风力发电机组的并网
(2014-06-05 07:54:00)
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(1)并网条件 风力发电用发电机有异步发电机和同步发电机两种,需要满足的并网条件也不同
1)风力异步发电机的并网条件:发电机转子的转向与旋转磁场的方向一致,即发电机的相序与电网的相序相同;发电机的转速接近于同步转速。
2)风力同步发电机的并网条件:发电机的端电压大小等于电网电压,且电压波形相同;发电机的频率等于电网频率;并联合闸的瞬间,发电机的电压相位与电网电压相同;发电机的电压相序与电网的电压相序相同。
(2)并网
当风力发电机组处于待机状态时,风速检测系统在一段持续时间内测得风速平
1)定桨距风力发电机组的并网:当平均风速高于3m/s时,风轮开始逐渐起动;风速持续升高至4m/s时,机组可自启动直到某一设定转速,此时发电机将按控制程序被自动地联入电网。一般总是小发电机先并网,当风速持续升高到7-8m/s时,发电机将被切换到大发电机运行,如果平均风速处于8-20m/s,则直接从大发电机并网。发电机的并网过程是通过三相主电路上的三相晶闸管完成的。当发电机过渡到稳定的发电状态后,与晶闸管电路平行的旁路接触器合上,机组完成并网过程,进入稳定运行状态。
并网运行过程中,电流一般被限制在大发电机额定电流以下,如超出额定电流时间持续3s,则可以断定晶闸管故障。晶闸管完全导通1s后,旁路接触器得电吸合,发出吸合命令1s内如没有收到旁路反馈信号,则旁路投入失败,正常停机。
2)变桨距风力发电机组的并网:当风速达到起动风速时,变桨距风力发电机组的桨叶向0°方向转动,直到气流对叶片产生一定的攻角,风轮开始起动,转速控制器按一定的速度上升斜率给出速度参考值,变桨距系统以此调整桨距角,进行速度控制。为使机组并网平稳,对电网产生尽可能小的冲击,变桨距系统可以在一定的时间内保持发电机的转速在同步转速附近,寻找最佳时机并网。并网方式仍采用晶闸管软并网,只是由于并网过程时间短,冲击小,可以选用容量较小的晶闸管。
并网运行过程中,当输出功率小于额定功率时,桨距角保持在0°位置不变,不做任何调节;当发电机的输出功率达到额定功率以后,调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小,使发电机的输出功率保持在额定功率。此时控制系统参与调节,形成闭环控制。控制环通过改变发电机的转差率,进而改变桨角距,使风轮获得最大功率。
变桨距风力发电机组与定桨距风力发电机组相比,在相同的额定功率点,额定风速比定桨距风力发电机组要低。对于定桨距发电机组,一般在低风速段的风能利用系数较高。当风速接近额定点时,风能利用系数开始大幅下降。变桨距风力发电机组由于可以控制叶片节距,不存在风速超过额定点的功率控制问题,使得额定功率点仍然可以获得较高的风能利用系数。
2.风力发电机组的脱网
当风力发电机组运行中出现功率过低或过高、风速超过运行允许极限值时,控制系统会发出脱网指令,机组将自动退出电网。
(1)功率过低 如果发电机功率持续(一般设置30-60s)出现逆功率,其值小于预置值,风力发电机组将退出电网,处于待机状态。脱网动作过程如下:断开发电机接触器,断开旁路接触器,不释放叶尖扰流器,不投入机械制动。重新切入可考虑将切入预置点自动提高5%,但转速下降到预置点以下后升起再并网时,预置值自动恢复到初始状态值。
(2)功率过高 一般来说,功率过高现象由两种情况引起,一是由于电网频率波动引起的,电网频率降低时,同步转速下降,而发电机转速短时间不会降低,转差较大;各项损耗及风能转换机械能瞬时不发生突变,因而功率瞬时会变得很大。二是由于气候变化,如空气密度增加引起的。功率过高如持续一定时间,控制系统会做出反应。一般情况下,当发电机出力持续10min大于额定功率15%后,正常停机;当功率持续2s大于额定功率的50%时,安全停机。
(3)风速过限 在风速超出允许值时,风力发电机组退出电网。
1、风电场的常规运行巡检
风电场常规巡查指的是风电场运行时,运行工作人员每天进行的巡视检查。巡查的内容主要有:
1)按时收听和记录当地天气预报,做好风电场安全运行的事故预想和对策。
通过主控室的计算机监视机组的各项参数变化运行状态,按规定填写《风电场运行日志》。
根据计算机显示数据,检查分析各项参数变化情况,发现异常情况应对异常机组的运行状态实施连续监视,并根据实际情况采取相应的处理。
若风电场电气设备发生常规故障,及时通知维护人员根据当地天气条件做出相应处理,并在运行日志上做好故障处理记录及质量验收记录。
对于风电场电气设施非常规故障,及时通知相关部门,并积极配合处理解决、
2、风电场的定期巡视
(1)风电场定期巡视要求
运行人员应定期对风力发电机组,风电场测风是装置,升压变电站,厂内高压配电线路进行巡回检查,发现问题及时处理,并登记在巡视记录上。
雷雨天气不要停留在风力发电机组内或靠近风力发电机组,风力发电机组遭遇雷击后一小时内不得靠近。
风电场自然环境一般较为恶劣,地理位置往往比较偏僻,运行人员应加强对输变电设施运行的巡视力度。巡视时应配备相应的检测,防护和照明设备,以保证工作的正常进行。还应解决好消防和通信问题,以提高风电场运行的安全性。
(3.)风电场定期巡视内容
常规巡视内容:检查机组在正常运行时无异常声音,风轮运行状态是否正常,检查偏航系统运行是否正常,电缆有无绞缠现象,检查风力发电机组各部件是否有渗漏油现象,巡视风电场测风装置运转是否正常,变压器运行是否正常,是否有渗漏油现象,巡视厂内高压配电线路的运行情况。
重点巡视内容:重点检查新投入运行或故障处理后重新投入的风力发电机组及运行情况,重点检查启停频繁,负荷重,温度偏高,稍有异常的风力发电机组。
3、
风电场在极端气候,设备过负荷或设备出现异常运行等情况时,要进行特殊检查
设备过负荷或负荷明显增加时
恶劣天气或天气突变后
事故跳闸
设备异常运行或运行中有可疑现象
设备经过检修,改造或长期停用后重新投入系统运行
阴雨天初晴后,检查户外端子箱,机构箱,控制箱是否有受潮结霜现象
新安装设备投入运行后,要进行特殊巡视。