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风力发电机低电压穿越技术解剖

风力发电机低电压穿越技术解剖
风力发电机低电压穿越技术解剖

风力发电机低电压穿越技术解剖

低电压穿越也就是说小型发电系统在确定的时间内承受一定限值的电网低电压而不退出运行的能力。

一、风力发电机低电压穿越技术

1、问题的提出

对于变频恒速双馈风力发电机,在电网电压跌落的情况下,由于与其配套的电力电子变流设备属于AC/DC/AC型,容易在其转子侧产生峰值涌流,损坏变流设备,导致风力发电机组与电网解列。在以前风力发电机容量较小的时候,为了保护转子侧的励磁装置,就采取与电网解列的方式,但目前风力发电的容量都很大,与电网解列后会影响整个电网的稳定性,甚至会产生连锁故障。于是,根据这种情况,国外的专家就提出了风力发电低电压穿越的问题。

2、LVRT概念的解释

当电网发生故障时,风电场需维持一段时间与电网连接而不解列,甚至要求风电场在这一过程中能够提供无功以支持电网电压的恢复即低电压穿越。

目前对于风力发电低电压运行标准,主要以德国e.on netz公司提出的为参考。

双馈风力发电机由于其自身机构特点,实现LVRT存在以下几方面的难点:

1)确保故障期间转子侧冲击电流与直流母线过电压都在系统可承受范围之内;

2)所采取的对策应具备各种故障类型下的有效性;

3)控制策略须满足对不同机组、不同参数的适应性;

4)工程应用中须在实现目标的前提下尽量少地增加成本。

3、电网电压跌落后DFIG运行的暂态过程分析(感觉这部分内容需要理论推导)

在电网电压跌落情况下,风电机组中的双馈感应发电机会导致转子侧过流,同时转子侧电流的迅速增加会导致转子励磁变流器直流侧电压升高,发电机励磁变流器的电流以及有功和无功都会产生振荡。这是因为双馈感应发电机在电网电压瞬间跌落的情况下,定子磁链不能跟随定子端电压突变,从而会产生直流分量,由于积分量的减小,定子磁链几乎不发生变化,而转子继续旋转,会产生较大的滑差,这样便会引起转子绕组的过压、过流。如果电网出现的是不对称故障的话,会使转子过压与过流的现象更加严重,因为在定子电压中含有负序分量,而负序分量可以产生很高的滑差。过流会损坏转子励磁变流器,而过压会使发电机的转子绕组绝缘击穿。

二、低电压穿越技术的具体实现

目前的低电压穿越技术一般有三种方案:一种是采用了转子短路保护技术,二种是引入新型拓扑结构,三是采用合理的励磁控制算法。本周我主要看了前两种,以下分别介绍。

1、转子短路保护技术(crowbar电路)

这是目前一些风电制造商采用得较多的方法,其在发电机转子侧装有crowbar电路,为转子侧电路提供旁路,在检测到电网系统故障出现电压跌落时,闭锁双馈感应发电机励磁变流器,同时投入转子回路的旁路(释能电阻)保护装置,达到限制通过励磁变流器的电流和转子绕组过电压的作用,以此来维持发电机不脱网运行(此时双馈感应发电机按感应电动机方式运行)。

目前比较典型的crowbar电路有如下几种:

(1)混合桥型crowbar电路,如图1所示,每个桥臂有控制器件和二极管串联而成。

(2)IGBT型crowbar电路,如图2所示,每个桥臂由两个二极管串联,直流侧串入一个IGBT器件和一个吸收电阻。

(3)带有旁路电阻的crowbar电路,如图3所示,出现电网电压跌落时,通过功率开关器件将旁路电阻连接到转子回路中,这就为电网故障期间所产生的大电流提供了一个旁路,从而达到限制大电流,保护励磁变流器的作用。

2、引入新型拓扑结构

如图4所示,这种结构与传统的软启动装置类似,在双馈感应发电机定子侧与电网间串联反并可控硅电路。在正常运行时,这些可控硅全部导通,在电网电压跌落与恢复期间,转子侧可能出现的最大电流随电压跌落的幅度的增大而增大,为了承受电网故障电压大跌落所引起的的转子侧大电流冲击,转子侧励磁变流器选用电流等级较高的大功率IGBT器件,这样来保证变流器在电网故障时不与转子绕组断开时的安全。电网电压跌落再恢复时,转子侧最大电流可能会达到电压跌落前的几倍。因此,当电网电压跌落严重时,为了避免电压回升时系统在转子侧所产生的大电流,在电压回升以前,将双馈感应发电机通过反并可控硅电路与电网脱网。脱网以后,转子励磁变流器重新励磁双馈感应发电机,电压一旦回升到允许的范围之内,双馈感应发电机便能迅速地与电网达到同步。再通过开通反并可控硅电路使定子与电网连接。这样可以减小对IGBT耐压、耐流的要求。对于短时间内能够接受大电流的IGBT模块,可以减少双馈感应发电机的脱网运行时间。转子侧大功率馈入直流侧会导致直流侧电容电压的升高,而直流侧的耐压等级依赖于直流侧电容的大小,因此直流侧设计crowbar电路,在直流侧安装电阻来作吸收电路,将直流侧电压限制在允许范围内。

这种方式的不足之处是:该方案需要增加系统的成本和控制的复杂性。考虑到定子故障电流中的直流分量,需要可控硅器件能通过门极关断,这要求很大的门极负驱动电流,驱动电路太复杂。这里的可控硅串联电路如果采用穿透型IGBT的话,IGBT必须串联二极管。而采用非穿透型IGBT的话,通态损耗会很大。理论上,如果利用接触器来代替可控硅开关的话,虽通态时无损耗,但断开动作时间太长。而且由于该方案在输电系统故障时发电机脱网运行,因此对电网恢复正常运行起不到积极的支持作用。

通常双馈感应发电机的背靠背式励磁变流器采用如图5a所示的与电网并联方式,这意味着励磁变流器能向电网注入或吸收电流。为了提高系统的低电压穿越能力,文献提到了一种新的连接方式如图5b,即将变流器与电网进行串联连接,比如,变流器通过发电机定子端的串联变压器实现与电网串联连接,则双馈感应发电机定子端的电压为网侧电压和变流器输出的电压之和。这样便可以通过控制变流器的电压来控制定子磁链,有效的抑制由于电网电压跌落所造成的磁链振荡,从而阻止转子侧大电流的产生,减小系统受电网扰动的影响,达到强化电网的目的。但这种方式将增加系统许多成本,控制也比较复杂。

低电压穿越能力是当电力系统中风电装机容量比例较大时,电力系统故障导致电压跌落后,风电场切除会严重影响系统运行的稳定性,这就要求风电机组具有低电压穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)能力,保证系统发生故障后风电机组不间断并网运行。

风电机组应该具有低电压穿越能力:

a)风电场必须具有在电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行620ms的低电压穿越能力;

b)风电场电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的90%时,风电场必须保持并网运行;

c)风电场升压变高压侧电压不低于额定电压的90%时,风电场必须不间断并网运行。

风电机组低电压穿越(LVRT)能力的深度对机组造价影响很大,根据实际系统对风电机组进行合理的LVRT能力设计很有必要。对变速风电机组LVRT原理进行了理论分析,对多种实现方案进行了比较。在电力系统仿真分析软件DIgSILENT/PowerFactory中建立双馈变速风电机组及LVRT功能模型。以地区电网为例,详细分析系统故障对风电机组机端电压的影响,依据不同的风电场接入方案计算风电机组LVRT能力的电压限值,对风电机组进行合理的LVRT能力设计。结果表明, 风电机组LVRT能力的深度主要由系统接线和风电场接入方案决定。设计风电机组LVRT能力时,机组运行曲线的电压限值应根据具体接入方案进行分析计算。

解决:需要改动控制系统,变流器和变桨系统。我国的标准将是20%电压,625ms,接近awea的标准。

针对不同的发电机类型有不同的实现方法,最早采用也是最普遍的方案是采用CROWBAR,有的已经安装在变频器之中,根据不同的系统要求选择低电压穿越能力的大小,即电压跌落深度和时间,具体要求根据电网标准要求。

风电制造商采用得较多的方法,其在发电机转子侧装有crowbar电路,为转子侧电路提供旁路,在检测到电网系统故障出现电压跌落时,闭锁双馈感应发电机励磁变流器,同时投入转子回路的旁路(释能电阻)保护装置,达到限制通过励磁变流器的电流和转子绕组过电压的作用,以此来维持发电机不脱网运行(此时双馈感应发电机按感应电动机方式运行)。也就是在变流器的输出侧接一旁路CRAWBAR,先经过散热电阻,再进入三相整流桥,每一桥臂上为晶闸管下为一二极管,直流输出经铜排短接.当低电压发生后,无功电流均有加大,有功电流有短时间的震荡,过流在散热电阻上以热的形式消耗,按照不同的标准,能坚持的时间要根据电压跌落值来确定。当然,在直流环节上也要有保护装置.详细就不讨论.具体的讨论再联系。FRT的实物与图片可供大家参考。但是大家所提到的FRT只是老式的,新式是在直流环节有保护装置,但输出侧仍是无源CRAWBAR。

crowbar触发以后,按照感应电动机来运行,这个只能保证发电机不脱网,而不能向电网提供无功,支撑电网电压。现在LVRT能提供电网支撑的风机很少,这个是LVRT 最高的level。德国已经制定标准了。最后还是得增加转子变频器的过流能力。

另外,控制系统要嵌入动态电压暂降补偿器,当有暂降时瞬时将电压补偿上去,先保住控制系统不跳。ABB号称采用了一种ACtive CROWBAR来实现低压穿越功能。

低电压穿越(LVRT),指在风力发电机并网点电压跌落的时候,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,直到电网恢复正常,从而“穿越”这个低电压时间(区域)。LVRT是对并网风机在电网出现电压跌落时仍保持并网的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。目前在一些风力发电占主导地位的国家,如丹麦、德国等已经相继制定了新的电网运行准则,定量地给出了风电系统离网的条件(如最低电压跌落深度和跌落持续时间),只有当电网电压跌落低于规定曲线以后才允许风力发电机脱网,当电压在凹陷部分时,发电机应提供无功功率。这就要求风力发电系统具有较强的低电压穿越(LVRT)能力,同时能方便地为电网提供无功功率支持,但目前的双馈型风力发电技术是否能够应对自如,学术界尚有争论,而永磁直接驱动型变速恒频风力发电系统已被证实在这方面拥有出色的性能。

发电机保护现象、处理

发电机保护1 对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态,应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。 (1)纵联差动保护:为定子绕组及其引出线的相间短路保护。 (2)横联差动保护:为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时,才装设该种保护。 (3)单相接地保护:为发电机定子绕组的单相接地保护。 (4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障保护。 (5)低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响,100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。 (6)过负荷保护:发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。中小型发电机只装设定子过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。 (7)定子绕组过电流保护:当发电机纵差保护范围外发生短路,而短路元件的保护或断路器拒绝动作,这种保护作为外部短路的后备,也兼作纵差保护的后备保护。 (8)定子绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。 (9)负序电流保护:电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时,会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热,造成转子的局部灼伤,因此应装设负序电流保护。 (10)失步保护:反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。 (11)逆功率保护:当汽轮机主汽门误关闭,或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护,用于保护汽轮机。 发电机保护简介 1、发电机失磁保护 失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成,分别动作于发信号和解列灭磁。励磁低电压Ufd(P)判据和静稳阻抗判据均与静稳边界有关,可检测发电机是否因失磁而失去静态稳定。静稳阻抗判据在失磁后静稳边界时动作。TV断线判据在满足以下两个条件中任一条件:│Ua+Ub+Uc-3U0│≥Uset(电压门坎)或三相电压均低于8V,且0.1A

低电压穿越在火电厂的应用

低电压穿越技术在火电厂中的应用摘要:本文根据火电厂用电压下降引起的电力系统故障,有可能导致火电厂给煤机停止机组跳闸的安全隐患,提出了一种低电压穿越火力发电厂600MW机组通过应用转化。通过现场试验结果表明,采用低电压穿越改造设计方案是可行的,具有普遍适用性,适用于其在低电压下的火电厂燃煤发电机组的改造,具有一定的理论意义和指导价值。 关键词: 低电压穿越;变频技术;火电厂 给煤机是火电厂重要的辅助设备。由于变频器电压闭锁保护意识不足,许多发电厂没有意识到变频器会在电网低电压时闭锁输出,导致局部电网失去稳定,对电网产生重大影响。其主要原因是大部分火电厂的辅助设备采用变频技术不能满足低电压穿越能力。 1存在问题 通过对故障电厂给煤机的测试发现,当电压从380V降低到310V时,某公司生产的给煤机控制器发出给煤机停止信号。当全部给煤机瞬问停止运行后,触发锅炉保护的“全炉膛燃料丧失”引起机组跳闸。当给煤机变频器电压降至210V时,给煤机变频器发生低电压跳闸并报警,从实际测试看,当给煤机电压降低到给煤机控制装置允许电压后,将发出给煤机跳闸信号,从而使给煤机停止运行;给煤机电源再降低时,将直接触发给煤机变频器跳闸。所以,对给煤机稳

定运行有影响的需要改进以下两个方面内容:①确保给煤机控制器交流工作电源稳定;②电网电压降低时为了保证给煤机变频器正常运行,需在变频器直流母线端子并接一个稳定的直流动力电源。 2解决方案 根据电网公司对火电厂辅机低电压穿越改造提出明确的技术要求:①当外部故障或扰动引起的变频器进线电压跌落幅值在额定电压85%,变频器应能持续正常运行;电压跌落幅值在额定电压20%,应能连续运行1s。②择优选择解决方案,力求方案简化。加装的设备在工作时不应产生较大的电流,对厂用电系统造成较大冲击;不能因加装的设备发生故障导致辅机变频器停机。③加装的设备安全可靠,不应给电网或原有设备带来新的安全隐患。变频器通过检测其直流母线电压是否在正常范围之内,判断工作电压是否满足运行要求。因此,常规的抗低电压措施均采用在变频器直流母线端子加装一个稳定的直流源,来确保交流输入电源降低时,变频器直流母线电压维持不变,进而维持变频器的正常运行。目前,针对变频器低电压穿越问题国内主要采用以下2种方案。 2.1给煤机变频器直流母线加装蓄电池组 ABB ACS510系列变频器正常运行时直流母线电压一般在500V左右,需要每台机组至少安装一组电压为500V的蓄电池组,将蓄电池直流输出电压并接至给煤机变频器直流母线端子。为了保证蓄电池的正常充电,需单独配备蓄电池组充电屏。 该方案技术理论简单、成熟,但安装蓄电池组和充电屏占地

什么是风力发电机低电压穿越技术定义

什么是风力发电机低电压穿越技术定义 2011/05/04 07:37:20来源:中国风力发电网我要投稿 小型发电系统在确定的时间内承受一定限值的电网低电压而不退出运行的能力。 低电压穿越(Low voltage ride through,LVRt) 低电压过渡能力:Low Voltage Ride Through ,LVRT ;Fault Ride Through ,FRT 曾称“低电压穿越”。定义:小型发电系统在确定的时间内承受一定限值的电网低电压而不退出运行的能力。 一、风力发电机低电压穿越技术 1、问题的提出 对于变频恒速双馈风力发电机,在电网电压跌落的情况下,由于与其配套的电力电子变流设备属于AC/DC/AC型,容易在其转子侧产生峰值涌流,损坏变流设备,导致风力发电机组与电网解列。在以前风力发电机容量较小的时候,为了保护转子侧的励磁装置,就采取与电网解列的方式,但目前风力发电的容量都很大,与电网解列后会影响整个电网的稳定性,甚至会产生连锁故障。于是,根据这种情况,国外的专家就提出了风力发电低电压穿越的问题。 2、LVRT概念的解释 当电网发生故障时,风电场需维持一段时间与电网连接而不解列,甚至要求风电场在这一过程中能够提供无功以支持电网电压的恢复即低电压穿越。 目前对于风力发电低电压运行标准,主要以德国e.on netz公司提出的为参考。 双馈风力发电机由于其自身机构特点,实现LVRT存在以下几方面的难点: 1)确保故障期间转子侧冲击电流与直流母线过电压都在系统可承受范围之内; 2)所采取的对策应具备各种故障类型下的有效性; 3)控制策略须满足对不同机组、不同参数的适应性; 4)工程应用中须在实现目标的前提下尽量少地增加成本。 3、电网电压跌落后DFIG运行的暂态过程分析(感觉这部分内容需要理论推导) 在电网电压跌落情况下,风电机组中的双馈感应发电机会导致转子侧过流,同时转子侧电流的迅速增加会导致转子励磁变流器直流侧电压升高,发电机励磁变流器的电流以及有功和无功都会产生振荡。这是因为双馈感应发电机在电网电压瞬间跌落的情况下,定子磁链不能跟随定子端电压突变,从而会产生直流分量,由于积分量的减小,定子磁链几乎不发生变化,而转子继续旋转,会产生较大的滑差,这样便会引起转子绕组的过压、过流。如果电网出现的是不对称故障的话,会使转子过压与过流的现象更加严重,因为在定子电压中含有负序分量,而负序分量可以产生很高的滑差。过流会损坏转子励磁变流器,而过压会使发电机的转子绕组绝缘击穿。 二、低电压穿越技术的具体实现 目前的低电压穿越技术一般有三种方案:一种是采用了转子短路保护技术,二种是引入新型拓扑结构,三是采用合理的励磁控制算法。本周我主要看了前两种,以下分别介绍。 1、转子短路保护技术(crowbar电路) 这是目前一些风电制造商采用得较多的方法,其在发电机转子侧装有crowbar电路,为转子侧电路提供旁路,在检测到电网系统故障出现电压跌落时,闭锁双馈感应发电机励磁变流器,同时投入转子回路的旁路(释能电阻)保护装置,达到限制通过励磁变流器的电流和转子绕组过电压的作用,以此来维持发电机不脱网运行(此时双馈感应发电机按感应电动机方式运行)。 目前比较典型的crowbar电路有如下几种: (1)混合桥型crowbar电路,如图1所示,每个桥臂有控制器件和二极管串联而成。 (2)IGBT型crowbar电路,如图2所示,每个桥臂由两个二极管串联,直流侧串入一个IGBT器件和一个吸收电阻。 (3)带有旁路电阻的crowbar电路,如图3所示,出现电网电压跌落时,通过功率开关器件将旁路电阻连接到转子回路中,这就为电网故障期间所产生的大电流提供了一个旁路,从而达到限制大电流,保护励磁变流器的作用。 2、引入新型拓扑结构 如图4所示,这种结构与传统的软启动装置类似,在双馈感应发电机定子侧与电网间串联反并可控硅电路。在正常运行时,这些可控硅全部导通,在电网电压跌落与恢复期间,转子侧可能出现的最大电流随电压跌落的幅度的增大而增大,为了承受电网故障电压大跌落所

同步发电机灭磁及转子过电压保护

同步发电机灭磁及转子过电压保护 上海鑫日电气科技有限公司 一概述 随着大型同步发电机组单机容量的不断增大,特别是采用具有高顶值自励可控硅励磁系统,对灭磁及转子过电压保护的技术要求已提到了一定的高度。用常规的磁场断路器及非线性电阻相结合的方式已不能满足大型同步发电机组正常可靠灭磁的要求。在电站实际运行的过程中,由于灭磁失败,引起磁场断路器烧毁以及因灭磁不力而造成转子过压击穿励磁设备的事故屡见不鲜。因此人们长期以来一直在致力于研究用新的方法来解决直流电感性负载的大电流开断领域这一难以攻克的课题。 二同步发电机的灭磁及技术要求 同步发电机的灭磁,即把储藏在同步发电机转子回路中的磁场能量消耗掉。 由于电力系统的不断扩大和大型同步发电机组单机客量的增大,快速切除故障电流是确保电力系统稳定和安全运行的重要条件,特别是当发电机内部或外部(包括机端变,励磁变及主变,出口母线等)出现短路或接地故障时,必须快速切断励磁电流,并在尽短的时间内消耗掉储藏在发电机励磁绕组中的能量。在电站实际运行的过程中,曾出现过因灭磁失败而引起转子过压,造成磁极击穿,烧毁磁场断路器及励磁设备等严重事故,甚至还出现过因灭磁时间过长,烧毁定子绕组及因主变短路时未能迅速灭磁断流,造成主变绕组烧损,外罩炸

裂的恶性事故。由此可见,快速可靠的灭磁及有效的限制转子过电压措施成了大型发电机组安全运行至关重要的问题。设计大型同步发电机的灭磁系统,通常应满足以下基本的技术要求: 1.必须满足各种运行状况下可靠灭磁的要求。 大型同步发电机组励磁电流的不断增长,转子绕组的电感越来越大,转子所储存的磁场能量也相应随之增大,所以大型机组的灭磁装置必须满足有足够大的灭磁容量,他除了在正常及机端短路等强励状况下能可靠灭磁外,特别是对于具有高顶值系数的自励可控硅系统,还必须满足在空载误强励、三相短路等极限状况下可靠灭磁的要求。2.满足快速灭磁的要求,尽可能实现接近理想灭磁时间。 大型发电机组虽然采用了现代快速灵敏的继电保护装置,但这种保护装置的作用是当发电机出现故障时,能尽快地将机组解列,但即使机组已经解列,可故障电流依然存在,不论发电机的故障是一相短路还是部分绕组短路,在故障电流期间,损坏的程度是随绝缘燃烧和铜线熔化的时间而增加,所以只有在发电机解列的同时,采用快速灭磁才是限制故障电流和使绕组免于全部烧毁最充分有效的措施。3.灭磁应更加彻底。 大型机组的出口母线电压很高,在这种高压机组中,哪怕只要有维持发电机母线电压10%的励磁残压,这种残压也足以维持故障处的电弧,为此大型机组的灭磁应更加彻底,其灭磁时间应以转子电流下降到定子的电压不足以维持故障处电弧的燃烧的时间才称灭磁结束。4.有效的转子过电压限制措施。

风力发电机低压穿越

低电压穿越和电力系统稳定性 风力发电能够顺利地并入一个国家或地区的电网,主要取决于电力系统对供电波动反映的能力。风电机组由于风的随机性,运行时对无功只能就地平衡等原因将对电网造成一定的影响。在过去,我国风力发电所占电力系统供电的比例不大,大型电网具有足够的备用容量和调节能力,风电接入,一般不必考虑频率稳定性问题,当电力系统某处发生电压暂降时风力发电机可以瞬间脱网进行自我保护。但对于先如今,我国风力资源的不断开发。风力发电所占我国电网供电的比例与日俱增就不得不考虑电网电压暂降时风力发电机组脱网给电力系统所带来严重的影响系统的稳定运行这时就需要风电机组具有低电压穿越能力,保证系统发生故障后风电机组不间断并网运行。 电压暂降:供电电压有效值供电电压有效值突然将至额定电压的10%~90%。然后又恢复至正常电压,这一过程的持续时间为10ms~60s。 低电压穿越,指在风力发电机并网点电压跌落的时候,风机能够保持电压跌落会给电机带来一系列暂态过程, 如出现过电压、过电流或转速上升等, 严重危害风机本身及其控制系统的安全运行。一般情况下若电网出现故障风机就实施被动式自我保护而立即解列, 并不考虑故障的持续时间和严重程度, 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(即风力发电占电网的比重) 较低时是可以接受的。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解列, 则会增加整个系统的恢复难度, 甚至可能加剧故障, 最终导致系统其它机组全部解列, 因此必须采取有效的措施, 以维护风场电网的稳定。 电网发生故障(尤其是不对称故障) 的过渡过程中, 电机电磁转矩会出现较大的波动, 对风机齿轮箱等机械部件构成冲击, 影响风机的运行和寿命。定子电压跌落时, 电机输出功率降低, 若对捕获功率不控制, 必然导致电机转速上升[5~7]。在风速较高即机械动力转矩较大的情况下, 即使故障切除, 双馈电机的电磁转矩有所增加, 也难较快抑制电机转速的上升, 使双馈电机的转速进一步升高,吸收的无功功率进一步增大, 使得定子端电压下降, 进一步阻碍了电网电压的恢复, 严重时可能导致电网电压无法恢复, 致使系统崩溃[9, 10] , 这种情况与电机惯性、额定值以及故障持续时间有关。

电厂变频器低电压穿越改造方案

****电厂 给煤机/空气预热器变频器低电压穿越改造方案

目录 一、火力发电厂给煤/粉机及空预器系统现状分析 (2) 二、网源协调对火电厂关键辅机变频器低穿能力要求 (4) 三、电厂关键辅机变频器低穿能力梳理核查 (6) (一)厂用负荷分类 (6) (二)厂用负荷继电保护动作特性 (6) (三)厂用负荷变频器低穿能力要求原则 (7) (四)低电压对现有厂用负荷的影响分析 (7) 四、技术改造方案 (9) (一)大惯性类负荷变频器 (9) (二)给煤机、给粉机类负荷变频器 (9) (三)各种技术方案特点及对比分析 (12) 五、SCS-230火电机组辅机电源控制系统 ................................................. 错误!未定义书签。 (一)系统原理..................................................................................... 错误!未定义书签。 (二)系统特性..................................................................................... 错误!未定义书签。 (三)支撑方式..................................................................................... 错误!未定义书签。 (四)SCS-230火电机组辅机电源控制系统两种技术方案.............. 错误!未定义书签。 (五)检验方法..................................................................................... 错误!未定义书签。 (六)SCS-230火电机组辅机电源控制系统检测报告...................... 错误!未定义书签。

低电压穿越

低电压穿越:当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时,在电压跌落的范围内,风电机组能够不间断并网运行。 低电压穿越 英文:Low voltage ride through 缩写: LVRT 低电压穿越(LVRT),指在风力发电机并网点电压跌落的时候,风机能够保持 低电压穿越 并网,甚至向电网提供一定的无功功率,支持电网恢复,直到电网恢复正常,从而“穿越”这个低电压时间(区域)。LVRT是对并网风机在电网出现电压跌落时仍保持并网的一种特定的运行功能要求。不同国家(和地区)所

基本要求 对于风电装机容量占其他电源总容量比例大于5%的省(区域)级电网,该电网区域内运行的风电场应具有低电压穿越能力。 风电场低电压穿越要求 右图为对风电场的低电压穿越要求。 a) 风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保证不脱网连续运行625ms的能力; b) 风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时,风电场内的风电机组能够保证不脱网连续运行。 不同故障类型的考核要求 对于电网发生不同类型故障的情况,对风电场低电压穿越的要求如下: a) 当电网发生三相短路故障引起并网点电压跌落时,风电场并网点各线电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时,场内风电机组必须保证不脱网连续运行;风电场并网点任意线电压低于或部分低于图中电压轮廓线时,场内风电机组允许从电网切出。 b) 当电网发生两相短路故障引起并网点电压跌落时,风电场并网点各线电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时,场内风电机组必须保证不脱网连续运行;风电场并网点任意线电压低于或部分低于图中电压轮廓线时,场内风电机组允许从电网切出。 c) 当电网发生单相接地短路故障引起并网点电压跌落时,风电场并网点各相电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时,场内风电机组必须保证

变频器低电压穿越能力

低电压穿越能力 低电压穿越能力(Low voltage ride through capability),就是指风力发电机的端电压 降低到一定值的情况下不脱离电网而继续维持运行,甚至还可为系统提供一定无功以帮助系 统恢复电压的能力。具有低电压穿越能力的风力发电机可躲过保护动作时间,故障切除后恢 复正常运行。这可大大减少风电机组在故障时反复并网次数,减少对电网的冲击。 具有低电压穿越能力可保证风电机组在电网故障电压降低的情况下 , 尽最大可能与电网连接 ,保持发电运行能力,减少电网波动。一般 230 kV 或更高电压等级线路的故障,在 6 个周波(120 ms)内被切除 ,电压恢复到正常水平的 15 %需要 100 ms ,恢复到正常水平的 75 %或者更高水平则需要1 s ,LVRT功能是要风电机组在故障电压短时间消失期间 ,保持持续运行的能力 ,如此后电压仍处在低压 ,风电机组将被低压保护装置切除。 低电压穿越能力的具体实现方式 目前实现低电压穿越能力的方案一般有三种:1).采用了转子短路保护技术,2).引入新型拓扑结构,3).采用合理的励磁控制算法。 1、转子短路保护技术(crowbar电路) 这是目前一些风电制造商采用得较多的方法,其在发电机转子侧装有crowbar电路,为转子侧电路提供旁路,在检测到电网系统故障出现电压跌落时,闭锁双馈感应发电机励磁变流器,同时投入转子回路的旁路(释能 电阻)保护装置,达到限制通过励磁变流器的电流和转子绕组过电压的作用,以此来维持发电机不脱网运行(此时双馈感应发电机按感应电动机方式运行)。 2、新型拓扑结构包括以下几种:1).新型旁路系统 2).并联连接网侧 变流器 3).串联连接网侧变流器 3、采用新的励磁控制策略 从制造成本的角度出发,最佳的办法是不改变系统硬件结构,而是通 过修改控制策略来达到相同的低电压穿越效果:在电网故障时,使发电机 能安全度越故障,同时变流器继续维持在安全工作状态。

灭磁与转子过电压保护

技术讲座讲稿 灭磁与转子过电压保护 2004年10月

灭磁与转子过电压保护 1.非线性电阻 所谓非线性电阻是指加于此电阻两端的电压与通过的电流呈非线性关系,其电阻值随电流值的增大而减少。 作为非线性电阻的材料一般用碳化硅和氧化锌。就非线性特性而言,氧化锌电阻优于碳化硅。在评价非线性电阻特性时,通常以非线性电阻系数β来表征,此系数仅与电阻阀片的材质有关。碳化硅S iC 非线性电阻β=0.25~0.5;氧化锌ZnO 非线性电阻β=0.025~0.05。 U G U D U C U 对于氧化锌非线性电阻,标志其特征的主要数据有: (1)导通电压U D (U 10m A) 当元件的漏电流为10mA 时的外加电压值,其后如果电压继续上升,流过非线性压敏元件的电流将迅速增大,为此,定义在导通电压U D 以下的区域为截止区,U D 以上的区域为导通区。 (2)残压U C(U 残) 当元件流过100A 电流时,非线性电阻两端的残压值。 对于氧化锌非线性灭磁电阻元件而言,在正常工作及导通条件下流多的漏电流均会引起元件部分分子结构的损坏并影响到元件的使用寿命,为此正常工作电压的选择不宜过高。 (3)荷电率S U G 为元件工作电压,此值影响到元件的老化寿命。荷电率比值取得越高,元件的漏电流也越大,从而加速老化过程。一般S ≤0.5为宜。 U fN ——额定励磁电压 U f0——空载励磁电压 U ac ——阳极电压 Um in ——最小工作电压 COS α=U f0/ U ac /1.35 U min = 2U ac S IN(120+α) S=︱U min ︱/U D

2.灭磁开关 2.1 名词、术语 2.1.1 断路器 按规定条件,对配电电路、电动机或其他用电设备实行通断操作并起保护作用,即当电路内出现过载、短路或欠电压等情况时能自动分断电路的开关电器。 2.1.2磁场断路器 用于配合非线性(或线性)电阻分断发电机励磁回路的断路器。 2.2条件 发电机成功灭磁的条件,是磁场断路器在分断过程中主触头上的弧压应足够高以保证转子电流全部转移至灭磁电阻,且主触头可以承受此转移过程中的燃弧弧能。 3.灭磁工作原理 当发电机组的内部或发电机出口端发生故障以及正常停机时都要快速切断励磁电源,由于发电机转子绕组是个储能的大电感,因此励磁电流突变势必在转子绕组两端引起相当大的暂态过电压,造成转子绝缘击穿,所以必须尽快将转子电感中的磁能快速消耗,这就是通常所说的灭磁。 通常使用的灭磁方法有:线性电阻灭磁、灭磁开关灭磁、逆变灭磁和非线性电阻灭磁。本公司采用氧化锌非线性电阻灭磁方式利用其特殊的伏安特性,达到近似恒压灭磁的效果。 灭磁的原理如图1所示,其中i转子中的电流、FR1为氧化锌非线性电阻、FMK为灭磁开关、Uo为励磁电压、LP为整流电源、Uk为灭磁开关弧压、U 为氧化锌非线性电阻残压。若要 R 使转子电流衰减至零,必须在转子两端加一个与其励磁电源电势相反的电势U,灭磁方程式为Ldi/d t+U=O。可见电感中电流衰减率正比于反向电势U,反向电势越大,灭磁时间越短。但反向电势受转 子绝缘水平限,限不能超过转子绝缘允许值因此最理想的灭磁方式是灭磁电压保持恒定,电流保持 变化很小,一个固定的变化率(di/dt=-U/L)按直线规律衰减至零。由于氧化锌非线性电阻残压U R =U。发电机正常运行时转子电压低,氧化锌非线性电阻呈高阻态,漏电流灭磁时近似于恒压,即U R 仅为微安级。灭磁时,灭磁开关FMK跳开,切开励磁电源,在满足Uk≥Uo+U 时,电流被迫入灭磁 R 过电压保护器中,转子绕组中所储能量被氧化锌非线性电阻消耗,且氧化锌良好的伏安特性保证了 这部分能量几乎以恒压的形式消耗,确保了发电机组的安全。

风电机组低电压穿越能力一致性评估方法

风电机组低电压穿越能力一致性 评估方法(暂行) 国家风电技术与检测研究中心 2011年11月

目录 1 概述 (1) 2 评估流程 (1) 3 书面材料 (2) 4 现场检查 (3) 4.1 工厂检查 (4) 4.2 风电场检查 (4) 5 平台测试 (4) 5.1 变桨系统平台测试 (4) 5.2 发电机平台测试 (7) 6 模型仿真 (8) 7 其他情况 (9) 8 评估报告及证书 (9)

1 概述 本文件将同一制造商生产的基于相同的类型、设计和容量等级,仅零部件配置不同的风电机组,视为是同系列风电机组。 为了简化同系列风电机组并网检测,按照关键零部件对各项检测内容的影响程度,将风电机组并网检测分为现场测试和评估两种方式,如表 1所示。 表 1 风电机组并网检测与评估 ①电能质量 ②功率调节 ③低电压穿越 ④电网适应性 1.主控制系统 测试 测试 测试 测试 2.变流器 测试 测试 测试 测试 3.发电机 测试 测试 评估 评估 4.叶片 测试 评估 评估 评估 5.变桨系统 评估 评估 评估 评估 本文件规定了某一型号风电机组通过低电压穿越特性检测后,在容量不变或降容使用的情况下,同系列其他型号的风电机组,即风电机组在主控制系统和变流器不变的情况下发电机、变桨系统、叶片中任一变化后的低电压穿越性能评估方法和流程。 除表1中所列部件之外的零部件发生变化的,不需要进行测试和评估确定低电压穿越特性。 2 评估流程 同系列风电机组中的某一机型通过低电压穿越特性检测且满足标准要求后,可以通过提供书面材料、现场检查、平台测试、模型仿真的方式,对其他机型的低电压穿越特性进行评估。同系列风电机组低电压穿越特性评估证书出具的完整流程如图 1所示。流程通过后,可以申请评估机构出具的最终评估报告及证书。

低电压穿越技术规范书

低电压穿越技术规范书 1 总则 1.1低电压穿越技术规范书适用于光伏发电站并网验收、风电场接入并网验收、光伏逆变器型 式试验、风力发电机组的低电压穿越检测平台,包括主要设备及其辅助设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2低电压穿越技术规范书要求该检测平台能够同时满足现场安装在风电场的单台风电机组低 电压穿越能力检测,满足光伏发电站并网接入验收的低电压穿越能力检测,满足光伏逆变器与风电发电机组的型式试验的低电压穿越试验检测。 1.3低电压穿越技术规范书所提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节做出规定,也 未充分引述有关标准和规范的条文。供方应保证提供符合本规范书和工业标准的优质产品。 2 低电压穿越技术使用条件 2.1低电压穿越技术环境条件 a) 户外环境温度要求:-40℃~ 50℃; b) 户外环境湿度要求:0~90% ; c) 海拔高度:0~2000米(如果超过2000米,需要提前说明)。 2.2安装方式:标准海运集装箱内固定式安装。 2.3储存条件 a)环境温度-50℃~50℃; b)相对湿度0~95% 。 2.4低电压穿越技术工作条件 a) 环境温度-40 oC~40oC; b) 相对湿度10%~90%,无凝露。 2.5低电压穿越技术电力系统条件 a) 电网电压最高额定值为35kV,电压运行范围为31.5kV~40.5kV;同时也可以同时满足 10kV\20kV电网电压的试验检测。 b) 电网频率允许范围:48~52Hz;

c) 电网三相电压不平衡度:<= 4%; d) 电网电压总谐波畸变率:<= 5%。 2.6负载条件 负载包括直驱或双馈式等风力发电机组,其总容量不大于6.0MVA。其控制和操作需要满足国家关于风电机组电电压穿越测试与光伏发电站的相关测试规程技术要求。 本检测平台能够同时满足同等条件下光伏电站或光伏逆变器的低电压穿越能力测试。 2.7接地电阻:<=5Ω。 3低电压穿越技术检测平台的技术要求 3.1 结构及原理要求 根据模拟实际电网短路故障的要求,测试系统须采用阻抗分压方式,原理如下图1所示(以实际为准)。测试系统串联接入风电机组出口变压器高压侧(35kV、20 kV、10 kV侧)。 图1 低电压穿越技术测试系统原理图 3.2 测试系统功能要求 (1)整体要求 ?测试系统紧凑式安装; ?任何测试引起的测试系统电网侧电压波动均小于5%Un; ?测试接入系统电压等级:适用于35kV系统,如果需要可考虑兼容10kV系统;

简述风电机组低电压穿越技术要求及实现方式

简述风电机组低电压穿越技术要求及 实现方式 (赵矛) 发生在今年的多次风电机组大范围拖网问题引起了电 力行业对于风力发电的稳定性和安全性的重点关注。2月24日,中电酒泉风电公司桥西第一风电场出现电缆头故障,导致16个风电场598台风电机组脱网。国家电监会认为此次事故是近几年中国风电“对电网影响最大的一起事故”;4月17日,甘肃瓜州协合风电公司干河口西第二风电场因电缆头击穿,造成15个风电场702台机组脱网。同日,在河北张家口,国华佳鑫风电场也发生事故,644台风电机组脱网;4月25日,酒泉风电基地再次发生事故,上千台风机脱网。关于事故的原因,主要矛头直指很多风电机组不具备低电压穿越能力。这轮事故频发的几大风电基地更是被指70%的机组不具备低电压穿越能力。本文对风电机组的低电压穿越进行简述。 当电力系统中风电装机容量比例较大时,电力系统故障导致电压跌落后,风电场切除会严重影响系统运行的稳定性,这就要求风电机组具有低电压穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)能力,保证系统发生故障后风电机组不间断并网运行。风电机组应该具有低电压穿越能力,而对于风

电机组的低电压穿越能力具体技术要求指标如下: a)风电场必须具有在电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行620ms的低电压穿越能力; b)风电场电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的90%时,风电场必须保持并网运行; c)风电场升压变高压侧电压不低于额定电压的90%时,风电场必须不间断并网运行。 风电机组低电压穿越能力的深度对机组造价影响很大,这也是之前很多机组不具备低电压穿越能力或者低电压穿越能力技术指标不能达标的原因。通过此次大范围的风电机组拖网事故表明根据实际系统对风电机组进行合理的低电压穿越能力设计很有必要。 结合此轮事故的调查,及行业内通过对变速风电机组低电压穿越原理进行理论分析,对多种实现方案进行比较。在电力系统仿真分析软件DIgSILENT/PowerFactory中建立双馈变速风电机组及电压穿越功能模型。详细分析系统故障对风电机组机端电压的影响,依据不同的风电场接入方案计算风电机组电压穿越能力的电压限值,对风电机组进行合理的电压穿越能力设计等多种技术手段及分析。结果表明,风电机组电压穿越能力的深度主要由系统接线和风电场接入方案决定。设计风电机组电压穿越能力时,机组运行曲线的电

低电压穿越性能论文

浅谈风电场涉网性能 ——低电压穿越性能 编制:韩树才 项目:中宁天润项目 提交时间:2014-12-24 部门:宁夏事业部

摘要 随着风力发电技术的迅速发展和其装机容量的不断增大,风力发电技术面临着提高电能质量和电网稳定性的严峻挑战。当电网发生故障导致电压跌落时,若风电机组不具备低电压穿越能力将会从电网切除,风电机组的大面积切机不仅将对电网稳定性造成巨大影响,而且还会对风机本身产生影响,因此风电机组具备较高的低电压穿越能力很重要。 关键词:风电场;电流保护;低电压穿越;集电线 目录

摘要 (2) 一、风电场低电压穿越简述 (3) (一)风电场低电压穿越能力基本概念 (4) (二)风电场低电压穿越能力评估 (4) (三)风电场低电压穿越面临的问题 (5) 二、风电场机组配置及特性改进 (8) (一)风电场电气结构保护配置 (8) 三结束语 (9) 参考文献 (10) 一、风电场低电压穿越简述

(一)风电场低电压穿越能力基本概念 大容量风电场并网必须具备一定的低电压穿越能力(英文缩写 LVRT),在电网故障等紧急情况下提供一定的电压和无功支撑。如出现过电压、过电流或转速上升等,严重危害风机本身及其控制系的安全运行;当电压无法恢复时,风电机组将会实施被动式自我保护解列,从电网中切除,从而更大地增加整个系统的恢复难度,甚至可能加剧故障,最终导致整个电网瘫痪。因此必须采取有效的低电压穿越措施,以维护风场电网的稳定和提高电能传输效率。低电压穿越能力主要体现在两个关键指标上:电压跌落幅值和持续时间。 电压跌落幅值:电网中严重的电压跌落基本上都是由系统故障引起的,继电保护将检测电压跌落的幅值并判断是否动作跳闸,直接决定电压跌落的持续时间,从而影响对并网风电场的低电压穿越能力要求如果能有效地辨识风电场并网处母线电压跌落的危害程度,自适应调整故障间隔的保护控制策略,将有效地整体降低健全间隔上风电机组感受到的电压跌落持续时间,从而提高风电场低电压穿越能力; 持续时间:利用电容器的瞬间对大电感放电当电流达到峰值时,使电流延续通过,从而达到较长的放电时间,风机能够保持并网,甚至向电网提供一定的无功功率,支持电网恢复正常,从而“穿越”这个低电压时段,提高风电场的整体平稳运行能力。 因此,有必要将风电场低电压穿越能力规范要求引入到继电保护的动作特性中,研究改进风电场集电线路继电保护的动作特性,降低对并网风电机组拖网风险。(二)风电场低电压穿越能力评估 国家电网公司于2009年颁布《风电场接入电网技术规定》,规定风电场低电压穿越要求如图1所示,其关键点为:并网点电压跌落至额定电压的20%时,风电机组必须保持运行0.625s;当并网点电压为额定电压的90%时,风电机组应稳定运行。考虑到风电机组输出功率的非突变性,将图1所示的低电压穿越能力规范反映到风电机组中,表现为低电压运行状态下的风电机组大电流输出能力要求,以维持风电机组输入、输出功率的平衡。

光伏逆变器低电压穿越技术原理

光伏并网逆变器低电压穿越 低电压穿越:当电网故障或扰动引起逆变器并网点的电压跌落时,在电压跌落的范围内,光伏发电机组能够不间断并网运行。 对专门适用于大型光伏电站的中高压型逆变器应具备一定的耐受异常电压的能力,避免在电网电压异常时脱离,引起电网电源的不稳定。逆变器交流侧电压跌至20%标称电压时,逆变器能够保证不间断并网运行1s;逆变器交流侧电压在发生跌落后3s内能够恢复到标称电压的90%时,逆变器能够保证不间断并网运行。对电力系统故障期间没有切出的逆变器,其有功功率在故障清除后应快速恢复,自故障清除时刻开始,以至少10%额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的值。低电压穿越过程中逆变器宜提供动态无功支撑。 并网点电压在图1中电压轮廓线及以上的区域内时,该类逆变器必须保证不间断并网运行;并网点电压在图1中电压轮廓线以下时,允许停止向电网线路送电。

菊水皇家电网模拟器能协助逆变器厂家研发生产PVS7000电网模拟器

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■三相电压独立可调,相位角独立可调; ■LIST,STEP两大模式,可执行30组不同电压、频率、时间的设定,并可连续作循环测试。运行时间最短可以设定10ms,可用于模拟电网测试,实现电压、频率渐变,步阶功能,轻易完成低电压穿越试验;■具有主动式PFC,可做低电压穿越实验, ■具有同步触发功能,可方便精准的进行低电压穿越试验,波形如下图: ■可做过/欠压,过/欠频实验;

浅谈风电场低电压穿越技术

浅谈风电场低电压穿越技术 摘要:低电压穿越能力:是指在风机并网点电压跌落时,风机能够保持并网, 对过电压、过电流进行抑制技术,甚至向电网提供一定的无功功率,支持电网恢 复正常,从而“穿越”这个低电压时段。 关键词:浅谈;风电场;低电压;穿越技术 一.规程与标准 根据《国家能源局关于加强风电场并网运行管理的通知》(国能新能【2011】182号),风电机组应严格按照《风电机组并网检测管理暂行办法》的要求,具 备低电压穿越的能力,并通过有关机构的检测认证;对于风电装机容量占其他电 源总容量比例大于5%的省(区域)级电网,该电网区域内运行的风电场应具有 低电压穿越能力。《风电场接入电力系统技术规范》(GB/T 19963—2000)中对 风电场低电压穿越能力的基本要求: (1)风电场内的风电机组具有并网点电压跌至20﹪额定电压时能够保证不 脱网连续运行625ms的能力。 (2)风电场发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90﹪时,风电场内的风 电机组能够保证不脱网连续运行。 二.发生低电压穿越的原因 针对电网故障引起的故障,通常可以分为电网单相接地故障、电网两相接地 故障、电网两相相间短路故障以及电网三相相间短路故障引起的电压跌落,根据 电力系统运行经验表明,在各种类型的电网故障中,单相接地故障占大多数,容 易引起不对称故障电路,而对于我们风力发电场,除了考虑电网电压的波动,还 应该分析风电场集电线路和风机所对应的箱变等可以引起风电机组网侧电压波动 的因素。 三.永磁同步风力发电机组实现低电压穿越的原理 1. 永磁直驱同步风力发电系统 永磁直驱同步风力发电系统是一种新型发电系统,采用风轮直接驱动多极低 速永磁同步发电机发电,然后通过全功率变流器变换电路,将电能转换后并入电网。 2.全功率变流器 全功率变流器是由发电机侧变流器和网侧变流器两个三相PWM电压型变流 器构成,发电机侧变流器实现对永磁同步发电机的控制,网侧变流器实现输出并网,输出有功、无功功率的解耦和直流侧电压控制,永磁直驱同步风力发电系统 依靠全功率变流器实现高性能控制。 风电机组利用背靠背全功率变流器实现隔离,低电压运行能力上相对双馈型 风力发电机组有一定优势,但是其直流侧也会存在过电压的问题,当电网电压跌 落时,永磁直驱风力发电机组变流器将增加电流,以便提供同样大小的功率给电网,由于变流器的热容量有限,因此必须对输入电流进行限制。 3.关于耗能Crowbar电路的低电压保护方案 风电机组的卸荷电阻通过功率器件与直流侧相连,当系统正常工作时,保护 电路不起作用,当电网电压发生电压跌落故障时,如果风电机组保持正常运行, 那么直流侧输入功率不变,而输出功率随电网电压的跌落而降低,直流侧输入功 率大于输出功率,如果直流侧不采取措施,将导致直流侧电压上升,导致变流器 损坏,为了消除电网短路时故障对风电机组的影响,在直流侧增加了Crowbar电

低电压穿越规范

低电压穿越 当前光伏发电已成为太阳能资源开发利用的重要形式,其中大型光伏电站的接入,将对电网的安全稳定运行产生深刻影响,特别是在电网故障时光伏电站的突然脱网会进一步恶化电网运行状态,带来更加严重的后果。 当光伏电站渗透率较高或出力加大时,电网发生故障引起光伏电站跳闸,由于故障恢复后光伏电站重新并网需要时间,在此期间引起的功率缺额将导致相邻的光伏电站跳闸,从而引起大面积停电,影响电网安全稳定运行[3]。因此,亟须开展大型光伏电站低电压穿越技术的研究,保障光伏电站接入后电网的安全稳定运行。 一、低电压穿越使用条件 1、环境条件 a) 户外环境温度要求:-40℃~ 50℃; b) 户外环境湿度要求:0~90% ; c) 海拔高度: 0~2000米(如果超过2000米,需要提前说明)。 2、低电压穿越安装方式:标准海运集装箱内固定式安装。 3、储存条件 a)环境温度-50℃~50℃; b)相对湿度 0~95% 。 4、低电压穿越工作条件 a) 环境温度-40 oC~40oC; b) 相对湿度 10%~90%,无凝露。

5、低电压穿越电力系统条件 a) 电网电压最高额定值为35kV,电压运行范围为31.5kV~40.5kV;同时也可以同时满足10kV\20kV电网电压的试验检测。 b) 电网频率允许范围:48~52Hz; c) 电网三相电压不平衡度:<= 4%; d) 电网电压总谐波畸变率:<= 5%。 6、低电压穿越负载条件 负载包括直驱或双馈式等风力发电机组,其总容量不大于6.0MVA。其控制和操作需要满足国家关于风电机组电电压穿越测试与光伏发电站的相关测试规程技术要求。 本检测平台能够同时满足同等条件下光伏电站或光伏逆变器的低电压穿越能力测试。 7、低电压穿越接地电阻:<=5Ω。 二、低电压穿越技术要求 光伏电站低电压穿越技术(Low Voltage Ride Through,LVRT)是指当电网故障或扰动引起的光伏电站并网点电压波动时,在一定的范围内,光伏电站能够不间断地并网运行。 2010年底,国家电网公司出台的《光伏电站接入电网技术规定》(企标)明确指出[10],“大中型光伏电站应具备一定的低电压穿越能力;电力系统发生不同类型故障时,若光伏电站并网点考核电压全部在图中电压轮廓线及以上的区域内

风力发电系统低电压穿越技术分析解析

风力发电系统低电压穿越技术分析 论文网作者:肖文英张振飞2011-12-27 22:41:10 https://www.wendangku.net/doc/c72556547.html, 摘要:首先描述我国风电并网低电压穿越相关规定,然后介绍了在电网电压跌落时不同类型风力发电并网系统的暂态现象及其相应的低电压穿越方案。 关键词:风力发电;电压跌落;低电压穿越 作者简介:肖文英(1978-),女,湖南邵阳人,湖南工学院电气与信息工程系,讲师;张振飞(1966-),男,湖南衡阳人,湖南工学院电气与信息工程系,高级实验师。(湖南?衡阳?421002) 中图分类号:TM614?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2011)24-0115-02 随着风力发电规模的不断扩大,低电压穿越已成为实现风电并网的关键技术,它要求当电网故障或扰动引起风电场并网点电压跌落时,风力发电机不脱网运行,而且还要给电网提供无功功率,帮助电网恢复,从而安全“穿越”这个低电压时间(区域)。我国正在制订风电并网新标准,准备对风力发电系统的低电压穿越测试提出更高的要求,因此研究风电机组的低电压穿越技术具有重要现实意义。 一、我国风电并网低电压穿越相关规定 不同国家或地区根据电网状况不同,所提出的低电压穿越要求不尽相同。我国根据实际电网结构及风电发展情况制定了风电场接入电网技术规定,其中,对风电机组低电压穿越能力也做出了详细的规定,如图1所示。只有当电网电压跌落低于规定曲线以后才允许风力发电机脱网,当电压在凹陷部分时,发电机应提供无功功率。 二、不同类型风机电压跌落暂态现象 当前市场上主要风机类型可分为三类,如图2,即直接并网的定速异步发电机、同步直驱式风力发电机和双馈异步式风力发电机。 1.定速异步发电机的暂态现象 定速异步发电机的定子直接接电网,电网电压降落引起电机定子端电压下降,造成定子磁链出现直流成分,如果发生的是不对称故障,还会出现负序分量。这样相对于高速旋转的电机转子会产生较大的转差,转差增大,转子电势也会增大,从而形成较大的转子电流。

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