双馈风力发电机组低电压穿越技术应用

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1、第3O卷第1期能源技术Vo1．30No．12009年1月ENERGYTECHNOLoGYJarL2009双馈风力发电机组低电压穿越技术的应用李楠(上海电气风电设备有限公司，上海200241)摘要：随着风场装机容量的不断增大，风电机组输出至电网的电能质量问题变得越来越重要，而其中低电压穿越能力更是电能质量的直接体现。从低电压事件对双馈风电机组的影响开始说明，提出了基于软件控制的软穿越功能和基于硬件实现LⅥ的控制方式，并对其进行了详细的解释说明。关键词：风力发电；双馈风电机组；LVRT；转子短路保护装置中图分类号

2、：TM614文献标志码：A文章编号：1005—7439(2009)01—0015—04ApplicationforLVRTCapabilityofDouble-fedWindTurbineLINan(ShanghaiElectricWindCo．。Ltd，Shanghai200241，China)Abstract：ⅥHththeincreasingnumberofwindturbinesinawindfarm，thepowerqualityofoutputtOgrjdbecamemoreandmoreimpo

3、rtant．However，thelowvoltageridethroughcapabilityisthecrucialitem．ThisarticlebegintOexplaintheinfluenceofLVRrfordouble-fedwindturbine。thenputforwardSRTcontrolsystemmethodandusingsomehardwaretOachieveLVRT．Thearticlealsoexplainstwocontrolmethodsindetails．Keywo

4、rds：windenergygenerator；double-fedinductiongenerator；lowvoltageridethrough(LVRT)；rotorshort-circuitprotectiondevice．风力发电是目前世界上最有开发价值的可再生1LVRT要求能源利用技术之一，近年来风力发电快速发展，大型风电场的并网运行已经成为风力发电发展的主流。德国电网公司提出的LVRT要求如图1。风电场的并网运行也给电网和风电机组的运行安全带来了新课题，风力发电的随机性和不稳定可能给电网安全平稳

5、运行带来不利因素，反过来电网运行的波动也会给风电机组的安全带来危害。例如当电网的运行电压过低时，并网运行的风电机组如果不及时动作就可能严重受损，同时也影响电力系统的运行稳定性。风电机组低电压穿越(LVRT)能力是指当端电压降低到一定值的情况下，风电机组不脱离电网继t／ms续维持运行的能力，这种运行有时甚至还可以为系图1EONLⅥ曲线统提供一定无功支持以帮助电网系统恢复电压。本文准备在分析低电压事件对双馈风电机组影该公司的标准明确指出了当端电压跌落到多少幅值响的基础上，提出一种基于软件控制的软穿越功能时风力发电

6、机组可以脱网以及与电网维持连接多长和基于硬件实现LVRT的控制方式，利用这种技术时间可以脱网的具体要求[。可以避免电网电压突降对风电机组的不利影响。对于采用双馈感应发电机的风电机组系统，当·15·李楠：双馈风力发电机组低电压穿越技术的应用电网发生故障电压跌落时，双馈电机定子的电流将会增大，并在转子侧感应出较大的电流。如果电网电压跌落较少，那么通过增大电流调节器的带宽可以限制电流上升，但是若电压跌落的幅度较大，那么转子侧的过电流会损坏直接串接在转子回路上的变流器内部功率器件[2]，即使此时封锁转子侧变流器脉冲，

7、转子电流也会通过续流二极管，造成变流器直图2双馈风电机组结构简图流回路(变流器直流电路)电压升高，网侧变流器如果不能快速将能量送至电网，过电压就会导致母线表技术(GainSchedulingTechniques)和鲁棒控制电容损坏[3]。也就是说，电网电压跌落对于双馈风(RobustContro1)，经典的增益表技术是将非线性电机组主要会产生两种结果。第一种结果，由于双或时变系统在选定的工作点进行线性化，而鲁棒控馈变速风电机组在转子侧装有转子短路保护装制则用于控制因风能不确定性所导致的动态特性变置[4]，电网

8、电压的跌落导致转子侧电流或变流器直化。当网侧电压下降时，变流器虽然可以通过增加流电路电压超过限值规定时间后，转子侧变流器被电流来努力使功率输出维持恒定，但是功率器件的转子短路保护装置旁路，但是机组的电网侧变流器电流必须在允许的最大限值以内，一旦超过限值过仍与电网相连。第二种结果，当转子侧电流的升高电流会导致功率半导体器件IGBT结温过高而损不足危害到转子侧变流器时，转子短路保护装置不坏；为了防止功率