酒泉风电脱网

一、三次风电机脱网事故据电监会通报，2月24日，西北电网甘肃酒泉风电基地桥西第一风电场的35千伏电缆馈线电缆头发生三相短路故障，导致598台风电机组脱网，损失出力84万千瓦，并造成西北主网频率最低至49.854Hz。

4月17日，甘肃某风电场电缆头短路事故带来的系列反应造成702台风电机组相继脱网，损失出力占事故前酒泉地区风电出力的54.17%，并将整个西北电网主网的频率拉低。

4月17日，河北张家口某风电场箱式变压器发生短路事故，引起的系列反应造成644台风机相继脱网，损失风电出力占事故前张家口地区风电出力的48.5%，同样波及华北电网主网。

电监会报告指出，三起事故的起因都是电网设备故障，但是风机多数不具备低电压穿越能力是事故扩大的主因，也是当前风电发展过程中存在的“首要问题”。

二、风电机组的技术改造的困惑采用直驱永磁技术的风电机组由于本身具备离网的自我保护功能，低电压穿越改造技术简单，成本较小。

而一些采用其它技术路线的机组可能会面临高昂的改造成本。

如果按照每台风机增加45万元改造成本来计算，一台1.5兆瓦的风机成本将上升10%。

而一位国内排名前三的风电运营商对本报记者表示，由于近年严重的弃风现象，已经使得风电产业的利润率由最高时的12%以上下降到10%以内，关键设备成本10%的增加对他们无疑是不小的包袱。

三、三次脱网事故留给我们的思考其实要单纯地实现…低电压穿越‟不脱网很简单，难的是实现…低电压穿越‟标准中对…风机不脱网的同时还要发送无功功率‟的要求，这一块要求高了对成本影响很大。

前几起事故之后出现了高电压的情况，可能和无功补偿过量造成“容性无功倒送”有关，也就是说，没有针对性地一味提高机组“低电压穿越”要求可能反而会对电网造成更大的扰动。

因此需要全局的视角来解决这个问题。

是每台机组具有…穿越‟能力更具经济性，还是风电场和电网统筹规划无功补偿更具经济性？电压升高的原因：风电场无功负荷主要包括风机、箱式变压器及主变压器，通过近几次事故分析发现，风电场大负荷时段，风机及箱式变压器吸收无功，导致大负荷时段SVC( 动态无功补偿) 感性支路置底( 或不投) ，容性支路投入较多且置顶，补偿风机及主变压器的无功损耗，在低电压期间，SVC 已无力支撑电压; 同时，风机跳闸后，主变压器、箱式变压器及风机消耗的无功减少，导致SVC 电容器支路的富余无功涌上电网，引起电网电压飙升。

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１０２６．２０１２．０８．００３大规模风电机组连锁脱网事故机理初探叶　希１，鲁宗相１，乔　颖１，李　兢２，王　丰３，罗　伟３（１．电力系统国家重点实验室，清华大学电机系，北京市１０００８４；２．中国电力工程顾问集团，北京市１０００１１；３．华北电力科学研究院有限责任公司，北京市１０００４５）摘要：风电机组连锁脱网事故是集群风电迅速发展过程中出现的新问题之一。

针对中国频繁发生的风电机组连锁脱网事故，对事故机理进行初步研究。

首先，分析连锁脱网事故的典型发展过程及时空尺度；然后，构造集群风电接入系统的理论原型，研究风电机组共模跳闸机理及事故演化发展主导因素；最后，基于实际电网参数及拓扑结构，重演风电机组连锁脱网事故，从重载工况下网架结构电压稳定性、双馈风电机组运行方式２个角度分析风电机组连锁脱网事故频发的原因，提出相应改善措施。

关键词：双馈风电机组；连锁脱网；集群风电；共模跳闸；事故演化过程；重载工况收稿日期：２０１１－１２－０８；修回日期：２０１２－０１－１２。

国家自然科学基金资助项目（５１０７７０７８）；国家高技术研究发展计划（８６３计划）资助项目（２０１１ＡＡ０５Ａ１０４）。

０　引言随着风电渗透率的逐渐增大，风电并网对系统安全稳定性的影响逐渐凸显。

近年来，国内外都曾发生含大规模风电系统的运行事故。

２００６年西欧电网“１１·４”大停电事故中，大量风电机组因频率保护跳闸，加重电力不平衡，导致长时间频率偏差［１］；２０１１年中国甘肃酒泉地区和河北张家口地区的多起风电机组脱网事故中，大量风电机组因电压问题连锁跳闸脱网，损失大量出力，导致电网频率明显偏低。

因此，研究高渗透率风电对系统安全稳定的影响机理已成为一个迫在眉睫的问题。

关于风电并网对系统安全稳定的影响已有不少研究。

电压稳定方面，主要关注风电出力对电压稳定极限及电压稳定域的影响，分析方法有Ｐ－Ｖ曲线法［２］、灵敏度法［３］、电压稳定域分析法［４］、分岔理论［５］等；暂态稳定方面，主要关注电网故障时风电场动态特性对系统暂态稳定性的影响［６－８］；小信号稳定方面，主要关注不同风电机组接入后对系统阻尼特性及振荡模式的影响［８－９］。

简述风电机组低电压穿越技术要求及实现方式（赵矛）发生在今年的多次风电机组大范围拖网问题引起了电力行业对于风力发电的稳定性和安全性的重点关注。

2月24日，中电酒泉风电公司桥西第一风电场出现电缆头故障，导致16个风电场598台风电机组脱网。

国家电监会认为此次事故是近几年中国风电“对电网影响最大的一起事故”；4月17日，甘肃瓜州协合风电公司干河口西第二风电场因电缆头击穿，造成15个风电场702台机组脱网。

同日，在河北张家口，国华佳鑫风电场也发生事故，644台风电机组脱网；4月25日，酒泉风电基地再次发生事故，上千台风机脱网。

关于事故的原因，主要矛头直指很多风电机组不具备低电压穿越能力。

这轮事故频发的几大风电基地更是被指70%的机组不具备低电压穿越能力。

本文对风电机组的低电压穿越进行简述。

当电力系统中风电装机容量比例较大时，电力系统故障导致电压跌落后，风电场切除会严重影响系统运行的稳定性，这就要求风电机组具有低电压穿越（Low Voltage Ride Through，LVRT）能力，保证系统发生故障后风电机组不间断并网运行。

风电机组应该具有低电压穿越能力，而对于风电机组的低电压穿越能力具体技术要求指标如下：a）风电场必须具有在电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行620ms的低电压穿越能力；b）风电场电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场必须保持并网运行；c）风电场升压变高压侧电压不低于额定电压的90%时，风电场必须不间断并网运行。

风电机组低电压穿越能力的深度对机组造价影响很大,这也是之前很多机组不具备低电压穿越能力或者低电压穿越能力技术指标不能达标的原因。

通过此次大范围的风电机组拖网事故表明根据实际系统对风电机组进行合理的低电压穿越能力设计很有必要。

结合此轮事故的调查，及行业内通过对变速风电机组低电压穿越原理进行理论分析,对多种实现方案进行比较。

在电力系统仿真分析软件DIgSILENT/PowerFactory中建立双馈变速风电机组及电压穿越功能模型。

近期国内风电场事故报告2009年以来，我国一些风电公司在设备安装调试和运行过程中陆续发生了重大设备事故，造成风电机组完全损毁，并危及到调试人员的生命安全。

通过分析这些事故，我们发现主要原因有三类：1、风电场管理不严，对风电设备的保护参数监督失控；2、风电机厂家管理混乱，调试人员培训不到位，产品设计中也存在安全链漏洞；3、设备制造质量失控，存在不少隐患。

由于风电事故对厂家和风电开发商的负面影响较大，厂家和风电场业主往往严格保密，防止消息泄漏后有不良影响。

我们只能通过互联网和各种渠道尽可能收集多的信息，供大家了解，引以为戒，避免今后发生类似事故。

信息可能有失全面和准确，敬请谅解。

1、华锐风电机组火灾事故2009年5月，华能在通辽阜新风电场的一台华锐SL1500/77发生着火事故，机组完全烧毁，具体原因不明。

2、东汽风电机组火灾事故2009年7月14日上午10时，中广核位于内蒙古锡林浩特东45公里的风电场，一台东汽FD－77的1.5兆瓦风电机组发生火灾。

原因据说是维修过程中，在机舱烧电焊，引发机舱内的油脂起火。

见附图。

3、东汽风电机组火灾事故2010年1月24日，位于通辽的华能宝龙山风电场30号机组，1.5兆瓦的东汽FD－77机组发生飞车引发的火灾和倒塔事故。

监控人员当时发现监控系统报“发电机超速，转速为2700转/分”(正常运行时应小于1700转/分)，高速轴刹车未能抱死刹车盘。

华能值班人员随即将集电线路停电，在短暂停机后，风轮再次转动（原因不明），随着转速的不断增大，高速轴上的刹车盘摩擦产生大量热量，出现火花导致机舱着火。

现场查看风机时，发现第三节塔筒也发生折断。

见下图。

4、新誉风电机组倒塔事故2010年1月20日，大唐国际在山西左云的风电场，常轨维护人员进行“风机叶片主梁加强”工作（叶片制造也有问题！），2010年1月27日工作结束。

28日10:20分，常轨维护人员就地启动风机，到1月31日43#风机发出“桨叶1快速收桨太慢”等多个报警，02:27分发“振动频带11的振动值高”报警，并快速停机。

224甘肃酒泉大规模风电脱网事故暴露的问题及解决措施向异;孙骁强;张小奇;段乃欣【摘要】近年来我国风电快速发展,西北甘肃酒泉地区的风电规模更是日新月异.风电的快速发展为电网带来了机遇,同时也带来了挑战,尤其是在西北甘肃酒泉地区风电属于大规模集中接入,带来的问题更加突出.介绍了在2011年2月24日凌晨,由于甘肃酒泉地区一个风电场单条馈线故障波及该地区11个风场并引发风电机群大规模脱网的事故,该事故是截止目前我国风电事故中脱网规模最大的一次,事故前在运风机的48.78％发生了脱网事故,64s内损失出力840.43 MW.本文将事故暴露的问题及解决措施逐一进行了分析.主要包括了大规模集中接入风电机群的低电压穿越能力、无功补偿装置的调节能力、风电场运行管理等问题,并首次提出了对风电场单馈线故障进行快速切除的问题研究,促进风电和谐发展.【期刊名称】《华北电力技术》【年(卷),期】2011(000)009【总页数】7页(P1-7)【关键词】酒泉;风电事故;问题;解决措施【作者】向异;孙骁强;张小奇;段乃欣【作者单位】西北电网有限公司,陕西西安710048;西北电网有限公司,陕西西安710048;西北电网有限公司,陕西西安710048;西北电网有限公司,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TM7112011年2月24日00:34:28，西北电网酒泉地区风电发生大规模脱网事故，共造成598台风电机组脱网，损失出力达840.43 MW，西北主网频率最低至49.854 Hz。

该次事故是截止目前我国风电事故中风机脱网规模最大、风机出力损失最多、影响最广的一次。

1 故障前运行方式1.1 故障前系统运行方式故障发生前，西北主网与新疆电网联网运行。

全网负荷35 820 MW，直流外送2 330 MW，发电出力38 160 MW，风电总出力2 200 MW，其中甘肃酒泉地区风电总出力1 534 MW，全网频率50.034 Hz，全网潮流及电压均运行正常。

中国风电2011年要闻及点评2011年是风电转折年，这不仅体现在风电场大规模脱网等事故高发，还体现在风电企业业绩全面下滑，更体现在国家能源主管部门各种政策的集中、连续出台和重新审视思考上。

其实，风电产业目前面临的技术、质量、产能、政策、电力体制等瓶颈在2005年风电产业发展之初就已预测到了，只是高速的发展暂时掩盖了这些问题，现在，这些问题到了必须要解决的时刻，解决好则风电继续快速发展，解决不好，则会失去发展的内在动力。

对风电来说，“十一五”时期是把比较容易的事干了，“十二五”时期才是真正要解决难题的时候，并且是根本上的解决，发展模式、电力体制、电价等方面将会触动各强势集团的利益，改革难度可想而知。

不敢乐观估计，只能拭目以待。

一、酒泉、张家口等地风电机组大规模脱网事故5月5日，国家电监会通报了三起风机大规模脱网事故及原因：2月24日，甘肃中电酒泉风力发电有限公司桥西第一风电场因一个开关间隔的电缆头故障绝缘击穿，造成三相短路，导致包括这个风电场在内的10座风电场的274台风电机组因不具备低电压穿越能力在系统电压跌落时脱网，引起系列反应，致使本次事故脱网风机达598台，损失出力占到事故前酒泉地区风电出力的54.4%，造成西北电网主网频率由事故前的50.034赫兹降至最低49.854赫兹。

此外，4月17日，甘肃瓜州、河北张家口的风机脱网事故均造成了较严重的后果。

点评：2010年，全国共发生80起风电场脱网事故，2011年1-8月，这个数字上升到了193起，并且大规模脱网事故（一次损失风电出力50万千瓦以上）由1起升至12起。

到底是谁的责任？国家电监会给出的结论是：事故发生主要由风电设备、风场管理、电网接入以及运行安全监管等四方面问题导致。

看来，涉及风电场开发的各方均难辞其咎。

然而，在随后的整改中，几乎所有的矛头都指向了相对最为弱势的风电整机设备商——风电机组不具备低电压穿越功能，发电集团、电网企业似乎成了行业的评判者。

大规模风电机组脱网的原因近年来，由于国内要求环保的呼声越来越高，因此节能减排就经常被提上日程，而风力发电由于其不污染环境，而且环保高效越来越受到青睐，但是风电机组在实际的运行中，经常会发生大规模脱网事故，严重影响了发电的效率，因此本文就简单介绍大规模风电机组脱网的主要原因。

一，大量风机不具备LVRT，风机主控参数和变流器定值与LVRT 失配，或者风电机组具有LVRT而未开放，或者声称具有LVRT 能力，但均未经过有资质的检测中心检测和认证，部分风电场的风电机组LVRT 能力只适应于三相对称电压跌落，而对于电网中经常出现的不对称电压跌落不具备穿越能力，故障过程中系统电压仅降至80%，就有总脱网数一半以上的风机逃逸。

酒泉某风电场6 台完成LVRT 改造的1.5 MW机组经受了后续故障的考验，说明了LVRT 改造的必要性。

二，风电基地中风电场集中接入电网，基本上无其他电源和负荷。

750kV 敦煌变处于新疆—西北主网的联网通道，常规电源和下级电网薄弱。

这种系统条件下，电网电压控制困难，正常运行时波动大。

风电场内部或系统的短路故障引起的电压跌落会波及到所有风电场，必然导致所有不具备LVRT和不合格的风电机组大规模脱网事故的发生。

三，风电场无功补偿都是独立设计和配置，没有考虑其作为电源的义务，没有开放风电机组的无功调节能力，目前所有风电机组均采用恒功率因数(cosΦ=1)模式，不能在电网需要时提供支撑。

风电场无功补偿装置(SVG、SVC、MCR 等)的设计、调试和调管脱节，功能不全或参数不匹配，未按规定投退或者不能满足快速、连续调整的基本要求，不具备自动投切滤波支路功能，风电大量脱网后出现系统无功过剩，致使故障后系统过电压造成不少风机的逃逸。

四，风电运行管理存在薄弱环节，风电场、升压站的运行规程等规章制度不健全，设备调试报告、说明书等基础资料不完整。

对于风电场二次系统，包括重要的远动信息、继电保护定值、无功补偿配置和参数的监管不够全面，细节掌握不充分，事故过程中的电网自适应能力不够快速、灵敏。

基于风电低电压穿越能力弱的750kV变电运行管理专业名称：变电运行日期：2011年8月填报单位：高压输变电公司摘要：通过地区气象条件、电压无功、有功功率、潮流等参数对风电上网运行方式下750kV电网运行稳定性影响的数模分析，制定了关于切实加强风电上网安全运行管理，有效遏制大规模风电机组脱网事故的管控及预防措施。

公司通过对2010年风电上网后发生的西北电网风电基地因桥西第一风电场大规模风电机组脱网事故等典型的事故进行了“全体人员、全面、全过程”的事故分析，制定出《750kV 变电站现场运行管理规定》、《风电加入运行方式下750kV电网运行管理细则》、《关于风电机组脱网事故应急预案》、《关于风电机组脱网事故的事故处理》。

运行人员在开展工作时，根据对潮流过载问题、功率越限时的气象、电压无功、有功功率等参数的分析，实行新制定的电网运行管理细则，使管控措施更具有针对性和时效性，极大地减少了风电脱网事故的发生，保障了电网安全可靠稳定运行。

一、专业管理的目标描述1.1专业管理的理念或策略风电大规模接入导致电网频率稳定水平降低，对频率稳定性产生一定影响。

国家电网公司2009年出台了《风电场接入电网技术规定》，提出风电机组要具备低电压穿越能力。

但是，酒泉风电基地2008年就已招标完毕，酒泉市能源局局长吴生学透露目前酒泉风电机组70%不具备低电压穿越能力。

风电机组的大规模脱网会导致系统频率、电压无功的大幅波动，尤其在风电集中上网的敦煌750kV变电站波动最大。

面对上述问题，公司对风电脱机事故进行分析和总结，及时制定了有效且针对性强的管控措施，从而达到750kV变电运行管理工作的目标，进一步强化变电运行人员的应对事故的处理能力，促进安全生产工作的可控、能控和在控。

1.2专业管理的范围和目标1.2.1范围工作范围是酒泉超高压输变电公司所属的750kV变电站的监视、操作、维护等变电站的运行工作。

1.2.2目标1）能够做大限度的减少风电机组脱网事故的发生，较少由此给系统带来的损害，保证风电并网后电网的安全稳定运行。

大规模风电机组脱网原因分析及对策首先，大规模风电机组脱网的原因主要有以下几点：1.风电机组设备故障：风电机组中的风轮、变频器等设备存在磨损、脱落、故障等问题，导致机组不能正常运行，从而脱网。

2.风资源变化：风能是风电机组发电的基础，当风资源发生突变时，如突然停风或风速骤增，风电机组可能无法适应变化，导致脱网。

3.系统调度误操作：电网运行中的误操作，如发电侧和电网侧的调度不协调，导致风电机组脱网。

4.网络故障：电网中的线路故障、开关操作不当或变压器故障等原因，导致风电机组与电网之间的连接中断。

针对以上原因，需要采取一系列措施来降低大规模风电机组脱网的风险：1.设备维护与检修：定期对风电机组进行检修与维护，确保设备的正常运行。

加强设备故障的预警监测系统，及时发现问题并进行维修。

2.风能预测与资源管理：建立准确的风能预测模型，及时预测风资源变化，调整风电机组的运行模式。

合理安排电网对风能的接收能力，以充分利用风资源。

3.加强调度管理：电网运行中，加强发电侧和电网侧的协调与管理，确保风电机组与电网的稳定连接。

加强对风电机组的实时监测与控制，及时调整风电机组的出力。

4.提高电网的稳定性：加强电网的继电保护、监测系统的建设，确保电网的可靠运行。

加强电网设备的检修与维护，减少因电网故障导致风电机组脱网的风险。

综上所述，大规模风电机组脱网可能存在设备故障、风资源变化、系统调度误操作和网络故障等原因，为降低脱网风险，应加强设备维护与检修、风能预测与资源管理、调度管理和电网稳定性等方面的工作。

只有全面考虑并有效防范这些原因，才能保证风电机组的可靠运行，确保电力供应的连续性和稳定性。

风机低电压穿越资料 据电监会通报，2月24日，甘肃中电酒泉风力发电有限公司桥西第一风电场因一个开关间隔的电缆头故障绝缘击穿，造成三相短路，导致包括这个风电场在内的10座风电场的274台风电机组因不具备低电压穿越能力在系统电压跌落时脱网，引起系列反应，最终本次事故脱网风机达598台，损失出力占到事故前酒泉地区风电出力的54.4%，造成西北电网主网频率由事故前的50.034赫兹降至最低49.854赫兹。

4月17日早晨4点51分，甘肃瓜州中国风电协和干西第二风电场一个箱变高压侧电缆头击穿、一个箱变电缆三相连接处击穿，引起系列反应，电压低于80%额定电压持续时间320毫秒，造成瓜州地区700台风机脱网，损失出力101万千瓦，电网频率最低至49.815赫兹。

甘肃这两起风机脱网事故都是由不起眼的电缆头引起的，但咎其根本原因是风电机组在低电压穿越能力方面的缺陷。

一、风电场低电压穿越技术规定国家电网公司企业标准如下：1、基本要求图1为对风电场的低电压穿越要求。

0.10.20.30.40.50.60.70.80.911.11.2-101234时间 (s)电网故障引起电压跌落要求风电机组不脱网连续运行风电机组可以从电网切出0.625并网点电压(p u )图1 风电场低电压穿越要求a.风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20％额定电压时能够保证不脱网连续运行625ms的能力；b.风电场并网点电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的90％时，风电场内的风电机组能够保证不脱网连续运行。

2、不同故障类型的考核要求对于电网发生不同类型故障的情况，对风电场低电压穿越的要求如下：a.当电网发生三相短路故障引起并网点电压跌落时，风电场并网点各线电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证不脱网连续运行；风电场并网点任意一线电压低于或部分低于图中电压轮廓线时，场内风电机组允许从电网切出。

b.当电网发生两相短路故障引起并网点电压跌落时，风电场并网点各线电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证不脱网连续运行；风电场并网点任意一线电压低于或部分低于图中电压轮廓线时，场内风电机组允许从电网切出。