随着新能源装机容量持续提升，风电场涉网性能要求正不断提高。特别是在电网故障情况下，风电机组是否能够维持并网运行、快速恢复出力，已经成为电网调度部门重点考核内容。近年来，多地新能源场站在并网验收阶段因低电压穿越能力不满足要求而被要求整改，部分项目甚至因此延迟投运。深圳德恺并网涉网试验团队近期完成了某大型风电场故障穿越专项测试，通过现场模拟电网故障，对风电场动态响应能力进行了系统验证，并协助项目完成涉网整改与验收。

项目运行背景

该风电场位于西北新能源基地，总装机容量200MW，采用4MW双馈型风力发电机组，共配置50台风机，通过330kV升压站接入区域主网。

项目进入并网验收阶段后，电网调度部门要求开展：

• 低电压穿越测试
• 高电压穿越测试
• 动态无功支撑测试
• 故障恢复能力测试

由于该区域新能源渗透率较高，电网对场站故障响应能力要求明显提高。

根据当地涉网技术规范：

测试指标	要求标准
低电压持续运行能力	满足国家标准曲线
动态无功响应时间	≤30ms
故障恢复时间	≤2秒
电压跌落期间脱网率	不允许大规模脱网
有功恢复能力	快速恢复稳定运行

项目初期自检过程中发现部分机组存在故障期间保护动作提前的问题，因此决定开展专项故障穿越测试。

现场存在的问题

项目运行阶段主要暴露以下情况：

电压跌落期间部分风机退出运行

在电压快速跌落过程中，部分机组触发保护逻辑，出现短时脱网现象。

动态无功支撑不足

故障发生后，SVG投入速度较快，但部分风机变流器无功输出不足，导致母线电压恢复偏慢。

故障恢复阶段功率振荡明显

电网故障解除后，风机有功恢复过程出现短时振荡，影响系统稳定性。

保护定值不统一

不同批次投运机组采用不同版本控制程序，低电压保护阈值存在差异。

测试方案制定

针对项目实际运行情况，现场制定了完整故障穿越试验方案。

故障模拟方式

现场采用移动式故障模拟装置，通过升压站侧构建可控故障条件，模拟：

• 单相接地故障
• 两相短路故障
• 三相短路故障
• 电压骤升故障

测试过程中电压跌落深度最高达到额定电压的15%。

数据监测系统

现场同步部署：

监测设备	功能
PMU同步监测装置	动态相量记录
电能质量分析仪	电压电流波形采集
高速录波器	故障瞬态记录
通信监测系统	调度链路监测
风机监控平台	单机运行状态采集

采样频率最高达到20kHz，用于完整记录故障瞬态过程。

重点测试内容

本次测试重点包括：

• 低电压连续运行能力
• 无功电流快速注入能力
• 电压恢复稳定性
• 风机保护动作逻辑
• 故障后有功恢复能力

同时对场站整体协调控制能力进行综合评估。

测试过程记录

在低电压穿越试验中，现场模拟母线电压跌落至0.2pu并持续625ms。

测试数据显示：

测试项目	实测结果
最大电压跌落深度	0.18pu
动态无功响应时间	22ms
风机脱网数量	2台
有功恢复时间	1.6秒
电压恢复稳定时间	1.2秒

整体结果基本满足涉网要求，但仍存在局部问题。

问题原因分析

现场通过录波数据与控制逻辑分析，最终确认以下原因。

变流器保护动作过于敏感

部分风机在电压跌落初期便触发直流母线保护，提前退出运行。

经分析发现，原保护阈值设定偏保守。

无功优先控制策略不足

故障期间，部分机组仍优先维持有功输出，无功支撑能力未充分释放。

这导致故障恢复阶段电压恢复速度偏慢。

SVG协调控制逻辑不完善

SVG与风机变流器之间缺乏统一动态协调机制。

在故障初期，无功输出存在短时重复调节现象。

参数版本不统一

部分早期投运风机程序版本较旧，故障穿越逻辑与最新涉网规范存在差异。

整改优化过程

针对测试发现的问题，现场开展了专项整改。

调整保护定值

重新校核：

• 低电压保护阈值
• 过流保护定值
• 直流母线保护参数
• 恢复延时参数

整改后机组故障耐受能力明显提升。

优化无功优先策略

在故障期间优先释放无功支撑能力，提升母线电压恢复速度。

整改后动态无功输出提升约28%。

升级控制程序

统一风机控制程序版本，并重新配置故障穿越逻辑。

升级后所有机组均满足最新涉网标准。

开展联合联调

现场同步开展：

• 风机联调
• SVG联调
• AVC联调
• 调度系统联调

确保场站整体控制逻辑协调一致。

整改后的运行效果

完成整改后再次开展复测。

复测结果如下：

指标	整改前	整改后
风机脱网数量	2台	0台
无功响应时间	41ms	19ms
有功恢复时间	2.8秒	1.4秒
电压恢复波动	较明显	明显改善
并网验收结果	存在问题	顺利通过

连续运行数据显示，整改后系统稳定性明显提升。

故障穿越测试的重要意义

在新能源高比例接入背景下，风电场已经成为电网动态稳定的重要组成部分。

故障穿越能力直接关系到：

• 电网安全稳定
• 大电网防御能力
• 新能源消纳能力
• 并网验收结果

特别是在大型新能源基地，风电场若在故障期间集中脱网，极易引发区域电网稳定问题。

因此，故障穿越测试已成为新能源涉网试验中的核心项目。

关于深圳德恺并网涉网试验

深圳德恺并网涉网试验长期服务于新能源并网检测与涉网试验领域，具备丰富风电场、光伏电站及储能电站现场测试经验。

目前可开展：

• 风电场故障穿越测试
• 低电压穿越试验
• 高电压穿越试验
• 动态无功支撑测试
• SVG性能测试
• AGC/AVC联调
• 新能源涉网整改
• 并网验收技术支持

团队可根据不同地区电网技术规范制定专项测试方案，协助项目快速完成并网验收与运行优化。

欢迎咨询资深专业工程师，获取风电场故障穿越测试专属方案

常见问题

风电场故障穿越测试必须现场开展吗？

大部分涉网验收要求必须进行现场实测，单纯仿真通常无法替代正式验收测试。

低电压穿越与高电压穿越有什么区别？

低电压穿越主要验证电压跌落期间持续运行能力，高电压穿越则验证过电压耐受能力。

风机脱网一定是保护问题吗？

不完全是。控制逻辑、变流器能力、通信延迟等都可能导致脱网。

SVG是否可以完全替代风机无功支撑？

不能。风机动态无功支撑仍是故障期间的重要组成部分。