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風電機組高電壓穿越測試平臺

近年來，隨著風電在電網中比重的大幅提高，由于風電機組不具備高電壓穿越（HVRT）能力導致的大規模風電機組脫網事故頻繁發生，已經引起業界的高度重視。相關研究表明，風電場并網接入的高壓線路可能發生過電壓，風電場負載的突減、大容量電容補償器的投入也會引起電網電壓的驟升，并隨即引起風電場脫網。

“NB/T風電機組高電壓穿越測試規程”等相關標準規定，當電網發生故障或擾動引起測試點電壓升高時，風電機組測試點各線電壓（相電壓）在標準規定中電壓輪廓線及以下的區域內時，風電機組必須保證不脫網連續運行。為提高電力系統的運行安全性，群菱能源嚴格按照相關標準的要求，研制出的風電機組高電壓穿越檢測平臺解決方案，為風電的HVRT能力檢測提供有效的途徑。

圖1、風電機組高電壓穿越檢測平臺

一、高電壓穿越測試系統功能概述

（1）整體功能概述

任何測試引起的測試系統電網側電壓波動均小于5%；

實現類型：三相電壓升高、任何兩相電壓升高、單相電壓升高；

電壓升高幅度：至少可實現電壓升高至110%Un、115%Un、120%Un、125%Un 、130%Un等類型，精度優于2%Un；

電壓升高持續時間：依據標準100ms~3min任意可設；

可擴展低電壓穿越測試功能，以及擴展高-低電壓故障穿越連鎖測試功能；

具備遠程/就地的控制、測量及保護功能。

（2）控制系統概述

具備風電機組高電壓穿越測試流程，按照要求可自動完成每個測試任務；

可實現對測試系統所有斷路器、刀閘的手動或自動控制；

具有2路以上開出量輸出通道，用于測試開始時啟動測量系統采集數據；

具有2路以上開入量輸入通道，用于和測量系統以及外部信號進行交互；

控制系統主界面有遙信顯示功能。

（3）測量系統要求

測量系統整體精度優于0.2級；

各個PT和CT須有良好的瞬態響應特性；

具有電抗器溫度測量和顯示功能；

測量系統能精確測量記錄試驗過程中的全部數據，包括電壓升高前至電壓恢復后任意時間段內所有暫態過程和穩態過程；

測量系統的數據采集設備可同時采集至少15路模擬量信號，用于風電機組出口變壓器高壓側電壓和電流測量，并完成相關計算和分析；

數據采集設備具有實時數據計算和分析功能，以便實時計算電流、電壓、有功功率等值并送遠方后臺以曲線等類型顯示；

數據采集設備具備1路以上開關量輸入，通過開關量輸入觸發數據記錄的啟動和停止。

（4）保護功能要求

具有過電流保護功能，在電流超過設定值時將測試設備自動從電網切出；

集裝箱門限開關位置變化自動切出測試設備；

電抗器溫度過限自動切出測試設備；

其它測試系統異常時自動切出測試設備。

二、 測試系統參數

表1  測試系統主要技術參數

三、 測試系統結構

測試系統的測量系統和就地控制系統均安裝于集裝箱內。集裝箱內安裝的設備及功能如下：

圖2、測試系統外觀

1）集裝箱

集裝箱用于安裝限流電抗器及其輔助設備，集裝箱經過特殊設計和保溫處理，集裝箱內安裝有暖氣和空調，使得限流電抗器始終保持在一定的環境溫度下工作。

2）電抗器

限流電抗器根據接入的電網情況以及測試風電機組容量整體進行考慮，能夠適應各種電網情況和風電機組，限流電抗器設計為阻值可調，確保在進行測試時，對電網的影響在允許范圍之內。電容器阻抗值可調，電容器和限流電抗器配合調節實現不同程度的電壓升高。

3）電抗器溫度監測儀

試驗過程中可能會在電抗器中流過很大的短路電流，使得電抗器發熱，根據需要安裝電抗器溫度監測儀，隨時監測電抗器溫度，通過設定電抗器溫度保護限值，當溫度過高可以將電抗器以及整個測試系統從電網中切出。

4）緊急報警系統

電抗器溫度過高或集裝箱門誤開時，緊急報警系統啟動，進入相應的控制程序。

5）斷路器組合

斷路器組合由SF6氣體絕緣開關柜組合和SF6氣體絕緣戶內斷路器共同組成，SF6氣體絕緣開關柜體積小，所有帶電部分均有氣體密閉，沒有任何帶電體裸露，每一個斷路器均和三工位開關配合，安全可靠，操作簡單安裝方便。開關柜組合和戶內斷路器配合，共同實現試驗設備要求功能。

6）就地控制系統

就地控制系統用來控制所有斷路器、隔離刀閘和接地刀閘的開斷，自動完成所有試驗項目。

7）測量系統

測量系統根據觸發指令開始測量和記錄試驗過程中的所有測試信息，并完成相關計算。

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