摘要：針對酒泉風電基地2011 年發生的幾次大規模風機脫網事故，根據現場調查和錄波數據分析得出起因是風電場電氣設備故障引發相間短路故障，引起站內和系統電壓跌落，在此期間大量風機因不具備低電壓穿越能力而脫網;故障切除后系統電壓恢復，各風電場的無功補償裝置無法及時進行自動電壓調整，引起系統電壓升高，導致部分風機因過電壓保護動作脫網。據此從工程實用角度提出了改造風電機組、完善風電場集電系統及保護配置等措施，并結合大型風電基地特點提出可以合理避免大規模脫網事故進一步研究的問題。
0 引言
2005 年底，全國風電裝機容量僅為1 220 MW，位居世界第八位。“十一五”時期，在《可再生能源法》及相關配套政策支持下，我國風電產業得到了快速發展。到“十一五”末，全國(不含港、澳、臺)共建設802 個風電場，安裝風電機組32 400 臺，總吊裝容量達到41 460 MW(建設容量38 280 MW，并網運營容量31 310 MW)，年均增長率為102%，累計和新增吊裝容量均位居世界第一位，裝機規模達到了新的水平，但2010 年全年風電發電量約為490 億kWh，仍低于美國同期的風電發電量[1-2]。
從國際、國內可再生能源發展歷程看，風力發電是目前除水電外最成熟、經濟效益最好的可再生能源發電技術，重點發展風電等可再生能源必然且已經成為我國能源發展的重大戰略決策。在《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》中亦明確指出“新能源產業重點發展新一代核能、太陽能熱利用和光伏光熱發電、風電技術裝備、智能電網、生物質能”及“加強并網配套工程建設，有效發展風電”。雖然全國風電裝機規模達到世界第一，八大千萬千瓦級風電基地開始建設，但對風電在建設和運行中逐漸暴露出大量的問題要有清醒的認識，包括風電整體質量和技術水平偏低、運行管理缺乏經驗與規范、大規模脫網事件頻發等;并網運營容量低于總吊裝容量接近三分之一，遠遠落后于發達國家，風電投資效益大打折扣;風電發展規劃與電網脫節，風電出力受限嚴重影響了風電健康、可持續發展，也危害了電網的安全穩定運行[3-5]。
1 大規模風電基地發展
截止2010 年底，甘肅、新疆、河北、吉林、內蒙古(東、西)、江蘇六個省區的七個千萬千瓦級風電基地都通過了國家規劃審查[6]。2011 年1 月《山東半島藍色經濟區發展規劃》被國務院批復[7]，其中風電規劃為“到2015 年，陸地裝機容量達到7 150MW，海上風電裝機達到2 850 MW。到2020 年，海上風電裝機達到10 000 MW”。山東成為中國第八個千萬千瓦級風電基地。八個千萬千瓦級風電基地的總裝機容量約占全國的80%，由此可知風電基地在我國風電規劃中的分量，風電基地的發展和運行情況決定了我國風電事業的整體水平。
1.1 酒泉基地發展規劃
甘肅是全國風能資源較豐富的省區之一。根據《甘肅省風電工程規劃報告》和氣象部門分析成果，全省風能資源理論儲量為2.37 億kW，風能總儲量居全國第五位，其中酒泉地區年有效風能儲量在800 kWh/m2 以上，年平均有效風能密度在150 W/m2以上，有效風速時數在6 000 h 以上，可開發風電裝機容量在40 GW 左右[8]。
2007 年甘肅省政府提出了“建設河西風電走廊，再造西部陸上三峽”的戰略目標。酒泉地區是我國最早批準的千萬千瓦風電基地。風能條件好，年內、年際風速偏差較小，有利于風力發電機組安全穩定運行;風力氣候環境好，干燥無鹽，有利于延長風機壽命;地域遼闊，風電場選址較易，受區域內季風影響小，有利于風電場開發建設;工程地質條件好，有利于降低風電項目建設成本;交通運輸便利，有利于風電設備運輸。2009 年8 月8 日，酒泉千萬千瓦級風電基地Ⅰ期項目正式開工，2011年6 月Ⅰ期項目基本完成。2011 年5 月，酒泉風電基地Ⅱ期工程建設規劃已經得到批準。依據規劃，到2015 年酒泉風電基地裝機容量接近14 GW，至2020 年，超過20 GW。
1.2 酒泉基地特點
截止2011 年6 月底，風電并網容量達4 135 MW，在運風電機組2996 臺，機組平均容量1.38 MW。其中，1 月至6 月完成風電發電量35.1 億kWh;全網風電場累計利用小時數924 h。
截止2011 年6 月底，在運風電場共有15 座具有利用小電流接地選線裝置快速切除場內35 kV 系統單相故障的功能，占在運風電場總數量的56%;完成風電機組低電壓穿越能力(LVRT)改造676臺，占總風機臺數的22.6%;完成電纜頭整改的風電場有25 座，占并網風電場數量的92.6%;有10座風電場已完成E 格式文本信息上傳;3 家風電場已投運風功率預測系統。中國電科院正在中海油昌西二風電場對東汽風機做LVRT 實驗，目前空負荷電壓跌落至20%實驗已經完成[9]。
但進入5 月后，由于前一階段酒泉基地頻發風機脫網事件，出于電網安全考慮和加強風電企業自律的要求，對不滿足風電并網要求的風電場采取了整改及限出力措施，并責令今后一定時段內完成整改。5 月以來，大規模風電脫網機組事故再未發生，說明整改有成效。
基于甘肅風電并網現狀和風力風能特征，其4月份風電場基本運行指標很有典型意義(風電出力未受限)，經過數據對比分析，我們可以看出酒泉風電場具有如下基本特點。
1)開發規模大，集中程度高，11 個風電場220萬風電裝機均接于750 kV 敦煌變330 kV 母線，出力波動范圍大，反調峰特性明顯;保證出力很小，接近于0;有效出力較大，大于裝機容量60%，說明酒泉風電在用電高峰時進行電力平衡的作用很弱，在負荷低谷時段安排系統調峰也相對困難[9-10]。
2)大型基地風電場群的積聚效應使整體出力變化趨緩，但是4 月份酒泉風電出力1 min、5 min、15 min 風電出力最大變化幅度達到裝機容量的5.56%、10.3%和13.5%，與理論估算的最大出力變化幅度[11]偏差較大，實際上加深了對局部電網穩態水平的影響。
3)雖然風電短期和超短期預測系統投產試運，可以基本滿足規定要求，但與調度安排方式的要求還有較大差距。
4)風電建設速度快，設備技術標準低，遠離負荷中心，在750 kV 新疆—西北電網聯網線路投產后，由于風電場運行特性和電網安全水平影響，風電大發時其送出依然受限，整個河西地區網源協調能力受到嚴峻考驗[9]。
5)由于網架結構的約束，酒泉風電調峰基本由甘肅電網承擔，運行方式安全壓力大[9]。
1.3 大規模風機脫網事故情況
今年1月到4月份，酒泉各風電場共發生電氣設備故障35起，其中電纜頭故障造成集電線路跳閘21次，保護插件故障造成設備跳閘或斷路器拒動5次，其他故障9次。特別是連續發生大規模風機脫網事故四起，“2·24”、“4·3”、“4·17”、“4·25”事故分別導致598、400、702和1 278臺風電機組脫網，酒泉風電基地大規模脫網故障情況見統計表1。事故的起因主要是單個電纜故障，而由于集電系統及保護不合理致使事故擴大至風電場;由于風機LVRT的缺失讓事故蔓延至整個風電基地，同時部分風機變流器制造不良，誤發頻率越限信號，加重了事故影響程度;由于無功補償設備調管不嚴造成事故進一步擴大。
2011 年2 月24 日事故前，并入750 kV 敦煌變的橋西一場68 臺華銳風機并網運行，全場帶出力9.60 MW，0:34，橋西一場35B4 饋線開關柜下側電纜頭發生C 相擊穿，經過約11 s 很快發展為三相短路，35B4 開關過流保護Ⅰ段動作，60 ms 后開關動作跳閘，切除該饋線所帶全部12 臺風機，損失出力1.80 MW，橋西一場其余57 臺在運風機均因不具備LVRT 而脫網，損失出力7.80 MW[12]。
故障導致系統電壓大幅跌落，750 kV 敦煌變330 kV 母線電壓最低跌至267 kV(0. 735 pu)，其中低于0.8 pu 持續時間20 ms，在此期間因機組不具備LVRT 而脫網274 臺，共損失出力377.13 MW。故障切除后，系統電壓回升，而各風電場升壓站的SVC 裝置電容器支路因無自動切除功能而繼續掛網運行，造成大量無功功率過剩涌入330 kV 電網，同時因風電大量切除，造成輸變電設備負荷減輕，共同引起系統電壓升高，敦煌變330 kV 母線電壓瞬間達到365 kV(1.11 pu)，最高達到380 kV(1.15pu)，750 kV 母線電壓瞬間達到800 kV，最高達到808 kV。網內部分風電機組由于過電壓保護動作而脫網300 臺，共損失出力424. 21 MW。此外在故障期間，有24 臺機組因頻率高保護動作脫網(后查原因為變頻器模塊故障導致誤發信號)，甩出力3.60MW。本次事故造成598 臺風電機組脫網，共損失出力840.43 MW，西北主網頻率最低跌至49.854Hz。
經現場檢查，發現35B4 開關間隔C 相電纜頭半導電層切口不整齊、未作錐面處理，導致應力集中。另外，未按工藝要求涂刷硅脂，導致在電纜頭應力錐部位出現絕緣薄弱點，在運行中發生單相接地故障;C 相單相接地發生后11 s，放電弧光及放電粉塵短接A、B 相電纜接線樁頭，發展為三相放電故障，開關跳閘。
風機集中脫網嚴重影響了電網電壓和頻率的穩定，造成短時間內局部電網指標大幅波動，直接威脅到電網整體安全穩定運行。即使類似酒泉“4·25”事件起因是由于電網故障造成330 kV 變電站部分失壓，直接影響風機533 臺，甩出力479MW，但由于風電自身繼電保護、低電壓穿越、變流器故障、無功補償和高電壓穿越等問題造成風機擴大停運745 臺，加重甩出力1 056.2 MW，導致西北電網頻率最低至49.765 Hz，遠較直接原因嚴重。
從表1 可以看出，一是故障前系統都處于大風天氣，風電大發，最高出力接近2 000 MW，約占當時風電總裝機容量的一半;二是故障切除的機組數量相對較少，這里故障切機的意義是切除故障連帶切除的機組，不論機組質量和有無LVRT;三是低電壓切除風機的比例越來越大，而高電壓切除風機的比例越來越小，說明風電機組的LVRT 改造比較困難，需要投資和時間，而無功補償設備的管理等整改措施效果顯著;四是其他原因跳機也越來越少，說明風電機組的管理運行水平有了明顯提高。
2 風電基地存在的安全運行問題
2.1 風電場安全運行現狀
1)大量風機不具備LVRT，風機主控參數和變流器定值與LVRT 失配，或者風電機組具有LVRT而未開放，或者聲稱具有LVRT 能力，但均未經過有資質的檢測中心檢測和認證，部分風電場的風電機組LVRT 能力只適應于三相對稱電壓跌落，而對于電網中經常出現的不對稱電壓跌落不具備穿越能力，故障過程中系統電壓僅降至80%，就有總脫網數一半以上的風機逃逸。酒泉某風電場6 臺完成LVRT 改造的1.5 MW機組經受了后續故障的考驗，說明了LVRT 改造的必要性。
2)風電基地中風電場集中接入電網，基本上無其他電源和負荷。750kV 敦煌變處于新疆—西北主網的聯網通道，常規電源和下級電網薄弱。這種系統條件下，電網電壓控制困難，正常運行時波動大。風電場內部或系統的短路故障引起的電壓跌落會波及到所有風電場，必然導致所有不具備LVRT和不合格的風電機組大規模脫網事故的發生。
3)目前所有風電場35 kV(10 kV)集電系統均為不接地系統，該方式是系統中性點對地絕緣方式，允許帶單相接地運行1～2 h，是從配電系統設計中借鑒過來，一般適應于接地電流小的架空線路，對于架空電纜混合的發電系統接線方式顯得不盡合理。未配或所配的小電流選線裝置選線正確率低，無法及時發現單相接地隱患，導致故障擴大化。同時，消諧裝置和濾波裝置由于參數選擇失配、容量偏差、投放不足等因素無法補償35 kV 系統的電壓波動和不平衡，加劇了低壓設備的熱疲勞。
4)風電場無功補償都是獨立設計和配置，沒有考慮其作為電源的義務，沒有開放風電機組的無功調節能力，目前所有風電機組均采用恒功率因數(cosΦ=1)模式，不能在電網需要時提供支撐。風電場無功補償裝置(SVG、SVC、MCR 等)的設計、調試和調管脫節，功能不全或參數不匹配，未按規定投退或者不能滿足快速、連續調整的基本要求，不具備自動投切濾波支路功能，風電大量脫網后出現系統無功過剩，致使故障后系統過電壓造成不少風機的逃逸。
5)風機廠家未開放風機內部控制和保護系統工作原理，設備廠家技術交底不充分，內部各項關鍵參數含義不清晰準確、設置混亂，尤其是造成風機低電壓保護、過電壓保護和頻率保護定值整定與電網要求不協調，個別風場SVC、SVG、MCR 裝置采集330kV 電壓與監控系統電壓不一致，對出力設限，影響SVC、SVG 發揮調壓作用。事故起始不能有效地縮小事故范圍，事故后風電場自啟動恢復能力差。
6)大規模的風電建設集中投產給設計制造建設監理驗收測試運行都帶來巨大壓力，有限的技術力量導致部分風電場在項目建設階段未能嚴把設備質量關，施工及安裝質量較差，特別是35 kV 系統施工工藝不良、驗收不到位、反措執行不規范等問題更為突出。酒泉風電基地Ⅰ期工程2010 年底處在建設收尾和集中啟動并網階段，基建與運行、消缺交叉重疊，工作界面比較雜亂。承攬電纜頭制作的施工人員僅能提供入網電工許可證，無電纜工資質。35kV 集電線路箱變電纜試驗過程與規程不符。當時事故電纜交流耐壓試驗條件為52 kV、15 min，與規程規定42 kV 持續60 min 不符。
7)風電運行管理存在薄弱環節，風電場、升壓站的運行規程等規章制度不健全，設備調試報告、說明書等基礎資料不完整。對于風電場二次系統，包括重要的遠動信息、繼電保護定值、無功補償配置和參數的監管不夠全面，細節掌握不充分，事故過程中的電網自適應能力不夠快速、靈敏。相關風電場運行管理不到位，沒有建立或嚴格執行設備巡視制度，致使設備缺陷得不到及時消除，最終造成設備故障。
8)各風場運行人員不足，在自動化、保護等專業運行人員配置方面達不到要求，缺乏風電運行經驗，技術培訓、事故預案等針對性不強，有關儀器設備配置不全，如無紅外、紫外成像儀，沒有提前介入風電場安裝、調試和驗收，對裝置原理、運行和事故處理規程不熟悉，設備巡視不規范，不能及時發現設備缺陷，如4·17 事故中，35 kV 母差拒動原因為各饋線柜母差保護跳閘回路接線錯誤，造成后備保護動作，延長了故障切除時間。
2.2 有關具體措施和政策建議
2.2.1 具體措施
1)風電機組和風電場滿足并網技術要求，具備LVRT是遏制風電機組大規模脫網事故的關鍵。新并網的機組必須具備LVRT，已并網的風電機組必須按要求的計劃整改。來不及LVRT改造的，首先確認滿足基本的風機運行要求，如并網點電壓跌落0.8 pu以下時，需要不跳閘運行0.1～0.2 s，見圖1，就能穿越大部分的電網瞬時故障。對已并網的風電場LVRT進行梳理、測試，不具備合格LVRT的風電場，應在規定的期限內完成改造并通過LVRT現場抽檢，風電場大規模集中接入點上的風機，應優先安排改造。制造廠應主動配合現場，協商具體改造方案并立即實施。開放風機控制及保護定值設置，優化風機保護與風機控制系統間的配合關系，使風機主控系統和LVRT功能相協調。研究LVRT期間風機向電網提供無功支持的方案，風機在電網電壓跌落期間不脫網運行的同時，提供必要的無功輸出。同時研究具備高電壓穿越(HVRT)的可行性及技術方案，應繼續加大投入，提高風機制造質量和研發風電機組控制保護等關鍵技術。
2)2011 年以來酒泉風電基地多個風電場連續多次出現電纜頭故障，應對在網電纜、電纜頭及開關柜做全面的隱患排查，并按規程要求全面做高、低壓試驗。加強對電纜、開關柜、刀閘接頭等設備的運行維護管理，完善運行監視手段，配置紅外、紫外成像儀等檢查儀器或設備，確保及時準確發現并消除隱患。此外鑒于當前低價中標影響產品質量的問題，建議風電場對設備材料采購過程嚴格把關，盡量選用大型企業或者能生產更高電壓等級電纜附件的企業的產品，避免不合格產品掛網運行。電纜附件安裝是一個技術性很強的工作，無滿足要求的安裝場所，不按圖紙說明的要求安裝，都會留下隱患。要對施工過程加強管理，監理也要具備專業知識，組織具有資質的技術人員安裝電纜頭，確保工程施工質量。設計時盡可能放大導體截面，降低導體表面的電場強度等。
3)中性點不接地或經消弧線圈接地系統，故障線路和非接地線路僅僅流過微弱的電容電流，無法準確確定是那一條線路發生接地，給接地查找和修復帶來困難。基于基波零序電流的幅值、方向等原理的裝置的選線效果不太好。而基于小波變換的行波單相選線[13-14]，充分利用電網中普遍存在的電流行波來進行故障選線，是故障選線原理的突破，為其提供了全新的思路和新的方案，實際運行證明，有望從根本上解決小電流系統故障選線難題，從而實現快速可靠選線并及時跳閘，可防止故障擴大。由此可見，為了快速自動隔離風場低壓系統發生單相接地故障，可以參照以下措施進行整改：對已配置小電流接地選線裝置(有跳閘功能或可以容易改造為有跳閘功能)的風電場升壓變電站，可將小電流接地選線裝置改造為在選線告警的基礎上增加選線跳閘功能：選線告警后應經過短延時(如0.5 s)直接跳該饋線開關;若未切除接地線路，母線監測到零序電壓且U0>50 V，則經過較長延時(如1.0 s)通過母差保護直接跳開低壓母線所有支路開關。對配置小電流接地選線裝置無跳閘功能的變電站采用以下方式，若檢測到低壓母線零序電壓U0>50 V,經過較長延時(0.6 s)通過母差保護直接跳開低壓母線所有支路開關，或直接切除主變低壓側開關，并要求該變電站盡快加裝具有選線跳閘功能的小電流接地選線裝置。對未配置小電流接地選線裝置的風場升壓站，要求盡快配置具有跳閘功能的小電流接地選線裝置，優先選用性能優異的行波選線裝置。新建風電場35 kV 集電系統應設計為低電阻接地系統(中性點經小電阻接地)并配置接地保護。對已運行的升壓站，要逐步改造為低電阻接地系統，因為前述的小電流選線準確率低，誤切正常線路的可能性較大。可在35 kV 母線處裝設接地變壓器，其中性點經電阻接地，電阻值需進行計算，利用35 kV系統發生單相接地故障時的零序電流，快速切除單相接地故障。
4)認真落實國家電網公司《防止風電大規模脫網重點措施》[15]，著力加強動態無功補償設備運行管理，及時處理缺陷并加以改造，實現無功補償設備的動態部分投自動調整功能，能自動投切濾波支路，確保并且嚴格按照調度要求投入運行。加強并網風電場調度運行管理，對已并入電網的風電場涉網保護、無功補償、風機信息上傳、調度運行值班、基礎管理等方面進行現場檢查摸底，不滿足標準要求的風電場不與并網。嚴格風電場負責保護定值的整定管理，確保繼電保護履行第一道防線職責。加強運行及管理人員培訓，完善運行規程，嚴格持證上崗制度，強化設備運行維護管理，提高隱患識別和事故處理能力。運行人員熟練掌握風機內部主控系統及設備，熟悉電網調度規程。調度部門要加強指導、監督。
2.2.2 進一步研究的課題
1)國家標準《風電場接入電力系統技術規定》應該針對我國大規模風電基地的建設進行分析研究實踐，提出切合實際技術要求，不要一刀切。在滿足電網安全穩定的前提下，合理規范風電機組性能，嚴格風電機組制造技術、安裝工藝要求、檢測要求以及并網審批程序，做好宣貫，強化監管，從源頭上把好風電機組并網關。我國大規模風電基地一般都直接并入220 kV及以上的輸電主網，而我國220kV及以上的主網繼電保護配置很完善[16]，事故快速切除率在多年保持為100%[17]，即主網發生短路事故時電壓可以到零，但持續時間一般小于0.1 s，對于單相故障，經約1 s的延遲后重合，如果是永久故障，將對風電場造成第二次沖擊，對風機的LVRT能力是更加嚴峻的考驗;在長距離超高壓輸電通道上無功控制困難，如新疆-西北聯網通道上變電站大部分為單主變，主變跳閘后，失去對電壓的鉗制作用，同時失去低壓補償，電壓波動大，而且有一定的低頻振蕩，應該據此對風電基地及其機組提出故障電壓穿越等一系列合理的技術要求。
2)風電機組的LVRT技術已經掌握，現在正在加緊改造實施。如果有了LVRT，不切除風電機組，就不會出現隨后的高電壓，但是對于酒泉風電基地來說，西北-新疆聯網通道均為750 kV長距離線路，充電功率大，750 kV哈敦、敦泉、泉河、河武雙回線高抗補償度為86.15%，77.12%，80.15%，76.78%，無功平衡主要依賴靜態高低壓感性補償。由N-1計算分析得知，聯網通道沿線網架結構較弱，短路容量小，聯網通道的短路容量僅為西北主網東部受端系統的一半，相同潮流變化下，電壓波動是東部的二倍。如果750 kV線路輕載運行，酒泉單臺主變故障切除后750 kV母線電壓將上升超過800 kV，出現高電壓。需要研究的問題是風電機組需要不需要HVRT、零電壓穿越(ZVRT)功能，或者HVRT、ZVRT功能與系統無功電壓控制系統的協調配合，需要單一的功能，還是整個風電基地整體加以解決，何種方案更優?在某些情況下，具有LVRT能力的風電場反而對系統穩定不利。風電基地風機具備LVRT功能后，在聯網線路潮流大且發生故障的情況下，由于穩定水平限制，輸電能力大幅降低，又需要切除風電機組，兩者之間有無其他優化解決方案[18]。
3)隨著大規模風電機組LVRT改造，在風電基地內如何高效檢測LVRT，風電機組并網檢測手段的研究開發和優化部署也是一個需要研究的問題。風電機組并網性能檢測，關鍵是LVRT測試手段，中國電力科學研究院已經研制配置了LVRT移動測試設備并具備測試能力和資質。因為風電基地風電機組的大規模投產，即使檢驗1%的風機，測試能力包括人員和設備都十分緊缺，為了滿足現在需要而培訓人員和配置設備，以后就有可能出現設備閑置或使用率低的問題，是否需要研制簡易的測試設備，是否在必要時進行電網人工接地試驗來驗證?
4)風電場集電系統中的電纜接頭是一個薄弱點，酒泉200 MW大型風電場一般經過經濟技術比較后集電系統都選用架空線路方案，每臺風機用電纜連接到箱式變的低壓側， 高壓側均用一根YJV22-3×50型電力電纜引接至臨近的35 kV架空輸電線路上，風電機組所發電能先通過數條LGJ-185/30的35 kV架空線路輸送至距330 kV升壓變電所圍墻外約1 km處，再分別通過多回YJV22-3×150型電力電纜直埋敷設引至330 kV升壓變電所35 kV開關柜上，實現與電網的連接。從這里可以看出，這種集電系統是電纜架空線混合系統，電纜接頭很多，而且所處環境惡劣，風沙大，溫差也大，雖然部分電纜頭在密封箱內，也都出現過事故。根據酒泉地區實際，研究風電場35 kV線路不用或少用電纜轉接的可行性。
5)大規模風電基地中的大型風電場應該按發電廠看待，新的國標(征求意見稿)《風電場接入電力系統技術規定》中要求：風電場要充分利用風電機組的無功容量及其調節能力;當風電機組的無功容量不能滿足系統電壓調節需要時，應在風電場集中加裝適當容量的無功補償裝置，必要時加裝動態無功補償裝置。風電基地主流風電機組為雙饋機組(DFIG)和永磁直驅(PMSG)兩種，都可以實現有功無功控制的解耦，DFIG的功率因數cosΦ 可以在+0.95至-0.95范圍內調節，輸出或吸收的無功功率可達有功功率輸出的31%。而PMSG采用全功率變流器并網，無功電壓控制更加靈活，當cosΦ 可以在+0.93至-0.93范圍內調節，輸出或吸收的無功功率可達有功功率輸出的37%。當有功功率低于額定時，相應的無功能力增大。所以要研究如何發揮風電機組無功能力、發揮風電機組無功能力后風電場集中加裝多少容量的無功補償裝置，是否加裝動態無功補償裝置。研究風電機組、(動態)無功補償裝置、電網(動態)無功補償裝置和整個系統的多對象協調配合的無功電壓協調控制策略，提升低(故障)電壓穿越能力、整體抗擾動能力的集群主動式控制策略。按照規劃，酒泉風電基地送出系統要加裝可控高抗、串補等靈活交流輸電裝置，還要建設特高壓直流送出工程，如何充分協調發揮其功能，有效提升風電接納能力，是堅強智能電網的研究重點之一[19-20]。
3 結論
大規模風電基地的建設運行中出現的大規模脫網事故給我們上了一節及時的安全課，使我們能夠在風電裝機容量世界第一的自豪面前保持清醒的頭腦。堅定穩健地發展風電，是我國應對氣候變化，發展低碳經濟，保障能源安全的不二選擇。關鍵是總結經驗，有針對性地加強風電的安全管理，慶幸的是目前風電的各種安全運行和發展難題尚處于萌芽階段，還比較容易解決。本文通過對風電發展、運行及事故的不同層次分析，提出了改造風電機組、改進風電場集電系統設計、強化建設全過程管理和加強人員培訓等措施，以系統的觀點提出了一些需要進一步研究的課題，希望能有助于理性分析風電發展中存在的問題并逐步加以解決，促進風電與電網的友好發展、和諧共贏。
參考文獻
[1] Globe Wind Energy Council (GWEC). World WindReport 2010 [R]. 2011.
[2] 中國風力發電工程信息網. 2010 年度中國風電建設成果統計報告[R]. 2011.China Wind Power Engineering Information Net.Statistics reports on China wind power constructionachievements in 2010[R]. 2011.
[3] 國家電力監管委員會. 關于近期三起風電機組大規模脫網事故的通報[R]. 2011.State Electricity Regulatory Commission. Report aboutthe recent three accidents of wind turbine tripping[R].2011.
[4] 國家電力監管委員會. 關于切實加強風電場安全監督管理,遏制大規模風電機組脫網事故的通知[R]. 2011.State Electricity Regulatory Commission. Notices ofstrengthening wind farms safety supervision andadministration and avoiding large-scale wind turbinetripping accidents[R]. 2011.
[5] 國家電力監管委員會. 風電、光伏發電情況監管報告(2011 年第9 號)[R]. 2011.State Electricity Regulatory Commission. Wind powerand photovoltaic energy situation supervision report(No.9, 2011)[R]. 2011.
[6] 國網北京經濟技術研究院. 七個千萬千瓦級風電基地輸電規劃設計總報告[R]. 2010.Beijing Economic and Technological Institute of StateGrid. Transmission planning and design reports of seven10 GW-level wind power bases[R]. 2010.
[7] 中國人民共和國國家發展和改革委員會. 山東半島藍色經濟區發展規劃[R]. 2011.National Development and Reform Commission.Development plan of Shandong peninsula blue Economiczone[R]. 2011.
[8] HE Shi-en, WANG Wei-zhou, JIA Huai-sen, et al.Integration of wind power into Gansu grid and itsoperation[C] // The First International Conference onSustainable Power Generation and Supply, SUPERGEN.Nanjing, April 5-7, 2009.
[9] 甘肅省電力公司調度通信中心. 2011 年5 月甘肅電網新能源發電運行分析[R]. 2011.Electric Power Dispatching & Communication Center ofGansu Power Grid Co., Ltd. Operation analysis ofrenewable energy power generation at Gansu power gridin May, 2011[R]. 2011.
[10] 甘肅省電力公司調度通信中心. 甘肅電網2011 年運行方式[R]. 2011.Electric Power Dispatching & Communication Center ofGansu Power Grid Co., Ltd. Operation mode of GansuPower Grid in 2011[R]. 2011.
[11] 西北電網有限公司. 酒泉千萬千瓦級風電基地出力特性研究[R]. 2008.Northwest Power Grid Co., Ltd. Output characteristics ofJiuquan 10 GW-level wind power base[R]. 2008.
[12] 國家電力監管委員會. 電監會通報“2.24”甘肅酒泉風電事故[R]. 2011.State Electricity Regulatory Commission. SERC bulletin"2.24" Gansu Jiuquan wind power accident[R]. 2011.
[13] 董新洲，畢見廣. 配電線路暫態行波的分析和接地選線研究[J]. 中國電機工程學報，2005, 25(4): 3-8.DONG Xin-zhou，BI Jian-guang. Analysis on transienttraveling wave and study on fault line selection fordistribution lines[J]. Proceedings of the CSEE, 2005,25(4): 3-8.
[14] 孔瑞忠，董新洲，畢見廣. 基于電流行波的小電流接地選線裝置的試驗[J]. 電力系統自動化，2006, 30(5):67-71.KONG Rui-zhong, DONG Xin-zhou, BI Jian-guang. Testof fault line selector based on current traveling wave[J].Automation of Electric Power Systems, 2006, 30(5):67-71.
[15] 國家電網公司. 防止風電大規模脫網重點措施[R]. 北京: 2011.State Grid Corporation of China. Key measures toprevent large-scale wind power tripping[R]. Beijing,2011.
[16] 中華人民共和國國家標準化委員會. GB/T 14285—2006 繼電保護和安全自動裝置技術規程[S].National Standardization Committee, GB/T 14285—2006Relaying protection and automatic safety device technicalregulations[S].
[17] 中國電力科學研究院，國家電力調度通信中心，2010年國家電網公司繼電保護運行情況統計分析[R]. 北京:2011.China Electric Power Research Institute (CEPRI), StateGrid Electric Power Dispatching & CommunicationCenter. Statistical reports on state grid relaying protectionand automatic safety device operation[R]. Beijing, 2011.
[18] 張麗英，葉廷路，辛耀中，等. 大規模風電接入電網的相關問題及措施[J]. 中國電機工程學報，2010,30(25): 3-11.ZHANG Li-ying, YE Ting-lu, XIN Yao-zhong, et al.Problems and measures of power grid accommodatinglarge scale wind power[J]. Proceedings of the CSEE,2010, 30(25): 3-11.
[19] 劉峻, 何世恩. 建設堅強智能電網助推酒泉風電基地發展[J]. 電力系統保護與控制, 2010, 38(21): 19-23.LIU Jun, HE Shi-en. Strong and smart grid boostsJiuquan wind power base development[J]. Power SystemProtection and Control, 2010, 38(21): 19-23.
[20] 何世恩, 索南加樂, 楊鋮, 等. 適應于酒泉風電送出的750 kV 線路縱聯保護原理研究[J]. 電力系統保護與控制，2010, 38(16): 87-91.HE Shi-en, SUONAN Jia-le, YANG Cheng, et al. A 750kV transmission line pilot protection suitable to Jiuquanwind power base delivery[J]. Power System Protectionand Control, 2010, 38(16): 87-91.