2、电网故障类型：对称故障与不对称故障、电压跌落深度与持续时间、故障对风机/光伏的影响

大家好，我是老张。今天咱们聊聊电网故障。说实话，搞新能源并网这些年，我见过最多的故障就是电压跌落。你想想看，电网就像一个大水池，突然有人把水抽走一部分，电压自然就掉下来了。但掉的方式不一样，对设备的影响也完全不同。

2.1 对称故障与不对称故障

先说说对称故障。说白了，就是三相电压一起往下掉，掉得一样多。这种故障最常见的是三相短路。我在西北某风场调试时遇到过，一台风机并网点电压从690V直接掉到200V，三相波形整整齐齐地缩水了。嗯，这种故障其实最好处理，因为三相平衡，控制策略相对简单。

不对称故障就麻烦多了。单相接地、两相短路、两相接地，这些都属于不对称故障。我记得有一次在江苏的光伏电站，A相电压掉到0.2pu，B相和C相反而升到了1.1pu。你想想看，三相不平衡，负序分量就出来了。这对逆变器来说是个大麻烦。

我个人习惯把不对称故障再细分一下：

故障类型	电压特征	负序分量	常见场景
单相接地	一相跌落，两相升高	明显	雷击、树枝碰线
两相短路	两相跌落，一相正常	明显	绝缘击穿
两相接地	两相严重跌落	明显	杆塔倒塌
三相短路	三相均匀跌落	无	设备短路

2.2 电压跌落深度与持续时间

这两个参数是LVRT的核心。电压跌落深度，就是电压掉到多少。比如额定电压是690V，掉到138V，深度就是80%。持续时间呢，就是掉多久。国标要求一般0.625秒内要能扛住。

我在项目中遇到过最极端的情况：某风场并网点电压跌到0.15pu，持续了1.2秒。当时风机直接脱网了，电网调度打电话过来问怎么回事。后来查原因，是线路对侧变电站保护配合出了问题。所以你看，LVRT不只是设备的事，整个系统的配合也很重要。

电压跌落深度和持续时间的关系，可以用一个简单的曲线来描述：

// 电压跌落曲线示例
// 横轴：时间(ms)，纵轴：电压(pu)
t=0ms,   V=1.0pu  // 正常
t=50ms,  V=0.2pu  // 故障发生
t=200ms, V=0.2pu  // 持续跌落
t=600ms, V=0.5pu  // 开始恢复
t=800ms, V=0.9pu  // 基本恢复
t=1000ms,V=1.0pu  // 完全恢复

2.3 故障对风机/光伏的影响

先说风机。双馈风机和直驱风机对故障的反应完全不一样。双馈风机因为转子侧直接连着电网，电压一跌，转子电流瞬间飙升。我见过最夸张的，转子电流从额定值直接冲到3倍。这时候如果撬棒电路动作不及时，变流器就烧了。

直驱风机好一些，因为全功率变流器隔离了发电机和电网。但也不是没问题。电压跌了，网侧变流器要输出无功电流支撑电网，有功功率就得降下来。这就导致直流母线电压升高，搞不好就过压保护了。

光伏这边呢，主要问题是直流侧电压波动。电压一跌，MPPT就乱了。我见过一个光伏电站，电网电压跌到0.3pu，逆变器还在拼命找最大功率点，结果直流电压从800V直接掉到400V，逆变器直接停机了。

还有个容易被忽略的问题：光伏组件的对地电容。不对称故障时，共模电压会通过组件对地电容形成漏电流。我在某山地光伏电站测过，单相接地故障时，漏电流峰值能达到5A，这已经超过安全标准了。

总结一下故障的影响：

• 风机双馈型：转子过流、直流母线过压、齿轮箱冲击
• 风机直驱型：网侧过流、直流母线过压、发电机转矩脉动
• 光伏逆变器：MPPT失效、直流侧电压崩溃、漏电流增大

好了，这一节的内容就这些。下一节咱们聊聊LVRT的控制策略，我会重点讲正负序分离控制，这是处理不对称故障的关键技术。

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