许 潇，马晓春，訾振宁

（1.北京交通大学 北京 100044；2.国网智能电网研究院 北京 102200）

经济全球化和工业经济进程不断加速发展的同时，能源紧缺、气候环境问题也日益突出，以风能为代表的可再生能源发电技术得到迅速发展。风能的开发利用可在陆地和海洋进行，相比陆上风电，海上风电具有众多独有的优点，如：节约土地，降低噪声，发展空间大，海风能资源丰富，端流强度低，海水表面粗糙度低，风电机组疲劳载荷少，设备使用寿命延长[1]；风切较小，可降低塔筒高度，降低风电机组的成本。许多沿海国家已将海上风电作为新的重点发展方向。根据我国“十二五”可再生能源规划，2015年我国海上风力发电规划装机将达到500万千瓦。

风电场机组的并网性能是影响电网安全稳定运行的最主要因素。国际上，掌握风电并网检测技术组织机构非常少，技术保护严格[2]。国内的海上风机研发起步时间不长，借助了国外技术经验，起点不低，但具备并网检测能力的机构，仅国家风电技术与检测研究中心一处。国家电网公司发布的<<风电场接入电网技术规定＞＞，明确提出“风电场内的风电机组应具有在并网点电压跌落至额定电压20%，能够维持并网运行0.625 s的低压穿越能力”。2011年2月，酒泉、张北风电基地发生大规模风电脱网事故，使得风机的并网检测成为参标的必要条件。目前，张北国家风电并网检测基地共可进行五项检测，分别是电网适应性、电气模型、电能质量、功率调节能力及低压穿越，其中低压穿越能力是并网运行必备的检测项目。现有的风发系统低电压穿越测试装置方案为：阻抗分压形式、变压器形式和电力电子变换形式。新疆分布式电源检测中心采用电力电子变换形式的电压扰动装置，由背靠背电压源变流器（VSC）组成，网侧VSC进行三相PWM整流，机侧VSC实现电压扰动功能。张北检测中心的35 kV/6 MVA固定电压跌落发生装置，采用阻抗分压方式，可模拟电网的电压跌落、恢复过程以及对称和不对称故障。但是，目前的并网检测都只能做低压穿越、故障短路等简易试验，相当部分的检测项目只能根据自然界的工况进行，往往一台风机的检测需要几个月时间，一次侧工况完全取决于电网运行工况，无法做全面项目检测，不能检测出风机的全部功能。相比陆风检测，海风发电机组由于工作环境较为恶劣，检修维护监控都较为困难，一般在海上并网运行前，需先在陆地试运行并检测一段时间。

本文主要开展海上风电发电系统建模与仿真研究，提出一种新型发电系统检测方案，实现对海上风电独立电力系统输出特性的关键指标和系统保护特性的检测和记录；同时，对海上风电发电出力特性、发电效率及输出电能质量等关键性能参数的统计分析。最后，外围加入仿真机模块，用于检测发电系统的控保系统。由于海风与陆风差别较大，将海风机组移至内陆检测容易造成工况失真，而大功率检测设备不易移动至海上现场检测。……