會(huì)議直播 | 遠(yuǎn)景能源智能風(fēng)機(jī)解決方案負(fù)責(zé)人張軒：解讀風(fēng)機(jī)大規(guī)模并網(wǎng)解決方案

2017-12-22 15:03:32 來源:電力頭條APP 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

12月21-22日，由中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)舉辦的第二屆風(fēng)電設(shè)備質(zhì)量與可靠性論壇在北京裕龍國際酒店隆重召開。會(huì)議從全球風(fēng)電發(fā)展歷程、設(shè)備全生命周期以及機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)的全系統(tǒng)三個(gè)維度全面梳理和解析可

遠(yuǎn)景能源智能風(fēng)機(jī)解決方案負(fù)責(zé)人張軒主題演講《TBD》

以下為發(fā)言實(shí)錄：

各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、各位朋友大家上午好。今天的主題就是我們的風(fēng)機(jī)，或者新能源行業(yè)，尤其是電力電子設(shè)備接入容量越來越多的情況下，會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成什么沖擊，以及我們的認(rèn)識(shí)還有解決方案是什么，所以我主要是針對(duì)風(fēng)電行業(yè)，關(guān)于我們最近在學(xué)術(shù)界比較人們的問題，我們是怎么分析的，怎么解決的。

分成三個(gè)部分來講我的專題報(bào)告，一個(gè)先給大家有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，加入風(fēng)電，光伏之后危害是什么，第二跟大家討論一下機(jī)理是什么，第三個(gè)我們遠(yuǎn)景能源方案都有哪些。首先我先講第一部分，大家可以看到，在最開始的時(shí)候，還沒有到風(fēng)機(jī)，最開始電力系統(tǒng)對(duì)次同步振蕩有一個(gè)定義，我們都知道，頻率就是50赫茲電網(wǎng)的頻率，美國60赫茲，引發(fā)振蕩的時(shí)候有50核子、20赫茲。這是當(dāng)時(shí)1970年的時(shí)候，美國火電廠發(fā)生了問題所以那個(gè)時(shí)候他們就開始研究，到了21世紀(jì)的時(shí)候，新能源大規(guī)模介入。本來在美國搞的差不多了，結(jié)果在21世紀(jì)新能源介入之后，又出現(xiàn)了一些問題。

咱們看一下他的幾次事故，1970年的時(shí)候和新能源沒什么關(guān)系，在美國有一個(gè)電場(chǎng)，產(chǎn)生了次同步振蕩問題。搞火電的大家應(yīng)該知道，里面有很長的軸，軸除了發(fā)電機(jī)帶動(dòng)的之外，還有高速軸、中速軸、低速軸。除了50赫茲之外會(huì)有其他的頻率，會(huì)產(chǎn)生扭振，軸會(huì)產(chǎn)生損害，這就是非常大的事故了，發(fā)電機(jī)就必須停機(jī)了。結(jié)果到2009年的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候跟風(fēng)廠有關(guān)了。從電路分析來看，振蕩導(dǎo)致大規(guī)模風(fēng)機(jī)的脫網(wǎng)。接下來我國有兩個(gè)安全生產(chǎn)事故，一個(gè)2012年，一個(gè)2015年，我們平時(shí)也往現(xiàn)場(chǎng)跑，實(shí)際上小的振蕩沒有引起重視，如果說我們真的研究這行的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)很多時(shí)候是振蕩引起的。

現(xiàn)在風(fēng)電和光伏，有了振蕩之后，就會(huì)產(chǎn)生大規(guī)模的脫網(wǎng)，而且還會(huì)導(dǎo)致本身原有的發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生故障，最終導(dǎo)致電網(wǎng)的安全事故。這就是一個(gè)案例，風(fēng)電廠原來在這個(gè)地方，因?yàn)槲抑耙驗(yàn)樵蹅兌际请娏υO(shè)備的專家，所以我有些東西講的比較具體，這兒我就比較淺的說一說，大家有什么問題可以問。本來這兒接了風(fēng)電廠之后，有一個(gè)串聯(lián)器，電感剛好跟電容形成一個(gè)電路，正電阻的話抑制就會(huì)衰落，如果這個(gè)地方，在純電阻方向如果是負(fù)的話，就會(huì)有一個(gè)振蕩。當(dāng)時(shí)產(chǎn)生了這樣一個(gè)機(jī)理，振蕩起來了，所有的風(fēng)機(jī)全部脫網(wǎng)。

這是2015年新疆哈密地區(qū)，是非常重大的一個(gè)事故，當(dāng)時(shí)也有很多國家的各個(gè)方面，當(dāng)時(shí)都在做這方面事故的調(diào)查和分析。從電力電子角度，或者從風(fēng)機(jī)的角度，這個(gè)風(fēng)廠會(huì)產(chǎn)生什么呢，他的負(fù)阻抗特性由變頻器產(chǎn)生的，產(chǎn)生的頻率不光是有次同步振蕩的頻率，而且同時(shí)他和當(dāng)時(shí)幾百千米之外的火力發(fā)電廠，他們的共振頻率是相同的，而且頻率這個(gè)東西和電壓幅度不一樣，電壓幅度比如我這兒有一個(gè)一百千伏的，過了多遠(yuǎn)之后會(huì)衰減。這個(gè)就傳播了電壓，和他們的中速軸產(chǎn)生了共振，產(chǎn)生了共振之后，直接導(dǎo)致了當(dāng)時(shí)電廠全部都停機(jī)了，還好他旁邊是有一個(gè)高壓輸電，帶有了保護(hù)系統(tǒng)。剛好帶了之后，僅是進(jìn)行了停機(jī)，全部停機(jī)，但是對(duì)當(dāng)時(shí)的火力發(fā)電機(jī)組沒有什么損害，他這兒有三個(gè)頻率，其中一個(gè)頻率是30赫茲，和中速軸是一樣的。

接下來，剛才給了大家一些例子，在這兒可以看出來，電網(wǎng)現(xiàn)在有一個(gè)新的運(yùn)行環(huán)境，這個(gè)環(huán)境和以前不一樣了。上世紀(jì)70年代的時(shí)候，根本沒有什么新能源發(fā)電，那時(shí)候大家定義很簡單，就是50赫茲以下，他是轉(zhuǎn)軸，火力發(fā)電在某些情況下會(huì)產(chǎn)生負(fù)阻抗，負(fù)阻抗和電網(wǎng)進(jìn)行分析的時(shí)候，就會(huì)發(fā)現(xiàn)總體來說會(huì)有一個(gè)不穩(wěn)定。但是如果說我把這個(gè)去掉，用很多抑制裝置或者算法，現(xiàn)在都已經(jīng)解決得很好了。

但是,到了新能源發(fā)電越來越多的時(shí)候，我們可以看到，大家還把那個(gè)東西叫次同步，實(shí)際上內(nèi)涵已經(jīng)發(fā)生變化了，我們就叫做50赫茲到100赫茲周圍的頻率范圍振蕩，如果細(xì)的分析，下面可以再討論。那個(gè)時(shí)候就和50赫茲沒有任何關(guān)系了，就是由變頻器里面的阻抗和電網(wǎng)的阻抗不匹配，所產(chǎn)生的振蕩問題。和他發(fā)電機(jī)本身是不是50赫茲完全沒有關(guān)系，可以從5赫茲到100赫茲隨意有飄移。

然后我們講一下次同步振蕩問題的機(jī)理，剛才已經(jīng)對(duì)他的概念，還有他一些實(shí)例有一些認(rèn)識(shí)。接下來我們看機(jī)理，我們這兒可以看到，這兒實(shí)際上是我們引用清華還有國外教授，包括我當(dāng)時(shí)在美國的時(shí)候，一直在做這方面的研究，我們對(duì)這個(gè)方面的分析，大體的分析已經(jīng)是比較清晰的，振蕩模式有三類，一個(gè)電力電子裝置之間，會(huì)有一個(gè)負(fù)阻抗的不匹配，當(dāng)然也不一定真的說是負(fù)阻抗，提到負(fù)阻抗只能說是一種分析方法所產(chǎn)生的，你在這個(gè)分析方法下，你說這個(gè)詞大家就理解。但是從大的概念上來講的話，他就是電力電子裝置互相干擾所產(chǎn)生的。還有發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間，有LC諧振。第三就是發(fā)電機(jī)的軸心扭振。

我給大家簡要的講一下，現(xiàn)在中國主流的就是雙倍風(fēng)機(jī)和持續(xù)風(fēng)機(jī)，我們分析的結(jié)論，他們的振蕩機(jī)理分別是什么，這是一個(gè)持續(xù)風(fēng)廠，持續(xù)風(fēng)機(jī)如果給他建模的時(shí)候，可以看到他在建模的過程中，在某些情況下可以實(shí)現(xiàn)負(fù)阻抗加電容的模式，在這樣的情況下，因?yàn)閭鬏斁€本來是有感性的。負(fù)阻抗和電網(wǎng)，傳輸線肯定有負(fù)阻抗的，這兩個(gè)加起來之后然后來LC的濾波電路，這樣的電路，如果說風(fēng)機(jī)本身負(fù)阻抗和傳輸線上的電阻之和如果還是負(fù)的話，這樣就會(huì)產(chǎn)生振蕩。這個(gè)時(shí)候就是兩個(gè)原因，一個(gè)和風(fēng)廠規(guī)模有關(guān)，規(guī)模越大的話，負(fù)電阻效應(yīng)越大，也和他的控制有關(guān)。這是一個(gè)振蕩模式，這個(gè)振蕩模式下，如果大家做分析的話，是在某一個(gè)焦點(diǎn)出就有一個(gè)振蕩頻率。

如果我分析電網(wǎng)和風(fēng)機(jī)，風(fēng)廠之間振蕩匹配的話，你會(huì)發(fā)現(xiàn)他有好幾個(gè)點(diǎn)的交疊，他就會(huì)產(chǎn)生多個(gè)振蕩頻率。因?yàn)樗@種振蕩頻率，如果大家看就會(huì)知道，假如說出現(xiàn)20赫茲振蕩的話，又把振蕩頻率進(jìn)行了翻倍，因?yàn)樗袷庮l率比較多的，某一個(gè)振蕩頻率下，和火力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生共振的話，就會(huì)有問題。但是他的振蕩是比較單一的，他就是電容器主導(dǎo)的，風(fēng)機(jī)葉輪也好，發(fā)電機(jī)也好，都是通過變頻器進(jìn)行的。

責(zé)任編輯：lixin

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