西北-第五章大规模脱网事件

201年以来冀北沽源地区发生多起容量超过50万千瓦的风机大低压引发风电脱（一）事故简20111116222244秒，500kV沽太一线发生故障，B、C相直接跳三相。故障引起沽源地区15座风电场发生风机脱网，脱网风电机组共计790台、损失风电电力共计1016MW。事故前，沽源15座风电场在运风934台，发出风电电力1091MW，沽源站220kV母线电压222kV，察北站220kV母线电压为217kV，义缘站220kV母线电压为214kV。222244秒，500kV沽太一线掉闸，两侧P546CSC纵联电流差动保护动作，选B、C相直接跳三相，沽太一线串补装置旁路开关合入，沽源测距29.153km，太平测距248.793km（线路271.8km，周围厂站有冲击，事故时沽源5级风，太平小雨。2259分，试送太平侧5043开关成功，随即合上504290一般在100～150ms之间。经统计分析可看出越临近系统末端的厂站其并网点电压跌落幅度越深，持续时间越长。故障前运行故障前运行方汗太沽源500kV母投运电容器沽源220kV母恒九龙金风定速：LVRT未改莲花华锐双馈：LVRT未改冰东汽双馈：部分LVRT改822MW+j0察北220kV母华锐双馈 LVRT未改造牧白龙友金风直驱：LVRT已改435MW-j65华锐双馈：LVRT已改造鹿67MW东汽双馈：LVRT未改东汽双馈：LVRT已改造中坝 东汽双馈：LVRT未改投运电容器 华锐双馈：LVRT未改义缘220kV母乌登佳麒麟华金阳风光投运电容器华锐双馈：2台LVRT已改造三一双馈LVRT未改 GE双馈：LVRT未改造 沽太一线线路故障在持续60ms以后被快速切除，沽源地区系统（支撑风电大发时电压及送出线路无功损耗金阳风光储、中宝、韩家庄、乌登山、华锦的并网点电压在故障后200ms最高已经升高到额定电压的120以上，其余大部分风电场的并网点电压也升高到额定电压的105S以上，部分运行风机因过电压保护动作而脱网。（二）事故分2录波数据显示500kV沽源站的220kV压跌落至额定电压的43%220kV220kV白龙山及其所带的牧场、鹿原两个风场的B相电压均瞬间跌落至额定电压的20%以下；220kV20%风场B相电压瞬间跌落至额定电压的1.3左右。沽太一线线路故障在持续60ms以后被快速切除，沽源地区系统电压随之恢复，但因风机脱网导致地区无功过剩引起地区电压升高，录波数据显示沽源站220kV母线电压升高至额定电压的10%220kV高至额定电压的18%，义缘站220kV母线电压升高至额定电压的127%220kV母线电压升高至额定电压的19%10S以上。2由此可见，本次事故中电网先后出现了低压和高压两种现象双馈风电机组在额定功率下转子转速为1.2力较小时转速将低于1.0倍同步转速，其在0100功率输出功率范围内转子转速一般在80120%一般在风机额定功率的7080。因此，本次故障期间，风机转子基本在超额定转速状态下运行。1、未经低压穿越改造的双馈风电机组故障未经改造的双馈风电机组变流器配置被动式crowbar压跌落时，为保护变流器，5-10ms内被动crowbar投入运行、同时向风机并网开关发出跳闸指令机开关动作时间一般为60-80ms，然后切机。若风电机组超同步转速运行，被动cowbar投运后，风电机组表若风电机组次同步转速运行，被动Cowbar机组与变压器重建励磁将瞬时吸收较大无功。 G1:ReactivePowerinp.u.(base:-1.00Date: G1:ReactivePowerinp.u.(base:-1.00Date:11/28/2011Annex:1/5DFIGWindFarm3典型无LVRT2、经过低压穿越改造的变速风电机组故障VT还未切机，机组与变压器重建励磁将瞬时吸收较大无功。直驱风电机组的低电压穿越特性主要由全功率变流器的00程如图4所示 0-- （三）结论与

4华锐风电机组LVRT本次风机脱网的起因是500kV因处于电网末端,电压支撑较弱,加之风机在故障期间大量吸收无功,（大部分风场电压低于0.2pu，部分风机脱网；在大量风机脱网后，由于风电场内VC装置电压调整不及时，且风电汇集站内风电大发时支撑系统电要求各风场尽快完成低电压穿越能力改造要求风场在低电压穿越期间，应能提供动态无功支撑开展风电场充分利用风电机组无功调节能力进行无功优化控高压引发风电脱（一）事故简

12012514134122家口沽源地区义缘、察北、白龙山站的14座风电场受电压波动影响发生风机脱网，共造成584台风电机组停运737.1MW，全部因高电压脱网。事故前，沽源地区全部23座风电场的1191台风机共发电力134116580毫秒，华锦风电场投入一组安装容23760KvarSVC电容支路，引起沽源地区电压阶跃升高，沽源、察北和义缘站220kV侧电压分别由214kV、205kV、208kV升至215kV、209kV、216kV。之后沽源地区电压持续上升，5秒后1341分21秒左右和义缘站电压升至222kV225kV238kV13时41分22秒410220kV电压为236.47kV，接风机脱网进一步引起系统电压升高。134122760毫秒，接入察北、白龙山站的东湾、鹿原照阳河、中宝风电场风机脱网，此时察北220kV母线电压为238.95kV13时41分24秒30母线电压为260.91kV，察北站电压为251.256kV。（二）事故分6经查，电压跃变是接入义缘站的华锦风电场投入的一组23MVR容器所致。从图6中可以看出，华锦风电场在13时41分16秒580毫秒左右投入了033电容支路,瞬间发出无功功率17Mvar,引起系统麒麟山、佳鑫、韩家庄和金阳风光储风电场风机最先开始脱网，约350ms压进一步上升。约2秒以后，义缘站华锦、乌登山风电场风机脱网，7V-Q图7是沽源地区系统电压与无功功率关系示意图，每条曲线表统的电压水平，实际运行点距离临界点越远，电压稳定裕度越高。电压变化量也越大。550MW电场投退一组安装容量为23760kvar的电容器引起系统220kV化仅2-4kV1300MW220kV电压变化在20-30kV相同的无功投切量引起的系统电压变化随之增大。从电网实际情况（三）结论与1、风电场风机缺乏无功调节能力。本次事故中风电场的风机在电压波动过程中无功出力接近02、大部分风电场的动态无功补偿装置不能满足快速、连续及按照并网点电压进行无功调整的要求,动态无功补偿设备的运行模式、3、部分风电场风机及变频