新能源装机规模快速增长后，电网运行方式正在发生深刻变化。传统同步机比例下降，使系统惯量与短路容量持续减弱，电网对新能源场站稳定性的要求明显提高。在此背景下，风电场是否具备低电压穿越、高电压穿越以及故障期间持续运行能力，已经成为新能源并网管理中的核心指标。故障穿越测试不仅关系风电场能否顺利并网，更直接影响区域电网在扰动状态下的安全稳定运行。

近年来，国家及各区域电网持续强化新能源涉网性能管理。大量风电项目在投运前、扩容阶段以及涉网整改过程中，都需要开展专项故障穿越测试。尤其在弱电网地区，测试要求更加严格，部分项目甚至需要完成多轮动态验证与控制参数优化。

故障穿越测试的核心目的

风电场故障穿越能力，本质上是新能源机组在电网故障期间保持稳定运行的能力。

当电网发生：

• 单相接地故障
• 两相短路故障
• 三相短路故障
• 电压骤降
• 电压骤升

若风电机组大量脱网，极易引发系统功率失衡，甚至造成区域性连锁故障。

因此，电网要求风电场在故障期间：

• 不允许大规模脱网
• 必须维持并网运行
• 提供动态无功支撑
• 协助系统电压恢复

根据《GB/T 19963-2021 风电场接入电力系统技术规定》，风电场需满足低电压穿越能力要求，并在故障期间维持连续运行。

部分区域电网要求如下：

项目	典型指标
电压跌落深度	最低可至0%
穿越持续时间	625ms以上
动态无功响应	快速投入
故障后恢复时间	小于2秒
机组脱网率	接近0

故障穿越测试包含哪些内容

低电压穿越测试

低电压穿越是风电场涉网测试中的重点项目。

主要验证：

• 风机在电压跌落期间能否持续运行
• 是否发生保护误动作
• 是否具备动态无功支撑能力
• 故障清除后能否快速恢复输出

测试过程中，通常通过电压跌落装置模拟故障。

典型测试工况包括：

测试类型	电压跌落范围
轻度跌落	80%-90%
中度跌落	50%-80%
深度跌落	0%-50%

测试时需要记录：

• 电压曲线
• 电流变化
• 有功恢复曲线
• 无功输出曲线
• 风机运行状态

高电压穿越测试

随着新能源场站集中接入，高电压问题逐渐增多。

尤其在长线路送出系统中：

• 空载线路
• 无功倒送
• 系统切换

都可能引发母线电压升高。

高电压穿越测试主要验证：

• 风机耐受能力
• 控制系统稳定性
• 保护动作正确性

部分地区要求风机在1.2p.u.以上电压条件下保持稳定运行一定时间。

动态无功支撑测试

故障期间，新能源场站需要快速提供无功支撑。

该测试主要关注：

• SVG/SVC响应速度
• 风机动态无功输出
• 电压恢复能力

当前主流SVG设备响应时间通常小于30ms。

部分风电场动态无功响应容量已达到额定容量的40%以上。

故障穿越测试中的关键设备

故障模拟装置

故障模拟装置是整个测试的核心设备。

其主要功能包括：

• 模拟电压跌落
• 模拟短路故障
• 控制故障持续时间
• 调节故障深度

目前大型测试平台电压等级已覆盖：

• 35kV
• 66kV
• 110kV
• 220kV

部分平台甚至支持更高等级测试。

高速数据采集系统

故障穿越过程中，系统变化速度极快。

因此需要高速采样设备实时记录：

• 电压
• 电流
• 功率
• 频率
• 控制信号

目前主流采样频率可达到10kHz以上。

动态无功补偿设备

SVG与SVC设备直接影响故障期间的电压支撑能力。

其性能重点包括：

项目	指标
响应速度	毫秒级
无功输出范围	连续可调
电压支撑能力	动态稳定
过载能力	短时增强

故障穿越测试实施流程

前期资料核查

正式测试前，需要完成：

• 并网协议核查
• 保护定值确认
• 主接线核对
• 控制策略检查
• 参数文件审查

尤其需要确认：

• 风机LVRT参数
• SVG控制参数
• 保护逻辑配置

避免测试过程中发生误跳闸。

现场测试准备

现场准备内容通常包括：

• 测试设备接入
• 安全隔离措施
• 通信系统确认
• 调度许可办理
• 风机运行状态检查

大型风电场测试往往需要多方协同配合。

故障工况测试

正式测试阶段会逐步增加故障强度。

一般流程包括：

阶段	内容
轻度跌落	验证基础响应
中度跌落	检查控制稳定性
深度跌落	验证极限穿越能力
连续扰动	检查系统稳定性

测试期间会实时监测：

• 风机运行状态
• 母线电压
• 有功恢复
• 无功支撑

数据分析与结果评估

测试结束后，需要对大量动态曲线进行分析。

重点包括：

• 电压恢复时间
• 功率恢复速度
• 无功支撑能力
• 是否出现脱网
• 是否存在振荡

最终形成专项测试报告。

故障穿越测试常见问题

风机保护误动作

部分项目在故障期间出现机组脱网。

常见原因包括：

• 保护定值过于保守
• 参数配置错误
• 控制逻辑不匹配

尤其在老旧风电场中较为常见。

动态无功支撑不足

若SVG容量不足或控制响应慢，可能导致：

• 电压恢复缓慢
• 穿越失败
• 系统振荡

部分项目整改后需增加动态无功补偿容量。

故障后功率恢复慢

部分风机虽然能够穿越，但恢复时间过长。

主要原因包括：

• 桨距控制滞后
• 直流母线波动
• 主控策略限制

目前部分区域已开始关注故障后快速恢复能力。

风电场故障穿越测试的发展方向

随着新能源占比不断提高，故障穿越要求正在持续升级。

更严格动态稳定要求

未来电网将更加关注：

• 连续故障穿越
• 宽频振荡抑制
• 弱电网适应能力

新能源场站动态性能要求将进一步提高。

构网型控制技术应用

近年来，构网型风机与构网型储能逐渐成为热点。

其特点包括：

• 主动支撑电压
• 提供系统惯量
• 增强系统稳定性

未来相关测试项目也将不断增加。

更复杂联合测试模式

未来风电场测试将逐渐扩展至：

• 风储协同穿越
• 多场站联合控制
• 新能源集群稳定性验证

测试复杂度明显提升。

关于深圳德恺并网涉网试验

深圳德恺并网涉网试验长期专注于新能源涉网试验与并网检测领域，可为风电场、光伏电站及储能项目提供故障穿越测试、功率控制测试、电能质量检测、AGC/AVC联调测试、并网验收检测及涉网整改技术支持服务。

针对不同区域电网要求，公司可结合风电场运行特性制定专项测试方案，协助项目完成控制参数优化、动态性能分析及整改验证，提高新能源场站涉网稳定性与并网合规能力。

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常见问题

风电场故障穿越测试必须开展吗？

多数新能源项目在并网验收及涉网整改阶段均需开展故障穿越测试，部分区域还要求定期复核。

故障穿越测试会影响风机安全吗？

规范测试会提前制定安全措施，并严格控制故障持续时间，一般不会对设备造成损害。

风机出现脱网一定是不合格吗？

若出现大规模脱网或不满足标准要求，则通常需要整改后重新测试。

故障穿越测试通常持续多久？

根据风电场规模及测试项目不同，现场测试通常需要1至3天。