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基于电网储能电站储能变流器PCS运行故障分析

曹鹏

摘 要：本文对电网储能电站PCS的基本原理进行了全面的分析，并且对PCS的典型事故以及一些异常处理进行了详细的介绍。
关键词：电网;储能电站;变流器PCS;运行故障
电力企业在日常的实际发展的过程当中，为了使得一些用电量相对来说比较高的地区在夏季用电高峰期来临的时候供电压力能够得到适当的下降，在变电站周边选择合适的区域建立起了电网储能电站。电站实际使用的过程当中，可以为人们的生产生活用电提供更多的保障。然而，这些储电站在实际使用的过程当中很容易由于各种因素的影响出现故障，因此本文有必要对其进行研究。
1 PCS的基本原理
储能变流器（PCS）在实际运行过程当中，通过通讯接收后台能量管理系统（EMS）控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。储能变流器PCS在实际使用的过程当中具备电能交直流转化的功能，是电网侧储能电站日常运行过程当中不可或缺的重要设备之一。表一为PCS增压舱模块。每台PCS增压舱在实际使用的过程当中，为了使得其功能得到保障，为其配备了两台500kW的PCS变流器和一台1250kVA的隔离变压器。
2 PCS的典型事故与异常处理
2.1变流器故障跳闸
这种类型的故障在实际发生的时候具体表现为变流器为了保护自身的功能不受影响，会在工作的过程当中发生一系列保护动作。例如，会根据实际情况的需求自动断开变流器两端交直流回路，即通过其内部元器件交流接触器以及直流断路器分闸及脱扣将其与电网断开。与此同时为了使得相关工作人员能够及时对这种情况进行知晓，PCS还会上传故障报警信息至显示屏或指示灯。
一旦这种故障发生，现场工作人员需要严格的秉持着以下几个方面的处理原则：第一，现场工作人员应该详细的检查电流器所发生的保护动作的实际情况，并且详细的观看变流器所发出的一系列报警信息以及相应动作的实际情况，然后将这些情况如实的记录在如实的进行记录;第二，工作人员应该严格的查看变流器所对应的电流组直流断路器所发生的实际动作，查看是否是由于电池组在实际工作的过程当中由于内部或者是外部因素的影响发生故障从而进一步引起变流器产生跳闸的动作。如果发现电池组没有异常情况，接下来应该检查位于变流变流器上集的电源是否由于各种因素的影响而产生故障，从而进一步造成电流器由于低压的问题而產生跳闸;第三，检查变流器位于变流器内部的一些重要元器件在实际使用的过程当中是否由于某些因素的影响存在发热，或者是有异常气味的情况;第四，现场工作人员要检查附近的电网在实际使用的过程当中是否存在着波动的现象，从而进一步引起电流电压一床使得变流器产生故障而造成跳闸，当所有故障处理工作进行完毕确认无误之后，可以重新开启变流器令其再次投入正常的工作当中。
2.2变流器过负荷
这种故障一旦发生，所产生的现象为后台以及相应的监控遥信当中将会有过负荷报警信息以及光字牌信号。与此同时，位于直流侧的电压遥测量会处于异常的状态当中。电流器在实际使用的过程当中，其相应的电流遥测量的具体数值会远远超过额定的数值，与此同时其相应的有功以及无功遥测量会远远高于正常水平。
当这种类型的故障发生之后，现场工作人员应该采取以下措施对其进行全面的处理工作：第一，现场工作人员要端正自身的工作态度，全面的检查该设备在实际运行过程当中所需要承担的载荷，并且全面的检查位于现场的一些电力设备在实际使用的过程当中是否存在着运行声音远远超过正常值的水平的情况。当这些工作都进行完毕之后将一二次设备的具体运行情况进行相应的汇报调度工作。在调度工作进行的过程当中，可以根据现场的实际情况适当的降低变流器在实际使用过程当中所需要承担的载荷;第二，运维人员在实际工作的过程当中应该重点检查位于现场的逆变器在实际使用的过程当中其表面的温度是否存在着远远超过正常值水平的情况，并且查看其在使用的过程当中有无由于各种因素的影响存在一些异常的响声，然后将现场检查的工作结果进行后续的汇报以及相应的调度工作。如果发现故障相对来说比较严重的话可以结合具体情况是变流器停止运行，对其进行全方位的检查工作。
2.3声音异常
这种故障一旦发生之后具体表现为变流器在实际使用的过程当中其产生的噪声分贝值会明显的增大，与此同时还伴随有不同于平常的放电声或者是震动声。
一旦发生这种故障，现场工作人员应该秉持以下几个方面的处理原则：首先，现场运行维护管理人员应该通过后台作用的正常发挥，查看变流器在实际使用过程当中所需要承担负荷的实际情况，与此同时还需要通过视频探头查看变流器的具体运行状态。如果通过视频探头的方式并没有发现断流器有任何异常情况，那么需要前往现场进行全方位的检查工作。如果在工作现场发现断流器在实际使用的过程当中存在着一些比较异常的震动的声音，那么应该立即查看舱内是否由于各种因素的影响存在着螺栓不牢固的情况。如果在变流器运行现场发现有一些异常的放电声，那么应该立即通过一系列科学合理的方式确定放电的具体位置。如果现场没有具体的条件对放电的部位进行全面的确定，应该立即联系检修人员对这些故障进行相应的检查处理工作。
2.4逆变器着火（变流器还是逆变器？）
断路器如果发生这种类型的故障会有以下几个方面的表现：首先，后台以及监控的部位都会有相应的保护动作，防止事故进一步扩大。火灾报警器也会发出相应的报警信号。逆变器会由于各种故障的影响而出现停机的现象。一些电流电压的指示仪器也显示其数值为0。更严重的逆变器本体会产生冒烟着火的现象。
一旦这种情况发生，现场工作人员应该秉持以下几个方面的处理原则：第一，检查后台监控系统异常信号;第二，将检查的结果向上级部门进行汇报，根据具体的命令断开电源。在保证自身人身安全不会受到威胁的情况下，使用灭火器进行灭火，并且及时拨打火警电话进行报警。
结束语
通过文章上诉分析不难发现，电网侧储能电站变流器的合理应用运行可以给人们的日常生产生活用电带来极大的保障。然而变流器在实际使用的过程当中会由于各种因素的影响产生一系列故障，相关工作人员在实际工作的过程当中要采取积极措施对这些故障进行处理保证人们的正常生产生活用电不会受到影响。
参考文献：
[1]吴东. 微网储能变流器的多场景控制研究[D].合肥工业大学，2019.
[2]张春雪，黎灿兵，冯伟，孙凯，夏勇为，刘乾.孤立运行光/储微电网中储能变流器暂态功率波动协调抑制策略[J].中国电机工程学报，2018，38（08）：2302-2314+2540.
[3]赵志宏. 储能变流器并网电流环控制与离网发电应用研究[D].东南大学，2017.

-全文完-