.153km，太平測距248.793km（線路271.8km，周圍廠站有沖擊，事故時(shí)沽源5級(jí)風(fēng)，太平小雨。2259分，試送太平側(cè)5043開關(guān)成功，隨即合上504290一般在100～150ms之間。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析可看出越臨近系統(tǒng)末端的廠站其并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落幅度越深，持續(xù)時(shí)間越長。故障前運(yùn)行故障前運(yùn)行方汗太沽源500kV母投運(yùn)電容器沽源220kV母恒九龍金風(fēng)定速：LVRT未改蓮花華銳雙饋：LVRT未改冰東汽雙饋：部分LVRT改822MW+j0察北220kV母華銳雙饋 LVRT未改造牧白龍友金風(fēng)直驅(qū)：LVRT已改435MW-j65華銳雙饋：LVRT已改造鹿67MW東汽雙饋：LVRT未改東汽雙饋：LVRT已改造中壩 東汽雙饋：LVRT未改投運(yùn)電容器 華銳雙饋：LVRT未改義緣220kV母烏登佳麒麟華金陽風(fēng)光投運(yùn)電容器華銳雙饋：2臺(tái)LVRT已改造三一雙饋LVRT未改 GE雙饋：LVRT未改造 沽太一線線路故障在持續(xù)60ms以后被快速切除，沽源地區(qū)系統(tǒng)（支撐風(fēng)電大發(fā)時(shí)電壓及送出線路無功損耗金陽風(fēng)光儲(chǔ)、中寶、韓家莊、烏登山、華錦的并網(wǎng)點(diǎn)電壓在故障后200ms最高已經(jīng)升高到額定電壓的120以上，其余大部分風(fēng)電場的并網(wǎng)點(diǎn)電壓也升高到額定電壓的105S以上，部分運(yùn)行風(fēng)機(jī)因過電壓保護(hù)動(dòng)作而脫網(wǎng)。（二）事故分2錄波數(shù)據(jù)顯示500kV沽源站的220kV壓跌落至額定電壓的43%220kV220kV白龍山及其所帶的牧場、鹿原兩個(gè)風(fēng)場的B相電壓均瞬間跌落至額定電壓的20%以下；220kV20%風(fēng)場B相電壓瞬間跌落至額定電壓的1.3左右。沽太一線線路故障在持續(xù)60ms以后被快速切除，沽源地區(qū)系統(tǒng)電壓隨之恢復(fù)，但因風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)導(dǎo)致地區(qū)無功過剩引起地區(qū)電壓升高，錄波數(shù)據(jù)顯示沽源站220kV母線電壓升高至額定電壓的10%220kV高至額定電壓的18%，義緣站220kV母線電壓升高至額定電壓的127%220kV母線電壓升高至額定電壓的19%10S以上。2由此可見，本次事故中電網(wǎng)先后出現(xiàn)了低壓和高壓兩種現(xiàn)象雙饋風(fēng)電機(jī)組在額定功率下轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1.2力較小時(shí)轉(zhuǎn)速將低于1.0倍同步轉(zhuǎn)速，其在0100功率輸出功率范圍內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一般在80120%一般在風(fēng)機(jī)額定功率的7080。因此，本次故障期間，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子基本在超額定轉(zhuǎn)速狀態(tài)下運(yùn)行。1、未經(jīng)低壓穿越改造的雙饋風(fēng)電機(jī)組故障未經(jīng)改造的雙饋風(fēng)電機(jī)組變流器配置被動(dòng)式crowbar壓跌落時(shí)，為保護(hù)變流器，5-10ms內(nèi)被動(dòng)crowbar投入運(yùn)行、同時(shí)向風(fēng)機(jī)并網(wǎng)開關(guān)發(fā)出跳閘指令機(jī)開關(guān)動(dòng)作時(shí)間一般為60-80ms，然后切機(jī)。若風(fēng)電機(jī)組超同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行，被動(dòng)cowbar投運(yùn)后，風(fēng)電機(jī)組表若風(fēng)電機(jī)組次同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行，被動(dòng)Cowbar機(jī)組與變壓器重建勵(lì)磁將瞬時(shí)吸收較大無功。 G1:ReactivePowerinp.u.(base:-1.00Date: G1:ReactivePowerinp.u.(base:-1.00Date:11/28/2011Annex:1/5DFIGWindFarm3典型無LVRT2、經(jīng)過低壓穿越改造的變速風(fēng)電機(jī)組故障VT還未切機(jī)，機(jī)組與變壓器重建勵(lì)磁將瞬時(shí)吸收較大無功。直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越特性主要由全功率變流器的00程如圖4所示 0-- （三）結(jié)論與

4華銳風(fēng)電機(jī)組LVRT本次風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)的起因是500kV因處于電網(wǎng)末端,電壓支撐較弱,加之風(fēng)機(jī)在故障期間大量吸收無功,（大部分風(fēng)場電壓低于0.2pu，部分風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)；在大量風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)后，由于風(fēng)電場內(nèi)VC裝置電壓調(diào)整不及時(shí)，且風(fēng)電匯集站內(nèi)風(fēng)電大發(fā)時(shí)支撐系統(tǒng)電要求各風(fēng)場盡快完成低電壓穿越能力改造要求風(fēng)場在低電壓穿越期間，應(yīng)能提供動(dòng)態(tài)無功支撐開展風(fēng)電場充分利用風(fēng)電機(jī)組無功調(diào)節(jié)能力進(jìn)行無功優(yōu)化控高壓引發(fā)風(fēng)電脫（一）事故簡

12012514134122家口沽源地區(qū)義緣、察北、白龍山站的14座風(fēng)電場受電壓波動(dòng)影響發(fā)生風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)，共造成584臺(tái)風(fēng)電機(jī)組停運(yùn)737.1MW，全部因高電壓脫網(wǎng)。事故前，沽源地區(qū)全部23座風(fēng)電場的1191臺(tái)風(fēng)機(jī)共發(fā)電力134116580毫秒，華錦風(fēng)電場投入一組安裝容23760KvarSVC電容支路，引起沽源地區(qū)電壓階躍升高，沽源、察北和義緣站220kV側(cè)電壓分別由214kV、205kV、208kV升至215kV、209kV、216kV。之后沽源地區(qū)電壓持續(xù)上升，5秒后1341分21秒左右和義緣站電壓升至222kV225kV238kV13時(shí)41分22秒410220kV電壓為236.47kV，接風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)進(jìn)一步引起系統(tǒng)電壓升高。134122760毫秒，接入察北、白龍山站的東灣、鹿原照陽河、中寶風(fēng)電場風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)，此時(shí)察北220kV母線電壓為238.95kV13時(shí)41分24秒30母線電壓為260.91kV，察北站電壓為251.256kV。（二）事故分6經(jīng)查，電壓躍變是接入義緣站的華錦風(fēng)電場投入的一組23MVR容器所致。從圖6中可以看出，華錦風(fēng)電場在13時(shí)41分16秒580毫秒左右投入了033電容支路,瞬間發(fā)出無功功率17Mvar,引起系統(tǒng)麒麟山、佳鑫、韓家莊和金陽風(fēng)光儲(chǔ)風(fēng)電場風(fēng)機(jī)最先開始脫網(wǎng)，約350ms壓進(jìn)一步上升。約2秒以后，義緣站華錦、烏登山風(fēng)電場風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)，7V-Q圖7是沽源地區(qū)系統(tǒng)電壓與無功功率關(guān)系示意圖，每條曲線表統(tǒng)的電壓水平，實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)距離臨界點(diǎn)越遠(yuǎn)，電壓穩(wěn)定裕度越高。電壓變化量也越大。550MW電場投退一組安裝容量為23760kvar的電容器引起系統(tǒng)220kV化僅2-4kV1300MW220kV電壓變化在20-30kV相同的無功投切量引起的系統(tǒng)電壓變化隨之增大。從電網(wǎng)實(shí)際情況（三）結(jié)論與1、風(fēng)電場風(fēng)機(jī)缺乏無功調(diào)節(jié)能力。本次事故中風(fēng)電場的風(fēng)機(jī)在電壓波動(dòng)過程中無功出力接近02、大部分風(fēng)電場的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置不能滿足快速、連續(xù)及按照并網(wǎng)點(diǎn)電壓進(jìn)行無功調(diào)整的要求,動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備的運(yùn)行模式、3、部分風(fēng)電場風(fēng)機(jī)及變頻