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摘要：风能资源是一种清洁、环保、无污染的绿色能源，其开发利用的潜力很大，对我国能源的可持续开发具有重要的意义。国家对于风电产业的建设也给与了高度的重视，还相应出台了一系列的政策来扶持风电资项目的开发。但是，风电产业发展的过程中也出现过一些不稳定因素，例如风电机组发生大规模脱网的事故，突发的事故不但使电网系统的负荷突然降低，还导致了大量无功功率的产生，使电网频率产生波动。在这样的背景下，本文主要分析了大规模风电机组脱网的原因，指出了解决大规模风电机组脱网问题的对策，可供参考。
关键词：风电机组脱网;原因;对策
1大规模风电机组脱网的原因分析
大规模风电机组脱网是由多种原因造成的，是很多问题长期积累的结果，这些问题的集中爆发给电网系统造成了很大的危害。大规模风电机组脱网的原因主要有以下几个方面。
1.1不具备低电压穿越能力
对于运行中的风电机组来说，如果不具备低电压穿越能力，那么风机很可能会面临大规模脱网的风险，这是风电机组发生脱网事故的主要因素。如今，投入运行的风电机组由于研发时间较早，相关技术还不够成熟，因此大多数都不具备面临电网电压下降时的低电压穿越能力。当电网系统的电压突然下降到正常电压的百分之七十的时候，便会出现风机脱网现象。也有一些风电机组经过技术改造具备了一定的低电压穿越能力，但是由于没有经过实验论证，同时也缺乏权威机构对其低穿效果的检测，因此风电机组还是会有发生脱网的隐患。
1.2不具备足够的无功调节能力
对于很多风电机组来说，不具备足够的无功调节能力，尤其是动态无功调节，无功补偿装置的响应过慢，通常需要几分钟，远远不能满足电网运行的需求。在此情况下，如果风电机组发生了低电压穿越失败的问题，就会造成机组脱网的问题。此时系统电压会急剧上升，由于风电机组具有过电压保护的动作，也会随之而脱网，故障的范围就进一步扩大，造成大规模机组脱网问题的出现。目前，很多风电机组都没有动态无功调节的能力，都处于定功率因数的运行状态下。如果需要调整系统中的无功电压，就需要利用无功补偿装置。但是，大多数的无功补偿装置发出的功率还远远达不到补偿范围的要求，还需要对补偿的时间进行提高，因此，有时无法满足电网对系统电压进行调整的要求。目前大多数投入商业运行的风电场采用的是MCR型无功功率补偿装置，通俗的讲就是电磁电抗器，该设备对动态无功调节速率可以达到100ms以上，但是依旧不能满足风电场的快速调压要求，因为电网系统的电压变化具有不可预知性，所以对无功补偿装置的反映速率有较高的要求。此外，很多无功补偿装置在容量配置方面也不能达到要求，在无功调节方面缺乏连续性，调节的速度也较慢，不能满足风电机组无功调节的需要。
1.3缺乏电网适应性
很多风电机组不能很好地适应电网的需求，缺乏电网适应性，这也可能导致机组脱网的问题出现。这主要表现在以下两个方面：第一，机组配置不能满足电网需要，在保护配置和定值整定方面不能满足电网运行需要。此外，很多机组本身就存在着质量问题，设备的性能和质量有待提高，在异常保护定值的设定方面也不够规范，过于重视机组本身的保护，而对系统的安全问题缺乏考虑，导致风电机组的涉网保护与电网保护相互冲突，导致风电机组不能低于扰动，这种原因也容易造成风电机组脱网的问题。第二，在变压器的安装上，风电场的升压变压器的接头位置不合理，不能与箱式变压器的接头位置相匹配。
1.4在风电场运营管理上出现问题
当前，风电场建设和运行管理都会面临着诸多问题，在实际的管理层面与标准都存在着一定的差距。例如，风电场运行以及检修人员的专业知识和技术水平不高，使电气设备的发生误操作事故，平时对设备的巡检以及维护不到位等都加大了风电机组出现脱网事故的概率。
1.5风电场建设方面存在问题
在很多风电场建设的各环节中，都存在着这样那样的问题，在建设与管理上不能达到常规电源的水平。例如，如果风电场在设计环节出现问题，在设计的要求以及标准上不够统一，就容易导致机组脱网的故障。近年来，很多的机组脱网问题都源于设备问题。
2解决风电机组脱网的有效对策分析
2.1采取技术受到改进风电机组低电压穿越能力
风电机则应该具备的低电压穿越能力，我国的相关技术部门已经制定了明确的技术标准。在建和投入运营的风电场应该在国家相关标准的要求下对风电机组进行低电压穿越能力的技术改造工作，同时还要加强对风电机组的低穿能力调试工作，并且对其效果进行准确的测试工作。通过聘请权威的测试机构来制定合格的检测报告，并将测试结果及时上报电网调度部门。
2.2提高无功补偿装置的性能
应当提高无功补偿装置的性能，设施合理的容量配置，并确保它的响应速率能够满足电网的需要。所以，要对无功补偿装置的性能和状态进行准确地检测，如果不能满足需要就必须进行整改。对于无功补偿装置利用中的具体指标，如最大容性和感性无功容量等，要通过专题分析的形式确定，并遵循平衡的原则，合理地进行分层与分区，分门别类地对相关指标进行确定。
2.3提升风电机组适应电网的能力
应对风电机组适应电网的能力做适当提升，通过对设备参数以及保护定制的调整，避免风机的变流器保护定制与低电压穿越能力相互影响，使多种偏压的保护频率都能够与电网相适应，避免出现脱网故障，还应该在风机控制系统中加装自动电压控制设备，避免因电网出现小范围电压波动而引起的风电机组脱网现象。
2.4应用自动电压控制设备
应当在风电机组中应用自动电压控制设备，通过建立电压控制系统避免电压不稳的问题出现，有效避免机组脱网。
2.5其他措施
（1）应当积极研究与开发风电场汇集系统，并加强小电流接地系统的研究，及时地对现有的风电场进行改造与完善，通过风电场汇集系统和小电流接地系统的应用，可以有效控制故障，防止出现大规模的风电机组脱网。
（2）应当制定出详细的行业标准与准入制度，并加强对技术人员的管理，并定期组织教育和培训活动，使每一位技术人员都能够明确工作的要求和相关技术指标，更好地做好风电机组的日常管理与维护。
结语：风电机组存在大范围脱网事故的隐患给风电场的运行工作敲响了警钟，同时也给相关技术人员上了一堂意义深刻的安全课。只有保证风電场安全稳定的运行，才能够促进风电产业稳步的发展。总之，要准确分析机组脱网问题出现的原因，找出有针对性的解决对策，并加强风电场的安全管理，确保风电机组的安全运行。
参考文献
[1]寇明华.大规模风电机组连锁脱网事故机理探究[J].科学技术创新，2018，（19）.
[2]杨明洙.风电机组脱网原因与处理对策探讨[J].科技创新与应用，2017，（11）.
[3]马龙昊.次同步振荡引发风电机组脱网分析及其治理[D].华北电力大学（保定），2018.
作者简介：常虎（1991.09.30），性别：男;籍贯：山西忻州;民族：汉;学历：本科;职称：助理工程师;职务：风电场项目负责人;研究方向：继电保护及风电机组故障诊断;单位：晋能清洁能源风力发电有限责任公司;邮编：030000.
晋能清洁能源风力发电有限责任公司，山西太原 030000
关键词：风电机组脱网;原因;对策
1大规模风电机组脱网的原因分析
大规模风电机组脱网是由多种原因造成的，是很多问题长期积累的结果，这些问题的集中爆发给电网系统造成了很大的危害。大规模风电机组脱网的原因主要有以下几个方面。
1.1不具备低电压穿越能力
对于运行中的风电机组来说，如果不具备低电压穿越能力，那么风机很可能会面临大规模脱网的风险，这是风电机组发生脱网事故的主要因素。如今，投入运行的风电机组由于研发时间较早，相关技术还不够成熟，因此大多数都不具备面临电网电压下降时的低电压穿越能力。当电网系统的电压突然下降到正常电压的百分之七十的时候，便会出现风机脱网现象。也有一些风电机组经过技术改造具备了一定的低电压穿越能力，但是由于没有经过实验论证，同时也缺乏权威机构对其低穿效果的检测，因此风电机组还是会有发生脱网的隐患。
1.2不具备足够的无功调节能力
对于很多风电机组来说，不具备足够的无功调节能力，尤其是动态无功调节，无功补偿装置的响应过慢，通常需要几分钟，远远不能满足电网运行的需求。在此情况下，如果风电机组发生了低电压穿越失败的问题，就会造成机组脱网的问题。此时系统电压会急剧上升，由于风电机组具有过电压保护的动作，也会随之而脱网，故障的范围就进一步扩大，造成大规模机组脱网问题的出现。目前，很多风电机组都没有动态无功调节的能力，都处于定功率因数的运行状态下。如果需要调整系统中的无功电压，就需要利用无功补偿装置。但是，大多数的无功补偿装置发出的功率还远远达不到补偿范围的要求，还需要对补偿的时间进行提高，因此，有时无法满足电网对系统电压进行调整的要求。目前大多数投入商业运行的风电场采用的是MCR型无功功率补偿装置，通俗的讲就是电磁电抗器，该设备对动态无功调节速率可以达到100ms以上，但是依旧不能满足风电场的快速调压要求，因为电网系统的电压变化具有不可预知性，所以对无功补偿装置的反映速率有较高的要求。此外，很多无功补偿装置在容量配置方面也不能达到要求，在无功调节方面缺乏连续性，调节的速度也较慢，不能满足风电机组无功调节的需要。
1.3缺乏电网适应性
很多风电机组不能很好地适应电网的需求，缺乏电网适应性，这也可能导致机组脱网的问题出现。这主要表现在以下两个方面：第一，机组配置不能满足电网需要，在保护配置和定值整定方面不能满足电网运行需要。此外，很多机组本身就存在着质量问题，设备的性能和质量有待提高，在异常保护定值的设定方面也不够规范，过于重视机组本身的保护，而对系统的安全问题缺乏考虑，导致风电机组的涉网保护与电网保护相互冲突，导致风电机组不能低于扰动，这种原因也容易造成风电机组脱网的问题。第二，在变压器的安装上，风电场的升压变压器的接头位置不合理，不能与箱式变压器的接头位置相匹配。
1.4在风电场运营管理上出现问题
当前，风电场建设和运行管理都会面临着诸多问题，在实际的管理层面与标准都存在着一定的差距。例如，风电场运行以及检修人员的专业知识和技术水平不高，使电气设备的发生误操作事故，平时对设备的巡检以及维护不到位等都加大了风电机组出现脱网事故的概率。
1.5风电场建设方面存在问题
在很多风电场建设的各环节中，都存在着这样那样的问题，在建设与管理上不能达到常规电源的水平。例如，如果风电场在设计环节出现问题，在设计的要求以及标准上不够统一，就容易导致机组脱网的故障。近年来，很多的机组脱网问题都源于设备问题。
2解决风电机组脱网的有效对策分析
2.1采取技术受到改进风电机组低电压穿越能力
风电机则应该具备的低电压穿越能力，我国的相关技术部门已经制定了明确的技术标准。在建和投入运营的风电场应该在国家相关标准的要求下对风电机组进行低电压穿越能力的技术改造工作，同时还要加强对风电机组的低穿能力调试工作，并且对其效果进行准确的测试工作。通过聘请权威的测试机构来制定合格的检测报告，并将测试结果及时上报电网调度部门。
2.2提高无功补偿装置的性能
应当提高无功补偿装置的性能，设施合理的容量配置，并确保它的响应速率能够满足电网的需要。所以，要对无功补偿装置的性能和状态进行准确地检测，如果不能满足需要就必须进行整改。对于无功补偿装置利用中的具体指标，如最大容性和感性无功容量等，要通过专题分析的形式确定，并遵循平衡的原则，合理地进行分层与分区，分门别类地对相关指标进行确定。
2.3提升风电机组适应电网的能力
应对风电机组适应电网的能力做适当提升，通过对设备参数以及保护定制的调整，避免风机的变流器保护定制与低电压穿越能力相互影响，使多种偏压的保护频率都能够与电网相适应，避免出现脱网故障，还应该在风机控制系统中加装自动电压控制设备，避免因电网出现小范围电压波动而引起的风电机组脱网现象。
2.4应用自动电压控制设备
应当在风电机组中应用自动电压控制设备，通过建立电压控制系统避免电压不稳的问题出现，有效避免机组脱网。
2.5其他措施
（1）应当积极研究与开发风电场汇集系统，并加强小电流接地系统的研究，及时地对现有的风电场进行改造与完善，通过风电场汇集系统和小电流接地系统的应用，可以有效控制故障，防止出现大规模的风电机组脱网。
（2）应当制定出详细的行业标准与准入制度，并加强对技术人员的管理，并定期组织教育和培训活动，使每一位技术人员都能够明确工作的要求和相关技术指标，更好地做好风电机组的日常管理与维护。
结语：风电机组存在大范围脱网事故的隐患给风电场的运行工作敲响了警钟，同时也给相关技术人员上了一堂意义深刻的安全课。只有保证风電场安全稳定的运行，才能够促进风电产业稳步的发展。总之，要准确分析机组脱网问题出现的原因，找出有针对性的解决对策，并加强风电场的安全管理，确保风电机组的安全运行。
参考文献
[1]寇明华.大规模风电机组连锁脱网事故机理探究[J].科学技术创新，2018，（19）.
[2]杨明洙.风电机组脱网原因与处理对策探讨[J].科技创新与应用，2017，（11）.
[3]马龙昊.次同步振荡引发风电机组脱网分析及其治理[D].华北电力大学（保定），2018.
作者简介：常虎（1991.09.30），性别：男;籍贯：山西忻州;民族：汉;学历：本科;职称：助理工程师;职务：风电场项目负责人;研究方向：继电保护及风电机组故障诊断;单位：晋能清洁能源风力发电有限责任公司;邮编：030000.
晋能清洁能源风力发电有限责任公司，山西太原 030000