風力發電低電壓穿越技術綜述

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近年來風力發電占供電比重增長迅速。程電網出現教漳導致耄鬟跌落麓，風力巍組婦票紛紛鰓列會帶來系統暫態不穩定，并可能造成局部甚至是系統全面癱瘓，敝人們開始關注風機并網并相應提出了低電壓穿越(LVRT)簧求。文中詳細分析了定速異步風機(FSIG)、同步直釋式風稅l(PMSG)和雙饋式晟梳(DFIG)三秤主要規型農電網電壓跌落時媳鷲態特性，并綜述了晷媳夕}提出的主要LVRT方案。重點分析了最難實現穿越的雙饋風機的LVRT方案。
當今世界風電市場發展迅猛，風電場裝機容量逐年上菏，龍其是在歐美懿一些發達禽家，風力發電所占電網供電比例已經非常亮，如丹麥已超過20％。因此，必須考慮電網故障時風機的各種運行狀態對電網穩定性的影響秘鍾]。為此各國窀溺公司依據自身實際對風電場／風電機組并網提出了嚴格的技術要求。包括低電壓穿越能力、無功控制能力、有功功率變仡率控锎和頻率控銅等。其中LVRT被認力是風電枧維設計制造控制技術上的最大挑戰，直接關系到風機的大規模應用。．．低電壓穿越毛VR譬，指在風橇并髑點電篷跌落的時候，風機能夠保持并網，甚至向電網提供一定的無功功率，支持電網恢復，直到電網恢復難常+，從而“穿越”這個低瞧壓對聞(區域>。．-，電壓跌落會給電機帶來一系列暫態過稷，如堪現過電壓、過電流或轉速上升等，嚴重危害風機本身及其控鑭系統酌安全運符。一般情琵下若電網如現故障風機就實施被動式自我保護立即解列，并不考慮故障的持續時間和嚴熏程度，這樣能最大限度保障風機的安全，在風力發電的電網穿透率(郎鼴力發電占電隧酶沈重)較低對是可區羧受靜。然而，當風電在電網中占有較大比重時，若風機在電壓跌落時仍采取被動保護式鰓羅lJ，則會增加整個系統的恢復難度，甚至可能加劇放障，最終導致系統其它機組全部解列，因此必須采取有效的LVRT措施，以維護風場電網的穩定。目前市場上囂I撬類型可概括為三類，直接并網的定速異步機FSIG(fixed speed inductiongenerator)、同步直驅式風枧PMSG和雙饋異步式風機DFIG(doubly—fed induction generator)。
本文就這三種風枧類型分析電睡電愿跌落引起的哲態過程，綜述了目前一些主要的LVRT實現蠢案，并重點討論了DFIG的LVRT方案。LVRT功能葡奔LVRT是對并網風機在電網出現電壓跌落時仍保持并躁鰉一種特定的運行功能要求。不同國家(和地區)所提出的LVRT要求不盡相同(3“]。在德國北部，風機密度很高，電網經營商E．ON Netz對風電場／風力枧縫黲LVR王要求匿1所示。僅當電網電壓在時間或數值上處于圖示曲線下方時，風機才允許解列；而在曲線以上區域，風機應保持并網，等待電網恢復。且當電壓位于圖中陰影區域時，還要求風機向電網提供無功功率支撐，幫電網恢復。在圖中可以看劉，當電壓跌落到15％～45％時·要求風機一直提供無功支持，并應能保持并網至少625ms。露在電壓跌落至90％以上時風機應一直保持并網運行。