风力发电低电压穿越技术综述

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近年来风力发电占供电比重增长迅速。程电网出现教漳导致耄鬟跌落麓，风力巍组妇票纷纷鳃列会带来系统暂态不稳定，并可能造成局部甚至是系统全面瘫痪，敝人们开始关注风机并网并相应提出了低电压穿越(LVRT)簧求。文中详细分析了定速异步风机(FSIG)、同步直释式风税l(PMSG)和双馈式晟梳(DFIG)三秤主要规型农电网电压跌落时媳鹫态特性，并综述了晷媳夕}提出的主要LVRT方案。重点分析了最难实现穿越的双馈风机的LVRT方案。
当今世界风电市场发展迅猛，风电场装机容量逐年上菏，龙其是在欧美懿一些发达禽家，风力发电所占电网供电比例已经非常亮，如丹麦已超过20％。因此，必须考虑电网故障时风机的各种运行状态对电网稳定性的影响秘锺]。为此各国窀溺公司依据自身实际对风电场／风电机组并网提出了严格的技术要求。包括低电压穿越能力、无功控制能力、有功功率变仡率控锎和频率控铜等。其中LVRT被认力是风电枧维设计制造控制技术上的最大挑战，直接关系到风机的大规模应用。．．低电压穿越毛VR譬，指在风橇并髑点电篷跌落的时候，风机能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复难常+，从而“穿越”这个低瞧压对闻(区域>。．-，电压跌落会给电机带来一系列暂态过稷，如堪现过电压、过电流或转速上升等，严重危害风机本身及其控镧系统酌安全运符。一般情琵下若电网如现故障风机就实施被动式自我保护立即解列，并不考虑故障的持续时间和严熏程度，这样能最大限度保障风机的安全，在风力发电的电网穿透率(郎鼹力发电占电隧酶沈重)较低对是可区羧受静。然而，当风电在电网中占有较大比重时，若风机在电压跌落时仍采取被动保护式鳃罗lJ，则会增加整个系统的恢复难度，甚至可能加剧放障，最终导致系统其它机组全部解列，因此必须采取有效的LVRT措施，以维护风场电网的稳定。目前市场上嚣I撬类型可概括为三类，直接并网的定速异步机FSIG(fixed speed inductiongenerator)、同步直驱式风枧PMSG和双馈异步式风机DFIG(doubly—fed induction generator)。
本文就这三种风枧类型分析电睡电愿跌落引起的哲态过程，综述了目前一些主要的LVRT实现蠢案，并重点讨论了DFIG的LVRT方案。LVRT功能葡奔LVRT是对并网风机在电网出现电压跌落时仍保持并躁鳇一种特定的运行功能要求。不同国家(和地区)所提出的LVRT要求不尽相同(3“]。在德国北部，风机密度很高，电网经营商E．ON Netz对风电场／风力枧缝黪LVR王要求匿1所示。仅当电网电压在时间或数值上处于图示曲线下方时，风机才允许解列；而在曲线以上区域，风机应保持并网，等待电网恢复。且当电压位于图中阴影区域时，还要求风机向电网提供无功功率支撑，帮电网恢复。在图中可以看刘，当电压跌落到15％～45％时·要求风机一直提供无功支持，并应能保持并网至少625ms。露在电压跌落至90％以上时风机应一直保持并网运行。