本文格式為Word版，下載可任意編輯——華北電網(wǎng)風(fēng)電短路試驗(yàn)總結(jié)華北電網(wǎng)風(fēng)電短路試驗(yàn)總結(jié)

1、引言

2023年11月3日，在張北國(guó)投滿井風(fēng)電場(chǎng)35kV母線進(jìn)行三相短路試驗(yàn)。

試驗(yàn)運(yùn)行方式：張北110kV母線分母運(yùn)行，將國(guó)投滿井一、二期風(fēng)機(jī)和國(guó)華三、四期風(fēng)機(jī)共同接于張北110kV4母線，將國(guó)投滿井三、四期風(fēng)機(jī)、國(guó)華一、二期風(fēng)機(jī)以及張北地區(qū)其余風(fēng)電場(chǎng)及負(fù)荷接于張北110kV5母線。

故障點(diǎn)位于國(guó)投滿井一期35kV母線(二期與一期母聯(lián)開(kāi)關(guān)345閉合)，故障持續(xù)時(shí)間為200毫秒。試驗(yàn)期間，除國(guó)投滿井一、二期及國(guó)華四期各留一臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行且其余風(fēng)機(jī)退出運(yùn)行外，其它風(fēng)電場(chǎng)為正常運(yùn)行。

設(shè)置4個(gè)接入錄波器的試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)：國(guó)投滿井一、二期、國(guó)華四期三臺(tái)預(yù)留試驗(yàn)風(fēng)機(jī)，以及從正常運(yùn)行的國(guó)華一期選擇的一臺(tái)風(fēng)機(jī)。其它試驗(yàn)數(shù)據(jù)取自國(guó)投滿井110kV變電站、張北220kV變電站、單晶河220kV變電站、萬(wàn)全500kV變電站等。

本次試驗(yàn)的特點(diǎn)如下：

（1）華北電網(wǎng)首次進(jìn)行的風(fēng)電場(chǎng)短路試驗(yàn)，實(shí)測(cè)有關(guān)風(fēng)機(jī)短路電流、

線性動(dòng)態(tài)模型參數(shù)、非線性保護(hù)特性等；

（2）測(cè)試風(fēng)機(jī)為在占京津唐電網(wǎng)風(fēng)機(jī)總?cè)萘?5%的GE雙饋風(fēng)機(jī)和

西班牙EHN雙饋風(fēng)機(jī)。

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（3）測(cè)點(diǎn)既包括短路點(diǎn)附近國(guó)投滿井一、二期（風(fēng)機(jī)定子電壓降低

幅度為80～95%）、距離短路點(diǎn)56公里的國(guó)華四期（風(fēng)機(jī)定子電壓降低幅度為25%）以及遠(yuǎn)離短路點(diǎn)的國(guó)華一期（風(fēng)機(jī)定子電壓降低幅度為2%），全面考核在定子電壓不同低落幅度下雙饋風(fēng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

（4）測(cè)量雙饋風(fēng)機(jī)啟動(dòng)并網(wǎng)特性、故障狀況下風(fēng)機(jī)提供短路電流特

性、風(fēng)機(jī)低壓保護(hù)特性等。

2、試驗(yàn)數(shù)據(jù)及仿真分析

萬(wàn)全張北21潮流圖(單位:kV、MW、MVar)尚義張北11國(guó)華12康保國(guó)華G1臥龍臥龍清三廟洼張北12單晶國(guó)投12龍?jiān)待堅(jiān)垂猎辞迦龂?guó)投111D單晶31五花五花國(guó)投G11D單晶G1

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圖1、短路試驗(yàn)方式下張北地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

國(guó)投滿井35kV母線故障期間，各測(cè)點(diǎn)電壓低落狀況母線名稱電壓低落幅度%國(guó)投110kV張北110kV4母線張北110kV5母線張北220kV單晶河220kV萬(wàn)全220kV國(guó)投滿井一690V58.9%72.75%95.6%93.6%93.9%99.7%3～5%備注故障期間/初始值34.95/59.23843.1/59.2458.03/60.757.343/61.2556.725/60.04759.88/60.079國(guó)投滿井二期12000V17.6～32.6%國(guó)華四期690V國(guó)華一期690V表1

73.3～74.9%98.7%國(guó)投滿井35kV母線故障期間，各測(cè)點(diǎn)短路電流(有效值)狀況名稱短路電流A國(guó)投滿井35kV總故障電流國(guó)投滿井110kV111開(kāi)關(guān)電流4700~5020A1320～1379A1840~2784A國(guó)投滿井1#變壓器110kV電流國(guó)投滿井1#變壓器35kV電流3864～3960A5496~5592A3

備注波形畸變，僅供參考（基波有效值）二次值8.25～8.62A,CT變比800/5（真有效值）二次值11.5～17.4A,,CT變比800/5波形畸變,CT變比400/5（基波有效值）二次值16.1～16.5A,CT變比1200/5（真有效值）二次值22.9～23.3A,CT變比1200/5國(guó)投滿井1#變壓器35kV電流國(guó)投滿井一期15#機(jī)（690V）4149～43342114A，CT飽和，為1.68倍額定（1255A）1391A國(guó)投滿井二期4-3機(jī)（12000V）718A，為9.97倍額定推算值初值1121A(有效值)初值722.5A（峰），511A(有效值)初值58.9A（有效值）存在比較大的直流分量，基波電流271，為3.76倍額定（72A）初值50（有效值）700A國(guó)華四期1#機(jī)（690V）國(guó)華一期10#機(jī)（690V）1258.8A37.5A380A51A初值392.5A(有效值)初值14A(有效值)初值316.8A(有效值)初值30（峰），21A(有效值)表2

故障期間四臺(tái)測(cè)試風(fēng)機(jī)的無(wú)功響應(yīng)狀況

風(fēng)機(jī)名稱電壓低落幅度%3～5%17.6～32.6%有功(MW)初始無(wú)功(MVar)基本為0最大無(wú)功(MVar)45577698094030906234.5國(guó)投滿井一期15#690V國(guó)投滿井二期4-312000V268144012501230國(guó)華四期1#690V73.3～74.9%16.8429國(guó)華一期10#690V98.7%463.5表3

基于BPA程序（采用缺省設(shè)置的雙饋風(fēng)機(jī)模型參數(shù)），對(duì)短路試驗(yàn)進(jìn)行仿真分析，主要得到以下結(jié)論：

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（1）故障點(diǎn)系統(tǒng)提供的短路電流、張北220kV和110kV4、5母

（2）（3）（4）（5）（6）5

線、國(guó)投滿井110kV母線電壓跌落幅度等，實(shí)測(cè)值與仿真值比較接近，最大誤差5%。（見(jiàn)BPA）BPA仿真結(jié)果為基波有效值，實(shí)測(cè)為“真〞有效值（為直流偏置與基波有效值的和）。說(shuō)明電網(wǎng)仿真模型具有足夠的確鑿度。

短路故障期間（本次試驗(yàn)故障持續(xù)時(shí)間為200毫秒），雙饋

風(fēng)機(jī)持續(xù)提供短路電流（不同于有些文獻(xiàn)報(bào)道的只提供幾十毫秒的短路電流），基波最大值為額定值的1.68～3.76倍，計(jì)及直流偏置后最大達(dá)到額定值的9.97倍。

BPA缺省設(shè)置為風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)退出運(yùn)行，雙饋風(fēng)機(jī)為恒

定功率因數(shù)（或無(wú)功恒定為零）控制，正常運(yùn)行時(shí)機(jī)組無(wú)功為零，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況相符合。

雙饋風(fēng)機(jī)具有一定的無(wú)功支撐能力，如國(guó)投滿井風(fēng)電場(chǎng)一

期和二期風(fēng)電機(jī)組，在短路期間，最大無(wú)功分別達(dá)到776、980Mvar(越接近短路點(diǎn)，直流偏置影響越大，濾除直流偏置后，約為292、370MVar)。

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)風(fēng)機(jī)無(wú)功響應(yīng)相應(yīng)曲線三大特征（即

無(wú)功最大值、無(wú)功上升或下降斜