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(guī)模風電機組脫網事故頻繁發(fā)生，已經引起業(yè)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(fā)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(guī)程”等相關標準規(guī)定，當電網發(fā)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(guī)定中電壓輪廓線及以下的區(qū)域內時，風電機組必須保證不脫網連續(xù)運行。為提高電力系統(tǒng)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(tǒng)功能概述

（1）整體功能概述

任何測試引起的測試系統(tǒng)電網側電壓波動均小于5%；

實現(xiàn)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(xiàn)電壓升高至110%Un、115%Un、120%Un、125%Un 、130%Un等類型，精度優(yōu)于2%Un；

電壓升高持續(xù)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(tǒng)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(xiàn)對測試系統(tǒng)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(tǒng)采集數據；

具有2路以上開入量輸入通道，用于和測量系統(tǒng)以及外部信號進行交互；

控制系統(tǒng)主界面有遙信顯示功能。

（3）測量系統(tǒng)要求

測量系統(tǒng)整體精度優(yōu)于0.2級；

各個PT和CT須有良好的瞬態(tài)響應特性；

具有電抗器溫度測量和顯示功能；

測量系統(tǒng)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(tài)過程和穩(wěn)態(tài)過程；

測量系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)異常時自動切出測試設備。

二、 測試系統(tǒng)參數

表1  測試系統(tǒng)主要技術參數

三、 測試系統(tǒng)結構

測試系統(tǒng)的測量系統(tǒng)和就地控制系統(tǒng)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(tǒng)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(huán)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(jié)實現(xiàn)不同程度的電壓升高。

3）電抗器溫度監(jiān)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(fā)熱，根據需要安裝電抗器溫度監(jiān)測儀，隨時監(jiān)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(tǒng)從電網中切出。

4）緊急報警系統(tǒng)

電抗器溫度過高或集裝箱門誤開時，緊急報警系統(tǒng)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(xiàn)試驗設備要求功能。

6）就地控制系統(tǒng)

就地控制系統(tǒng)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(tǒng)

測量系統(tǒng)根據觸發(fā)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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