国网江苏电科院突破新能源振荡监测难题

8月21日，电科院首套自研海上风电场宽频振荡监测装置，在南通盛东如东海上风电场（以下简称盛东如海风电场）成功部署投运，实现了风电场宽频振荡问题的1秒内精准溯源。

“啥是宽频振荡呢？我们可以把风电场通俗地比作一个合唱团，每台发电机都在用50赫兹频率唱出和谐的曲调，实现功率稳定送出。”电科院系统及新能源技术中心副主任李强打了个比方，“但部分设备由于控制策略不完善，输送功率出现几赫兹到几千赫兹的高频波动。这就像合唱团中的有人跑调，甚至还会继续传播扩散，干扰所有正常运行的风机。”

宽频振荡会造成功率传输不稳，威胁设备及电网的安全。2014年，德国北海海上风电场发生过严重的振荡，短时振荡电流占比达30%，相当于“合唱团”中三分之一都是杂音，必须让整个风电场都停机脱网来保护设备。随着江苏海上风电发展，宽频振荡问题也开始显现。盛东如海风电场运行期间、如东柔直工程调试期间均出现过振荡，对新能源的安全送出带来挑战。

想要解决振荡问题，找到振荡源头是关键。只有找到了问题机组，才能“先发制人”将其快速切除，避免整个风电场脱网，并后续针对性开展控制算法优化等解决措施。然而，传统的监测装置和算法均不满足快速精准溯源要求，问题的定位依赖于记录数据后人工仿真分析。

2020年以来，电科院依托其海上风电实验室技术力量，深入研究宽频振荡的成因机理，积累了丰富的经验。2023年1月起，该院依托国网新型电力系统颠覆性技术孵化项目，开展技术攻关，自主研发了宽频振荡监测算法及装置，在新能源振荡监测领域实现了突破。

“我们以风电场的能量动态行为作为突破口，研发了一种新型算法，能够解析振荡过程中的耗散能分量，在复杂的振荡信号中识别诱发振荡的关键机组。这就像是配备了一双极其敏锐的‘耳朵’，在嘈杂的乐曲中准确识别出走调的乐器。”李强介绍道。

为将这一先进算法转化为实际应用，电科院还研发了相应的硬件装置。

装置能够实时监测和分析风电场电流、电压和振荡频率等数据,在盛东如海风电场开展了为期6个月的测试，实现该风电场并网点、2套动态无功补偿装置、80台风电集群的实时监测。经过测试，装置能够在宽频振荡发生的1秒内，完成诱发源辨别，为运维人员及时切除问题风机、开展后续优化提供决策支持，确保风电场安全稳定运行。

“我们还将通过宽频振荡监测装置，密切关注秋冬季节该区域风电运行情况，并将装置推广至更多风电场。”李强说。

（任必兴 汪成根 叶迪卓然）