1、風(fēng)電大規(guī)模脫網(wǎng)問題不容忽視
　　隨著9個千萬千瓦風(fēng)電基地的建設(shè), 中國在2013年就已經(jīng)成為世界上風(fēng)電裝機容量最大的國家, 預(yù)計到2015年和2020年, 中國風(fēng)電裝機容量將分別達到100 GW和200 GW。然而, 在風(fēng)電并網(wǎng)容量快速增加的同時, 由風(fēng)電并網(wǎng)所帶來的電網(wǎng)安全穩(wěn)定問題也日益突出。據(jù)不完全統(tǒng)計, 僅2011年就發(fā)生了193起風(fēng)電機組脫網(wǎng)事故, 其中損失風(fēng)電出力500 MW以上的脫網(wǎng)事故就達12起。
　　縱觀這些大規(guī)模風(fēng)電脫網(wǎng)事故, 均存在因電網(wǎng)電壓超過了風(fēng)電機組的最低或者最高工作電壓導(dǎo)致機組脫網(wǎng)的現(xiàn)象。分析可知, 故障期間風(fēng)電場內(nèi)部匯集系統(tǒng)保護設(shè)備不能快速切除故障、風(fēng)電機組不具備低電壓穿越能力是造成機組低電壓脫網(wǎng)的主要原因; 風(fēng)電場無功補償裝置的響應(yīng)滯后將導(dǎo)致故障清除后機端電壓升高, 此外具備低電壓穿越能力的風(fēng)電機組有可能進一步誘發(fā)機端電壓驟升。
　　以現(xiàn)階段并網(wǎng)風(fēng)電機組的主流機型雙饋風(fēng)電機組(DFIG)為例, 由于定子側(cè)繞組與電網(wǎng)直接相連且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器容量有限, 電壓驟升對機組的影響更為嚴(yán)重。機端電壓升高將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)出高電壓, 當(dāng)轉(zhuǎn)子電壓超過轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制范圍時將造成風(fēng)電機組運行不受控, 甚至引起變流器內(nèi)部器件擊穿。因此, 機端電壓驟升將嚴(yán)重影響風(fēng)電機組的運行安全。
　　2、風(fēng)電機組機端電壓驟升的原因
　　通過分析現(xiàn)階段已發(fā)生的高電壓脫網(wǎng)事故, 造成故障清除后系統(tǒng)電壓驟升的主要原因可以歸結(jié)為以下2個方面。
　　1) 電網(wǎng)電壓恢復(fù)后, 風(fēng)電場無功補償裝置受到鎖相、電壓判斷以及執(zhí)行機構(gòu)動作時間等因素的影響導(dǎo)致控制響應(yīng)時間過長、未及時動作, 造成系統(tǒng)無功功率過剩;
　　2) 具備低電壓穿越能力的風(fēng)電機組受到無功電流注入比例系數(shù)以及控制策略響應(yīng)時間的影響, 有可能造成電網(wǎng)電壓恢復(fù)瞬間機端電壓驟升。
　　圖1為某型號2.5 MW DFIG低電壓穿越現(xiàn)場測試試驗結(jié)果。電網(wǎng)電壓變化后該機組動態(tài)無功控制的響應(yīng)時間約為30～40 ms。此外, 受現(xiàn)行并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的影響, 該型號機組在機端電壓低于0.2 pu時不進行無功注入即k=0, 故圖 1(a)所示工況下電網(wǎng)電壓恢復(fù)瞬間機端電壓未發(fā)生過沖。