摘要：针对酒泉风电基地2011 年发生的几次大规模风机脱网事故，根据现场调查和录波数据分析得出起因是风电场电气设备故障引发相间短路故障，引起站内和系统电压跌落，在此期间大量风机因不具备低电压穿越能力而脱网;故障切除后系统电压恢复，各风电场的无功补偿装置无法及时进行自动电压调整，引起系统电压升高，导致部分风机因过电压保护动作脱网。据此从工程实用角度提出了改造风电机组、完善风电场集电系统及保护配置等措施，并结合大型风电基地特点提出可以合理避免大规模脱网事故进一步研究的问题。
0 引言
2005 年底，全国风电装机容量仅为1 220 MW，位居世界第八位。“十一五”时期，在《可再生能源法》及相关配套政策支持下，我国风电产业得到了快速发展。到“十一五”末，全国(不含港、澳、台)共建设802 个风电场，安装风电机组32 400 台，总吊装容量达到41 460 MW(建设容量38 280 MW，并网运营容量31 310 MW)，年均增长率为102%，累计和新增吊装容量均位居世界第一位，装机规模达到了新的水平，但2010 年全年风电发电量约为490 亿kWh，仍低于美国同期的风电发电量[1-2]。
从国际、国内可再生能源发展历程看，风力发电是目前除水电外最成熟、经济效益最好的可再生能源发电技术，重点发展风电等可再生能源必然且已经成为我国能源发展的重大战略决策。在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中亦明确指出“新能源产业重点发展新一代核能、太阳能热利用和光伏光热发电、风电技术装备、智能电网、生物质能”及“加强并网配套工程建设，有效发展风电”。虽然全国风电装机规模达到世界第一，八大千万千瓦级风电基地开始建设，但对风电在建设和运行中逐渐暴露出大量的问题要有清醒的认识，包括风电整体质量和技术水平偏低、运行管理缺乏经验与规范、大规模脱网事件频发等;并网运营容量低于总吊装容量接近三分之一，远远落后于发达国家，风电投资效益大打折扣;风电发展规划与电网脱节，风电出力受限严重影响了风电健康、可持续发展，也危害了电网的安全稳定运行[3-5]。
1 大规模风电基地发展
截止2010 年底，甘肃、新疆、河北、吉林、内蒙古(东、西)、江苏六个省区的七个千万千瓦级风电基地都通过了国家规划审查[6]。2011 年1 月《山东半岛蓝色经济区发展规划》被国务院批复[7]，其中风电规划为“到2015 年，陆地装机容量达到7 150MW，海上风电装机达到2 850 MW。到2020 年，海上风电装机达到10 000 MW”。山东成为中国第八个千万千瓦级风电基地。八个千万千瓦级风电基地的总装机容量约占全国的80%，由此可知风电基地在我国风电规划中的分量，风电基地的发展和运行情况决定了我国风电事业的整体水平。
1.1 酒泉基地发展规划
甘肃是全国风能资源较丰富的省区之一。根据《甘肃省风电工程规划报告》和气象部门分析成果，全省风能资源理论储量为2.37 亿kW，风能总储量居全国第五位，其中酒泉地区年有效风能储量在800 kWh/m2 以上，年平均有效风能密度在150 W/m2以上，有效风速时数在6 000 h 以上，可开发风电装机容量在40 GW 左右[8]。
2007 年甘肃省政府提出了“建设河西风电走廊，再造西部陆上三峡”的战略目标。酒泉地区是我国最早批准的千万千瓦风电基地。风能条件好，年内、年际风速偏差较小，有利于风力发电机组安全稳定运行;风力气候环境好，干燥无盐，有利于延长风机寿命;地域辽阔，风电场选址较易，受区域内季风影响小，有利于风电场开发建设;工程地质条件好，有利于降低风电项目建设成本;交通运输便利，有利于风电设备运输。2009 年8 月8 日，酒泉千万千瓦级风电基地Ⅰ期项目正式开工，2011年6 月Ⅰ期项目基本完成。2011 年5 月，酒泉风电基地Ⅱ期工程建设规划已经得到批准。依据规划，到2015 年酒泉风电基地装机容量接近14 GW，至2020 年，超过20 GW。
1.2 酒泉基地特点
截止2011 年6 月底，风电并网容量达4 135 MW，在运风电机组2996 台，机组平均容量1.38 MW。其中，1 月至6 月完成风电发电量35.1 亿kWh;全网风电场累计利用小时数924 h。
截止2011 年6 月底，在运风电场共有15 座具有利用小电流接地选线装置快速切除场内35 kV 系统单相故障的功能，占在运风电场总数量的56%;完成风电机组低电压穿越能力(LVRT)改造676台，占总风机台数的22.6%;完成电缆头整改的风电场有25 座，占并网风电场数量的92.6%;有10座风电场已完成E 格式文本信息上传;3 家风电场已投运风功率预测系统。中国电科院正在中海油昌西二风电场对东汽风机做LVRT 实验，目前空负荷电压跌落至20%实验已经完成[9]。