某风电厂模块的常见故障与对策

某风电厂模块的常见故障与对策

冯华锦

（广东广业投资集团广东广州510030）

摘要：伴随着经济的增长和社会的进步，风力发电成为了现阶段清洁型以及高效性发电方式的代表，不仅不会对环境产生影响，也能有效提高项目运行效率，为电力企业的可持续发展路径提供保障。本文以大唐电白岭门为例，对其风电场模块的常见故障和处理对策展开了讨论，旨在为研究部门提供更加有价值的参考建议。

关键词：大唐电白岭门；风电场模块；故障；对策

一、案例分析

2012年10月31日，大唐新能源广东电白岭门风电场#22机组发生变流器机侧K相发生IGBT模块故障炸裂。11月2日修复之后，正常运行9天，又发生同一台变流器机侧M相IGBT故障炸裂。故障发生后，大唐电白岭门公司与厂家联系，对所有风电机组进行全面检查，发现风电双馈变流器产品的IGBT驱动板（V5.0版本）和IGBT驱动适配板（V6.0版本）在变流器运行的某些工况（风速低于3.5米/秒，即将脱网时）下，存在IGBT失效率偏高的问题[1]。厂家随即开始有计划的、小范围的在市场上进行运行产品的巡检及部件更换。2012年3月份，IGB明阳公司T驱动板（V4.0版本）在电白风电场出现失效，导致#23机组变流器IGBT故障炸裂。经过明阳公司对失效的IGBT驱动板（V4.0版本）进行失效分析，发现其电源输出处用于高频滤波的瓷片电容意外碎裂，瓷介质破裂，电容的两极之间短路。也就是IGBT驱动板的驱动电源短路，无法有效的开通和关断IGBT，从而造成IGBT模块故障炸裂。

二、风电场模块的常见故障原因分析

要对风电场模块的故障问题进行分析，就要对产生故障的原因予以深度剖析，结合IGBT驱动适配板厂家的项目分析，其基本的故障原因为以下几点。第一，每个功率模块正常工作电压是790-830V，而实际的功率模块电压多数在820-860V之间，工作电压过高[2]。第二，IGBT原件可能存在不稳定性。第三，可能由于高电压频繁波动次数积累，引起IGBT被击穿。第四，可能由于环境湿度大导致风电场模块出现故障。第五，对失效的IGBT驱动板（V4.0版本）进行失效分析，发现其电源输出处用于高频滤波的瓷片电容意外碎裂，瓷介质破裂，电容的两极之间短路。也就是IGBT驱动板的驱动电源短路，无法有效的开通和关断IGBT，从而造成IGBT模块故障炸裂。第六，计算分析未考虑PCB板线路上的寄生电感，也会导致分析结果与实际产生一定差异[3]。

三、风电场模块故障处理措施

为了进一步避免问题的出现，要积极落实更加系统化的控制机制，针对相关IGBT驱动板和IGBT驱动适配板要进行整合，将传统结构全部升级为IGBT驱动板（V5.1版本）和IGBT驱动适配板（V7.1版本）[4]。另外，要对IGBT驱动板PCBA加工供应商合格认证，签订质保协议，更新PCBA加工工艺要求，要求瓷片电容的焊接均为机器焊接，也要将备件存放在专门的库房当中，库房要求配备环境温湿度控制装置，从根本上提高风电场模块故障处理效果。技术人员要针对具体问题进行集中处理和系统化整合，确保风电场模块故障处理效果的最优化，实现管理效果和管控体系的全面升级[5]。

除此之外，相关技术人员要对高电压大容量设备进行交流耐压试验操作，积极践行系统化的管控机制，尤其是对设备的具体元件进行整合，确保电容引起端部电压升高问题得到有效处理，在对其展开深度计算后不能盲目估算。而在进行交流耐压试验操作时，则需要对加压端进行电压测量。只有从根本上严格执行规程要求，建构贴合实际需求的变压器吊心前耐压试验，针对具体问题进行优化控制，才能保证问题得以谨慎处理[6]。

结束语：

总而言之，在对风电场模块的常见故障进行分析的同时，要对相关问题原因和处理措施展开深层次讨论，积极落实切实有效的管控机制，升级处理策略的完整性，并且结合IGBT驱动适配板的具体型号和要求，展开综合性分析和系统化处理，为后续工作的开展以及设备的优化升级奠定坚实基础。

参考文献：

[1]陈鹤林，徐政，唐庚等.海上风电场MMC-HVDC并网系统暂态行为分析[J].电力系统自动化，2014，15（12）：112-118.

[2]黄晟.基于VSC-HVDC的直流串联直驱永磁风电场控制技术研究[D].湖南大学，2016.

[3]廖勇，王国栋.双馈风电场柔性高压直流输电系统的故障穿越运行控制[J].电力系统自动化，2014，14（23）：13-21，39.

[4]赵静，赵成勇，孙一莹等.模块化多电平直流输电联网风电场时的低电压穿越技术[J].电网技术，2013，37（03）：726-732.

[5]王国栋.风电场柔性高压直流输电系统的运行和控制策略研究[D].重庆大学，2013.

[6]丁茂生，王辉，舒兵成等.含风电场的多直流送出电网电磁暂态仿真建模[J].电力系统保护与控制，2015，22（23）：63-70.