摘要：本文通过频率电压紧急控制装置的原理，结合风电场采用频率电压紧急控制装置实际运行经验，达到风电机组稳定运行的目的
关键词：风电；风机；频率；电压；控制
引言
电力系统安全稳定自动控制有三道防线，第一道防线是继电保护装置，它是通常是基于元件的、第二道防线是区域稳控装置，它是基于故障的，什么样的故障采取什么样的措施，都是事先估算好的、第三道防线是频率电压紧急控制装置或者解列装置，它是基于故障后的响应的。当系统发生故障后，如果保护装置和稳控装置动作、甚至电网部分解列后，系统仍然出现功率降低，无功功率降低，它的直接反应是电压降低；有功功率降低，引起频率降低，这就是故障后的电气量响应，第三道防线的低频低压装置就基于这些响应而采取切负荷措施，而切负荷也是保证电力系统安全的最后一种措施。
一、目前状况
根据国网公司企业标准Q/GDW392-2009：
1、风电场电压运行范围：当风电场并网点的电压偏差在其额定电压的−10％～＋10％之间时，风电场内的风电机组应能正常运行；当风电场并网点电压偏差超过＋10％时，风电场的运行状态由风电场所选用风电机组的性能确定。
2、风电场在不同电网频率偏差范围下的允许运行时间（见下表）：
二、电压偏差对风电设备的影响
用电设备端子电压实际值偏离额定值时，其运行参数和寿命将受到影响。影响程度视偏差大小及其持续时间而异。
1、异步电动机。当异步电动机端子电压为负偏差时，负荷电流将增大，启动转矩、最大转矩和最大过负荷能力均显著减小，严重时甚至不能启动或堵转；而当电压为正偏差时，转矩增加，严重时可能导致联轴器剪断，或者损坏设备。
2、并联电容器。电容器输出无功功率与电压平方成正比，电压平偏差不超过+10%时，电容器可长期运行，如电压偏差长期超过10%时，将因果负荷引起电容器内部热量增加，绝缘老化加速，介质损失角增大，造成过热而击穿。
三、频率降低运行对风电设备的影响
1、频率下降时，风机叶片的震动会变大，影响叶片使用寿命，当频率降低的45H总左右时，某些风机的叶片可能因产生共振而断裂，造成重大事故。
2、频率下降会使发电机和变压器的励磁电流增加，使变压器的无功消耗增加，致使系统电压降低。频率降低还会引起励磁机处理下降，导致发电机电动势减低，从而使系统电压降低，当频率下降到一定值时，可能出现电压快速下降（电压雪崩现象），出现电压雪崩会使系统内大面积停电，致使整个系统瘫痪。
四、频率电压紧急控制装置在风电行业中的应用
1、测量三段母线电压、频率及它们的变化率。
2、在地区电网由于有功功率过剩引起频率上升，装置应根据频率升高值自动切除风电场的部分机组。
3、针对电力系统可能出现的工频过电压或谐振过电压，装置设置过压解列或切机。
4、当母线低频、低压时，按出口定值、分轮次切除低压侧负荷。
电力系统中，对电能质量要求很高。电能质量分为电压质量和频率质量。电力系统频率、电压的变化，会给发电厂、供配电所、电能用户带来严重的不良后果。为了遏制电力系统频率、电压的超额变化给电力系统本身和电能用户带来事故和损失，在升压站中安装频率电压减载装置，使系统的电源与负荷保持平衡。
论文作者:姜涛,于彪,张风云
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
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