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[摘 要]近年来，中国的风电有了很大的发展，但面对逐渐凸显的大规模的风电机组并网和机组脱网的问题，对电网的安全稳定运行来说，这绝对是一个较大的威胁。通过结合实例，分析了风电机组脱网原因及其内在的机理，揭示了脱网等故障对整个电力系统的安全性和技术性及其管理性等方面造成的影响，并针对风电机组脱网问题提出了相应的建议和解决的办法。
[关键词]风电机组 脱网现象 安全稳定 电压自控 响应时间
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
一、大规模风机脱网事故情况
针对2011年在酒泉风电基地发生了的几次大规模的风机脱网事故，根据现场的调查数据和录波数据分析，得出事故的起因是风电场的电气设备等故障引起的相间短路，致使站内电压和系统电压跌落，大量风机在此期间脱网是由于没有低电压穿越的能力；故障解决后系统的电压恢复正常，但是各风电场无法及时的进行电压的自动调整，从而引起系统的电压升高，导致一部分的风机由于过电压保护动作而脱网。
酒泉众多风电场一共发生了电气设备等故障35起，其中21次是集电线路跳闸，5次是设备跳闸或断路器拒动。尤其是连续发生的四起大规模风机脱网事故，致使近三千台风电机组脱网。然而事故的原因却是单个的电缆故障引起的，最后导致成整个风电场的事故是因为集电系统的不合理保護；由于LVRT风机的缺失让事故蔓延，同时部分制造不良的风机变流器，使事故的影响程度更加重了；而调管不严的无功补偿设备更使事故进一步的扩大了。风机集中性的脱网严重的影响了电网的电压以及频率的稳定，致使局部电网指标在短时间内大幅度的波动，直接性的威胁到了电网的整体安全和稳定运行。[1]
二、大规模风电机组脱网的原因
风电机组如果处于一个正常的运行状态，那么在并网点这个方面来讲，整个风电场的无功状态都是平衡的，送出线路和风电场之间的无功交换也是相对比较少的。而故障在发生的过程中，通常都会经过三个阶段。
第一阶段：在受到外部的短路故障的影响后电网中的电压会出现快速跌落的现象，有一些风电场中的机组对低电压不具有所需的穿越能力，从而被迫强行的退出了系统的运行，有一部分电网的局部会快速降低功力。
第二阶段：短路故障切除后电网中的电压会逐渐的恢复，风电场中的固定式的无功补偿设备却还没有完全的退出其运行状态，当电场中电压逐渐的恢复后，又开始逐渐的输出无功功率了。此时虽然能够对一些无功设备进行一系列的调节，但是这二者在时间常数上的调整上是不相同的。如果在调整的过程当中缺乏了所需的响应时间，那么就会受到其电压高低相互变换的影响，则电压的可靠性和稳定性就一定会受到一些威胁。
第三阶段 ：电路中电流会随着有功的减少而减少，那么变压器及其线路等消耗的无功就会发生巨大的变化，但是无功补偿的装置的投入是不会变的，如此一来线路中电压就一定会很容易的出现一些急促剧烈的震荡和升高等现象。部分装置也许可以对低电压进行有效的穿越，但是在低电压中没有发生脱网的一些机组会由于电压的再次升高从而发生脱网，并且还会导致一系列的无功的过剩，致使机组出现故障。
三、大规模风电机组脱网原因的应对措施
1.加强装置的性能
风电场需结合自身条件、外部环境等的具体情况对无功补偿的装置的性能以及配置的情况进行一些详细而又全面的检查，风电场的动态无功调节能力如果不符合相关标准，那么应该及时采取一些有效的措施来进行必要的整改。对于动态的无功补偿的装置可输出的最大容性以及可感性的无功容量，而应更严格地按照无功分层以及平衡原则来分区并结合专题来分析从而进行有效的确定，一般来说，应该把动态的调节响应时间控制在30ms以内。然而对于在无功补偿的装置中的那动态的部分，则应该使其以用自动的方式来进行自我调节，另外，应该使电容器以及电抗器支路在突发状况下和紧急情况下具备能实现快速而又准确的投切功能。另一方面，也应该使机组的高电压的穿越能力和装置的响应速度能进行有效的配合，这样在对一些有关的装置进行的调节时候，风电机组就不会因过高的电压而发生脱网的现象了，进而确保了整个电网的稳定性供电。[2]
2.提高风电机组的适应能力
根据对风电机组的脱网故障的分析结果可以看出，电网和机组两端电压的上升范围一般都是在 1.2～1.3Un，如果大部分风电机组的高电压穿越能力都超过了这个数值，那么就算是一些风电机组因为超过了低电压的穿越能力限制或者是因为不具有低电压的穿越能力从而出现了的脱网现象，在当电压瞬间升高的时候，这些风电机组一般都可以通过自身的调节使有功和无功达到一个有效的平衡状态。通过这些，就能够对风电场的整个的电压进行了有效的控制，务必要确保风电机组低电压的穿越能力符合要求。
风电机组的主控以及变流器的定值和低电压穿越的能力应该在通过对风电场的控制管理的过程当中竭力配合，在整个风电场中，通过对箱式及升压变压器的分接头的位置进行及时的调整和有效的优化，使二者的分接头的位置处于一个高度配合的状态。使整个风电场中机组两端的电压和网点的电压都在一个正常的范围之内，风电机组从而就能在系统正常的电压跳跃情况下更好地适应，从而可以有效的防止或者减少机组在正常的运行过程中突然出现脱网的现象。
3 建立自控电压的系统
大规模的风电汇集的地区对电压的自动控制的要求特别的高，所以，为了确保风电机组能够正常的稳定的运行，应该建立自控电压系统，此系统主要包括的是调节端自控主站和风电场自控子站两个部分，系统可以通过风电能量的情况对电站的设备等进行合理的控制及管理，这样就使在风电比较密集的地区的电压就得到了优化，从而可以更高效的避免脱网的状况了。
在对风电的网络布置进行设计的时候，应该注意的有：电压的高度保护以及频率和低电压间的相互协调应该也和电机网络保持相对协调，一定要使风电机组的保护程序和要连接的电机网络高度协调，机组中的主控值和变流器值应该在控制的范围内，为了使风电场机组能正常的运行，电压应该控制在一定倍数的额定电压内，结合具体情况对接地系统进行研究和改善，使整个风电机组系统更好的稳定安全的运行。
四、结论
通过对酒泉地区电网的实际情况为案例，分析了电网的故障方式，也对风电机组的脱网现象的过程进行了模拟，得出了脱网现象对整个电场电压系统有哪些的不良影响的结果，最后结果显示：大规模风电机组脱网的最主要的原因就是并网的机组低电压的穿越的能力还不符合标准！通过借鉴其他地区的方式和一系列的研究和分析，对机组的高低电压的穿越能力也进行了研究和检测，设计出了相应的改造模式和方法，确保机组在发生故障时仍能够安全运行，减少相应的损失，在今后的系统回复这方面也能提高速度！在风电机组中过电压的保护动也会造成部分风电机组脱网的现象。在通过对风电机组超过额定电压运行状况下进行研究，提出了确切的在保护配置方面的具体要求，更加充分的发挥了风电机组的抗骚扰能力！同时，整个大型的风电场应该具备一些自动调节的能力，以在必要的时候提供支持。大规模的风电脱网会对整个电力网络的电压造成一定的影响，致使系统的电压超过了相关条例规定的额定电压水平。各种有效措施和解决方案，可以高效的解决风电送出和电压自动控制的问题，使整个系统的电压能达到一个稳定的水平，当出现电路故障时能将损失降到最低，也加强了系统的稳定性！[3]
参考文献
[1] 李丹，贾琳，许晓菲，王蓓，王宁，谢旭.风电机组脱网原因及对策分析[J].电力系统自动化，2011，22：41-44.
[2] 崔杨，严干贵，孟磊，穆钢.双馈感应风电机组异常脱网及其无功需求分析[J].电网技术，2011，01：158-163.
[3]宋少群，张永树，张世钦.“2.24”事故对福建省风电并网管理的启示[J].电力与电工，2011，03：23-26.
[关键词]风电机组 脱网现象 安全稳定 电压自控 响应时间
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
一、大规模风机脱网事故情况
针对2011年在酒泉风电基地发生了的几次大规模的风机脱网事故，根据现场的调查数据和录波数据分析，得出事故的起因是风电场的电气设备等故障引起的相间短路，致使站内电压和系统电压跌落，大量风机在此期间脱网是由于没有低电压穿越的能力；故障解决后系统的电压恢复正常，但是各风电场无法及时的进行电压的自动调整，从而引起系统的电压升高，导致一部分的风机由于过电压保护动作而脱网。
酒泉众多风电场一共发生了电气设备等故障35起，其中21次是集电线路跳闸，5次是设备跳闸或断路器拒动。尤其是连续发生的四起大规模风机脱网事故，致使近三千台风电机组脱网。然而事故的原因却是单个的电缆故障引起的，最后导致成整个风电场的事故是因为集电系统的不合理保護；由于LVRT风机的缺失让事故蔓延，同时部分制造不良的风机变流器，使事故的影响程度更加重了；而调管不严的无功补偿设备更使事故进一步的扩大了。风机集中性的脱网严重的影响了电网的电压以及频率的稳定，致使局部电网指标在短时间内大幅度的波动，直接性的威胁到了电网的整体安全和稳定运行。[1]
二、大规模风电机组脱网的原因
风电机组如果处于一个正常的运行状态，那么在并网点这个方面来讲，整个风电场的无功状态都是平衡的，送出线路和风电场之间的无功交换也是相对比较少的。而故障在发生的过程中，通常都会经过三个阶段。
第一阶段：在受到外部的短路故障的影响后电网中的电压会出现快速跌落的现象，有一些风电场中的机组对低电压不具有所需的穿越能力，从而被迫强行的退出了系统的运行，有一部分电网的局部会快速降低功力。
第二阶段：短路故障切除后电网中的电压会逐渐的恢复，风电场中的固定式的无功补偿设备却还没有完全的退出其运行状态，当电场中电压逐渐的恢复后，又开始逐渐的输出无功功率了。此时虽然能够对一些无功设备进行一系列的调节，但是这二者在时间常数上的调整上是不相同的。如果在调整的过程当中缺乏了所需的响应时间，那么就会受到其电压高低相互变换的影响，则电压的可靠性和稳定性就一定会受到一些威胁。
第三阶段 ：电路中电流会随着有功的减少而减少，那么变压器及其线路等消耗的无功就会发生巨大的变化，但是无功补偿的装置的投入是不会变的，如此一来线路中电压就一定会很容易的出现一些急促剧烈的震荡和升高等现象。部分装置也许可以对低电压进行有效的穿越，但是在低电压中没有发生脱网的一些机组会由于电压的再次升高从而发生脱网，并且还会导致一系列的无功的过剩，致使机组出现故障。
三、大规模风电机组脱网原因的应对措施
1.加强装置的性能
风电场需结合自身条件、外部环境等的具体情况对无功补偿的装置的性能以及配置的情况进行一些详细而又全面的检查，风电场的动态无功调节能力如果不符合相关标准，那么应该及时采取一些有效的措施来进行必要的整改。对于动态的无功补偿的装置可输出的最大容性以及可感性的无功容量，而应更严格地按照无功分层以及平衡原则来分区并结合专题来分析从而进行有效的确定，一般来说，应该把动态的调节响应时间控制在30ms以内。然而对于在无功补偿的装置中的那动态的部分，则应该使其以用自动的方式来进行自我调节，另外，应该使电容器以及电抗器支路在突发状况下和紧急情况下具备能实现快速而又准确的投切功能。另一方面，也应该使机组的高电压的穿越能力和装置的响应速度能进行有效的配合，这样在对一些有关的装置进行的调节时候，风电机组就不会因过高的电压而发生脱网的现象了，进而确保了整个电网的稳定性供电。[2]
2.提高风电机组的适应能力
根据对风电机组的脱网故障的分析结果可以看出，电网和机组两端电压的上升范围一般都是在 1.2～1.3Un，如果大部分风电机组的高电压穿越能力都超过了这个数值，那么就算是一些风电机组因为超过了低电压的穿越能力限制或者是因为不具有低电压的穿越能力从而出现了的脱网现象，在当电压瞬间升高的时候，这些风电机组一般都可以通过自身的调节使有功和无功达到一个有效的平衡状态。通过这些，就能够对风电场的整个的电压进行了有效的控制，务必要确保风电机组低电压的穿越能力符合要求。
风电机组的主控以及变流器的定值和低电压穿越的能力应该在通过对风电场的控制管理的过程当中竭力配合，在整个风电场中，通过对箱式及升压变压器的分接头的位置进行及时的调整和有效的优化，使二者的分接头的位置处于一个高度配合的状态。使整个风电场中机组两端的电压和网点的电压都在一个正常的范围之内，风电机组从而就能在系统正常的电压跳跃情况下更好地适应，从而可以有效的防止或者减少机组在正常的运行过程中突然出现脱网的现象。
3 建立自控电压的系统
大规模的风电汇集的地区对电压的自动控制的要求特别的高，所以，为了确保风电机组能够正常的稳定的运行，应该建立自控电压系统，此系统主要包括的是调节端自控主站和风电场自控子站两个部分，系统可以通过风电能量的情况对电站的设备等进行合理的控制及管理，这样就使在风电比较密集的地区的电压就得到了优化，从而可以更高效的避免脱网的状况了。
在对风电的网络布置进行设计的时候，应该注意的有：电压的高度保护以及频率和低电压间的相互协调应该也和电机网络保持相对协调，一定要使风电机组的保护程序和要连接的电机网络高度协调，机组中的主控值和变流器值应该在控制的范围内，为了使风电场机组能正常的运行，电压应该控制在一定倍数的额定电压内，结合具体情况对接地系统进行研究和改善，使整个风电机组系统更好的稳定安全的运行。
四、结论
通过对酒泉地区电网的实际情况为案例，分析了电网的故障方式，也对风电机组的脱网现象的过程进行了模拟，得出了脱网现象对整个电场电压系统有哪些的不良影响的结果，最后结果显示：大规模风电机组脱网的最主要的原因就是并网的机组低电压的穿越的能力还不符合标准！通过借鉴其他地区的方式和一系列的研究和分析，对机组的高低电压的穿越能力也进行了研究和检测，设计出了相应的改造模式和方法，确保机组在发生故障时仍能够安全运行，减少相应的损失，在今后的系统回复这方面也能提高速度！在风电机组中过电压的保护动也会造成部分风电机组脱网的现象。在通过对风电机组超过额定电压运行状况下进行研究，提出了确切的在保护配置方面的具体要求，更加充分的发挥了风电机组的抗骚扰能力！同时，整个大型的风电场应该具备一些自动调节的能力，以在必要的时候提供支持。大规模的风电脱网会对整个电力网络的电压造成一定的影响，致使系统的电压超过了相关条例规定的额定电压水平。各种有效措施和解决方案，可以高效的解决风电送出和电压自动控制的问题，使整个系统的电压能达到一个稳定的水平，当出现电路故障时能将损失降到最低，也加强了系统的稳定性！[3]
参考文献
[1] 李丹，贾琳，许晓菲，王蓓，王宁，谢旭.风电机组脱网原因及对策分析[J].电力系统自动化，2011，22：41-44.
[2] 崔杨，严干贵，孟磊，穆钢.双馈感应风电机组异常脱网及其无功需求分析[J].电网技术，2011，01：158-163.
[3]宋少群，张永树，张世钦.“2.24”事故对福建省风电并网管理的启示[J].电力与电工，2011，03：23-26.