低電壓穿越

　　低電壓穿越是對并網(wǎng)風(fēng)機在電網(wǎng)出現(xiàn)電壓跌落時仍保持并網(wǎng)的一種特定的運行功能要求。對于變頻恒速雙饋風(fēng)力發(fā)電機，在電網(wǎng)電壓跌落的情況下，由于與其配套的電力電子變流設(shè)備屬于AC/DC/AC型，容易在其轉(zhuǎn)子側(cè)產(chǎn)生峰值涌流，損壞變流設(shè)備，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機組與電網(wǎng)解列。在以前風(fēng)力發(fā)電機容量較小的時候，為了保護轉(zhuǎn)子側(cè)的勵磁裝置，就采取與電網(wǎng)解列的方式，但目前風(fēng)力發(fā)電的容量都很大，與電網(wǎng)解列后會影響整個電網(wǎng)的穩(wěn)定性，甚至?xí)a(chǎn)生連鎖故障。于是，根據(jù)這種情況就提出了風(fēng)力發(fā)電低電壓穿越的要求。

　　不同國家(和地區(qū))所提出的LVRT要求不盡相同。目前在一些風(fēng)力發(fā)電占主導(dǎo)地位的國家，如丹麥、德國等已經(jīng)相繼制定了新的電網(wǎng)運行準(zhǔn)則，定量地給出了風(fēng)電系統(tǒng)離網(wǎng)的條件(如最低電壓跌落深度和跌落持續(xù)時間)，只有當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落低于規(guī)定曲線以后才允許風(fēng)力發(fā)電機脫網(wǎng)，當(dāng)電壓在凹陷部分時，發(fā)電機應(yīng)提供無功功率。這就要求風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有較強的低電壓穿越(LVRT)能力，同時能方便地為電網(wǎng)提供無功功率支持。

圖示：國家電網(wǎng)對風(fēng)電場低電壓穿越基本要求

　　對于風(fēng)電裝機容量占其他電源總?cè)萘勘壤笥?%的省(區(qū)域)級電網(wǎng)，該電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)運行的風(fēng)電場應(yīng)具有低電壓穿越能力。

　　a) 風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機組具有在并網(wǎng)點電壓跌至20%額定電壓時能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運行625ms的能力;

　　b) 風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓在發(fā)生跌落后2s內(nèi)能夠恢復(fù)到額定電壓的90%時，風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機組能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運行。

　　目前實現(xiàn)低電壓穿越能力的方案一般有三種：采用了轉(zhuǎn)子短路保護技術(shù)、引入新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、采用合理的勵磁控制算法。

　　1) 轉(zhuǎn)子短路保護技術(shù)(crowbar電路)

　　這是目前一些風(fēng)電制造商采用得較多的方法，其在發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)裝有crowbar電路，為轉(zhuǎn)子側(cè)電路提供旁路，在檢測到電網(wǎng)系統(tǒng)故障出現(xiàn)電壓跌落時，閉鎖雙饋感應(yīng)發(fā)電機勵磁變流器，同時投入轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子繞組過電壓的作用，以此來維持發(fā)電機不脫網(wǎng)運行(此時雙饋感應(yīng)發(fā)電機按感應(yīng)電動機方式運行)。

　　2) 新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括以下幾種：新型旁路系統(tǒng)、并聯(lián)連接網(wǎng)側(cè)變流器、串聯(lián)連接網(wǎng)側(cè)變流器。

　　3) 采用新的勵磁控制策略

　　從制造成本的角度出發(fā)，最佳的辦法是不改變系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，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(wǎng)故障時，使發(fā)電機能安全度越故障，同時變流器繼續(xù)維持在安全工作狀態(tài)。