风电场SVG运行环境改造及运行节能降耗经验浅谈论文_李军

(云南中云电新能源有限责任公司 云南省楚雄市 675000)

摘要:在风电场升压站中,变压器、输电线路与大部分电气设备属于感性负载,在稳态运行条件下,电网需要向这些设备提供相应的无功功率。在升压站内安装动态无功补偿设备后,可以为感性负载提供无功功率支撑,减少电网系统无功消耗,由此降低线路及变压器运行过程中的无功损耗,减少电能损失,提高输电线路稳定性,提高功率因数,抑制谐波的产生,改善电能质量,保持系统电压的运行平稳。但随着目前单个风电场装机规模的增大,电网无功功率支撑需求及SVG容量也在增大,SVG运行环境直接影响其稳定性,其次SVG运行中节能降耗问题也值得我们探讨。文章结合现场实际工作经验及相关技术改造情况进行了经验分享,提供类似风电场参考学习。

关键词:风电场;SVG;运行环境;节能降耗;稳定性

引言

近年来,SVG在风力发电方面运用广泛,SVG 是连接在电网上的电压源逆变器,通过实时调节逆变器输出电压的相位和幅值,可改变电路吸收或发出的无功电流,实现动态无功补偿。这种方法大大提高了电厂的发电效率,节省了很多不必要的损耗,具有很大的发展前景。

SVG 可以等效为幅值和相位均可控制的、与电网同频率的交流电压源,通过交流电抗器连接到电网上。对于理想的 SVG(无功率损耗),仅改变其输出电压的幅值即可调节与系统的无功交换:当输出电压小于系统电压时,SVG 工作于“感性”区,吸收感性无功功率(相当于电抗器);反之,SVG 工作于“容性”区,发出感性无功功率(相当于电容器)。

为了进一步提高装置容量,必须采用更复杂的主电路结构,如:器件串(并)联、逆变器多重化、多电平逆变器等。器件串(并)联必须很好地解决动态过程中的均压(均流)问题。尽管在这方面已经有了很多的试验数据和研究成果,也有实际工程应用的实例,但不能否认,器件串(并)联仍是装置中容易引发故障的薄弱环节。

再者,由于风电场现场运行环境湿度大,普遍的SVG室进风口仅为普通百叶窗和纱窗,SVG散热风机将室外水汽吸入SVG室。大量水汽附着在SVG功率柜内器件上,导致器件间绝缘等级降低,电容支撑树脂梁表面附着水汽,电容正极通过树脂梁相电容外壳爬电,电容外壳通过等电位线连接到电容负极,电容正负极之间通过潮湿的树脂梁、等电位线放电,单元电压出现800V、0V变化异常情况,容易出现电压不平衡跳闸和等电位线通过放电大电流烧毁设备的情况。再者,SVG功率柜安装的大功率散热风机,存在噪音大、耗电量高等实际情况。

1风电场SVG运行情况

中国西南地区风电场海拔普遍在2 000m左右的山地,有湿度大,高海拔,高云雾,高凝露的特点,这些环境特性对SVG系统的可靠性和环境适应性提出了十分严格的需求。

经实地检查,风电场运行环境非常潮湿,进风口及室内都有进水现象,柜内滴水情况明显,现场环境特别潮湿。云南雨季时湿度接近100%,水汽极易进入SVG室,为保证SVG长期稳定运行,防水改造刻不容缓。

1.1风电场SVG运行环境要求

除了SVG自身系统运行条件会对SVG设备造成影响外,现场环境也直接影响设备运行安全,潮湿、多尘的环境容易导致SVG运行过程中发生故障损坏,所以在运行过程中我们要保证SVG在干燥的环境下运行。

1.2风电场SVG运行环境改造

为保证SVG在干燥环境子啊运行,可以对电厂进行以下改造:

(1)在SVG室安装自动温控的加热器,低于9℃的时候启动,温度高于15℃的时候停止工作。

(2)在功率室内增加三个温控测试仪,控制仪与控制柜的上位机进行采用458 通讯,将测温探头安装在功率室内,严格控制功率室的温度。

(3)在进风口装挡水器,将普遍使用的百叶窗改造为安装过滤袋子,过滤空气湿气,使得进入室内的空气干燥度满足要求。

(4)将柜体风机设置为内循环散热,配置除湿机和轴流风机,通过增加SVG散热空气温度来降低相对湿度,从而避免凝露影响。

(5)SVG采用纯冷水散热方式,房间做好密闭,室内采用带除湿功能空调,能很好解决凝露问题,在运行过程中损耗小、噪音小。

2风电场SVG损耗情况

目前风电场普遍使用的基本为大功率散热风机,存在噪音大、耗电量大、维护量大的特点,给风电场SVG运维带来不小的压力(表2-1为电厂SVG损耗情况)。

3结论

进行大功率SVG散热风机改造,可以降低风电场电量损耗,减少经济损失;通过变频器来优化散热系统运行方式,使其在低频率、转速下长期运行,更好的保护功率单元及散热风机本体长期稳定的运行,解决了风电场SVG运行中节能减耗,降低噪音干扰等诸多问题,因此,此改造措施值得风电场推广使用。

参考文献:

[1]荣信SVG-2014-6版用户手册.

[2]红土坡风电场SVG控制策略.

[3]杨民,王晓东,侯国强.高山风电场SVG设备的应用.红水河第35卷第3期.2016年6月.

作者简介:

李军(1981),男,本科,助理工程师,云南中云电新能源有限责任公司打挂山风电场,主要从事风电场运维管理及安全生产工作(C-mail)188359354@QQ.com,

论文作者:李军

论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期

论文发表时间:2018/5/14

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风电场SVG运行环境改造及运行节能降耗经验浅谈论文_李军
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