低電壓穿越

　　低電壓穿越是對并網風機在電網出現電壓跌落時仍保持并網的一種特定的運行功能要求。對于變頻恒速雙饋風力發電機，在電網電壓跌落的情況下，由于與其配套的電力電子變流設備屬于AC/DC/AC型，容易在其轉子側產生峰值涌流，損壞變流設備，導致風力發電機組與電網解列。在以前風力發電機容量較小的時候，為了保護轉子側的勵磁裝置，就采取與電網解列的方式，但目前風力發電的容量都很大，與電網解列后會影響整個電網的穩定性，甚至會產生連鎖故障。于是，根據這種情況就提出了風力發電低電壓穿越的要求。

　　不同國家(和地區)所提出的LVRT要求不盡相同。目前在一些風力發電占主導地位的國家，如丹麥、德國等已經相繼制定了新的電網運行準則，定量地給出了風電系統離網的條件(如最低電壓跌落深度和跌落持續時間)，只有當電網電壓跌落低于規定曲線以后才允許風力發電機脫網，當電壓在凹陷部分時，發電機應提供無功功率。這就要求風力發電系統具有較強的低電壓穿越(LVRT)能力，同時能方便地為電網提供無功功率支持。

圖示：國家電網對風電場低電壓穿越基本要求

　　對于風電裝機容量占其他電源總容量比例大于5%的省(區域)級電網，該電網區域內運行的風電場應具有低電壓穿越能力。

　　a) 風電場內的風電機組具有在并網點電壓跌至20%額定電壓時能夠保證不脫網連續運行625ms的能力;

　　b) 風電場并網點電壓在發生跌落后2s內能夠恢復到額定電壓的90%時，風電場內的風電機組能夠保證不脫網連續運行。

　　目前實現低電壓穿越能力的方案一般有三種：采用了轉子短路保護技術、引入新型拓撲結構、采用合理的勵磁控制算法。

　　1) 轉子短路保護技術(crowbar電路)

　　這是目前一些風電制造商采用得較多的方法，其在發電機轉子側裝有crowbar電路，為轉子側電路提供旁路，在檢測到電網系統故障出現電壓跌落時，閉鎖雙饋感應發電機勵磁變流器，同時投入轉子回路的旁路(釋能電阻)保護裝置,達到限制通過勵磁變流器的電流和轉子繞組過電壓的作用，以此來維持發電機不脫網運行(此時雙饋感應發電機按感應電動機方式運行)。

　　2) 新型拓撲結構包括以下幾種：新型旁路系統、并聯連接網側變流器、串聯連接網側變流器。

　　3) 采用新的勵磁控制策略

　　從制造成本的角度出發，最佳的辦法是不改變系統硬件結構，而是通過修改控制策略來達到相同的低電壓穿越效果：在電網故障時，使發電機能安全度越故障，同時變流器繼續維持在安全工作狀態。