高压变频器低电压穿越功能的实现49
火电厂变频设备的低电压穿越能力
Ｌ ＶＲＴ ｏ ｆ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ － ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎＤｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ ｉ ｎＰ ｏ ｗｅ ｒ Ｐ ｌ ａ ｎ ｔ
电动 机发 生短 路故 障跳 闸 ，同时导致 ≠ ｝ ２机 组凝 结 水
流极大。故 障发生后 ，６ ｋ Ｖ电动机综保可靠动作 ， 电流速断保护 ３ ５ ｍｓ 跳闸 ，再依据断路器特性试验 分 闸 时 间约 ４ ０ ｍｓ 并结 合 故 障录 波 器 观测 电压 波 形
分析 ，判 断 故 障切 除时 间约 为 ７ ０ ｍｓ ，故 障过程 中 ６ ｋ Ｖ ２ Ａ 段相 电压 最低 下 降至 ０ ． ９ ５ ｋ Ｖ，三相 相 电压 拉
节能技术
能 源研 究 与 管 理 ２ ０ １ ４（ ４ ）
・ ９ ９・
火电厂变频设备的低电压穿越能力
袁 小平 ，李承 宪，谢 明 ，夏侯 斐，李 剑
（ 中电投 江西电力有 限公 司新 昌发 电分公 司，南 昌 ３ ３ ０ １ １ ７ ）
摘 要 ：从一起 火电厂因变频器电压暂降导致高压辅机跳 闸而 引起 的机组 Ｒቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＢ动作 的事故 人手 ，详细 阐述 了高压 变
频器的低电压穿越对火电厂安全运行 的重要性 以及其具体实现方式 。对 于高压变频器 ，通过改变矢量控制方式实现
变频器在电压暂降期间能够不跳 闸，实现高压变频器 的安全运行 ；对 于低压 变频 器则采用外加电源或补偿装置来 保
证低 电压穿越的实现。为火电厂实现高低压变频器的低电压穿越提供 了实现方法 。
火电厂空预器变频器高低电压穿越能力的实现
设备管理与维修2021翼6（上）火电厂空预器变频器高低电压穿越能力的实现童宇，杨光明（国电蚌埠发电有限公司，安徽蚌埠233411）摘要：针对火电厂空预器变频器不具备高低电压穿越能力的现状，结合现场运行方式、设备特性等因素，设计两种升级改造技术路线。
经过综合对比和论证，最终采用智能功率模块型的高低电压穿越系统，对空预器变频器实施高低电压穿越能力改造，达到性能测试要求。
关键词：空预器；高低电压穿越；火电厂；变频器中图分类号：TM611文献标识码：B DOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2021.06.370引言近年国家大力发展太阳能、风能等新能源发电，装机容量占比逐年增高。
截至2019年8月31日，安徽省新能源装机容量占全省统调装机容量的16.08%。
相比传统火力发电机组，新能源发电机组出力不稳定、调节速率慢。
使得火力发电机组要积极参与电网的深度调峰，保证电网稳定运行，这就对火电机组自身的安全稳定提出了更高要求。
近年，一些火电厂出现过因外部或内部电压波动、闪变引起的机组跳闸事故，主要原因是辅机特别是一类辅机（给煤机、空预器和一次风机等）变频器不具备高低电压穿越能力，变频器自保护动作致使机组跳机。
为降低此类隐患，各级电网公司要求各火电厂对机组重要辅机进行高低电压穿越能力验证。
对不能满足的设备，限时完成技术升级改造，特别是空预器和给煤机。
1空预器变频器现状国电蚌埠电厂一期有2伊630MW 超临界燃煤机组，每台机组配置2台空预器，额定电压380V 、额定功率22kW 。
每台空预器配置2台变频器（主辅），变频器型号为ABB ACS510、额定电压380V 、额定功率35kW 。
2019年4月，华东电网直代管机组涉网保护核查审核意见，确认其不满足高低电压穿越能力要求，按照国网要求需进行技术升级改造。
2方案设计火力发电机组空预器变频器应用遇到的主要问题是变频器动力电源和控制电源均取自电厂的厂用电源，当厂用电源因某种原因发生电压扰动时，变频器电压保护快速动作闭锁输出。
低电压穿越控制方案
低电压穿越控制方案低电压穿越功能是通过变流器的有源crowbar来实现的，当变频器检测到电网电压下降时，根据直流母线的电压来控制Crowbar部件的动作，泄放转子上的能量来抑制转子电压的升高，但会引起电网电压模块和变桨系统模块报故障。
并且由于转矩突降为零左右，进而会引起发电机的转速超速等问题，下面就上述问题的分析和处理过程进行相应阐述。
一、主控和变流器的软件修改为保证风机在低压穿越状态下保持并网运行，需要对主控系统和变流器参数进行如下修改。
电压跌落至低电压穿越区时，变流器参数9.10的BIT10 (converter_low_voltage_for_ride_through)置位作为低电压区的触发条件，对电网电压和变桨故障进行相关逻辑处理，电网电压跌落至低电压穿越区以下时变流器本身报直流过压和转子侧变流器过流。
1.主控程序grid_voltage模块现风机的主控检测当电网电压低于额定电压的90%延时100ms滞后，风机将脱网停机，为保证对低压穿越状态下风机能并网运行，需要对电压保护限值进行修改。
编程思路为：当电网电压正常时，保持原检测模式不变，把低电压穿越过程分为三个阶段： 从电压降至低于90%额定电压开始640ms内电压不低于20%额定电压80v，电压检测模块不报故障；从低压穿越过程开始的第640ms至3s电压升至90%额定电压360v，电压检测模块不报故障；3s后低电压穿越完成，电压应保持在90%额定电压以上在低压穿越过程的上述三个阶段中，如检测电网电压低于允许的最低电压限值，则报error_grid_voltage_limit_min故障，主控系统中对电网电压检测超下限报程序需作如下修改：变流器的状态字converter_com.converter_low_voltage_for_ride_through赋值给low_voltage_for_ride_through并把它定义为全局变量。
新建一个结构化文本如下，具有低压穿越三个阶段的执行要求。
探究火电厂10kV高压变频设备的低电压穿越能力
Telecom Power Technology运营探讨高压变频设备的低电压穿越能力高建民（晋控电力山西同达热电有限公司，山西高压变频设备的低电压穿越能力，为了更加透彻地分析问题，在研究中选择中电投江西电力有限公司新昌发电分公司曾发生的异常电力事故作为案例，该事故是由于变频器电压暂时下降造成高压辅助经过研究分析发现，变频器参数会对低电压变频设备的参数产生直接影响。
因此统计中电投江西电力有限公司新昌发电分公司的火电机组变频器型号，展开火电厂辅机变频器低电压穿越实验，证实高压变频设备低电压的实际穿越能力。
在得到实验结果后，对辅助机组特性进行针对性设计，改造辅机变频器。
火电厂；高压变频设备；辅机跳闸；低电压穿越Explore the Low Voltage Traversing Capacity of 10 kV High Voltage Frequency ConversionEquipment in Thermal Power PlantGAO JianminShanxi Tongda Thermal Power Co.，Ltd.，Datongthe low voltage traversing ability of 10 kV high voltage frequency conversion equipment 2020年12月10日第37卷第23期Telecom Power TechnologyＤｅｃ． １０，２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． ２３ 高建民：探究火电厂10 kV高压变频设备的 低电压穿越能力发现，本次故障的根本源头在#2机10 kV A段变电源配电柜投运不久，过电压保护器A相击穿导致单相接地。
如果不能及时制止这种故障现象，短路故障就会进一步发展为三相，并且会出现极大的短路电流。
当火电机组因电压过低发生故障后，电压为10 kV的电动机在35 ms内跳闸电流保护。
开展试验的过程中需要结合断路器的自身性质进行分闸，时间控制在40 ms以内。
发电厂变频器低电压穿越改造方案
发电厂变频器低电压穿越改造方案随着人们用电需求的不断提高，使得电力运行的稳定性也越来越重要，而变频器的使用使得这方面的问题得到了极大程度的解决，但是低压穿越问题将会严重影响变频器应发挥的作用，应该通过相应的改造方案来提升低电压穿越的能力。
对此，文章针对发电厂变频器低电压穿越改造方案展开了论述。
标签：发电厂;变频器;低电压穿越;改造方案引言：隨着社会经济的快速发展，使得发电厂所面临的经营压力也不断变大，在这种情况下变频器广泛的应用于火电厂当中。
使得变频器在其中的重要性体现的极为显著，当变频器发生故障问题的时候，势必会严重影响火电厂运行的安全性。
对此，电网调度中心针对各并网发电厂变频器安全稳定运行方面提出了新的要求，必须要使变频器低电压穿越的能力进行提高，在性能方面必须要与DL/T1648-2016“发电厂及变电站辅机变频器高低压穿越技术规范”当中的相关标准相符合。
1. 发电厂变频器中低电压穿越存在的影响问题低电压穿越这一概念通常是在变频器上使用的，通过对其使用当变频器的输入电源电压处于一定时间与跌幅范围之内的时候，是不会使变频器出现跳闸的现象。
还能够使电厂保持正常运行状态。
变频器工作的主要是通过对整流、直流以及逆变等部分进行组合而成的，除了上述部分还需要添加相应的控制单元，这样才能够对变频器输出功率进行良好的控制。
比如，在380V的交流电源中输入整流部分，使其转换成为直流电，然后经过相应的大容量电容之后，再利用控制单元来针对相应的逆变部分进行精准控制，进而实现直流电源的转换，使其形成各种不同频率的交流电，通过这些流程能够对电动机在调速方面的控制加以实现。
低电压穿越对于变频器而言是具有一定危害性的。
当变频器的输入电压降低的时候，且变频器正处于低压工作的状况下，想要使输出的稳定性得到保证，那么很可能会使变频器工作的电流始终处于增大的状态，很有可能会使变频器中的核心元件晶体管出现烧损的现象。
而当控制电源电压处于降低状态时，可能会导致变频器的控制失灵，为了使变频器的安全运行得到保证，在变频器中必须要设置相应的保护装置，一旦上述情况出现之后，变频器就会做出相应的保护进行自动跳闸。
电厂变频器低电压穿越改造方案
电厂变频器低电压穿越改造方案一、项目背景近年来，我国电力系统在快速发展过程中，面临着越来越多的挑战，其中低电压穿越问题日益突出。
为了保证电力系统的稳定运行，减少因低电压导致的设备损坏和停电事故，对电厂变频器进行低电压穿越改造显得尤为重要。
二、项目目标1.提高电厂变频器的低电压穿越能力，确保在系统电压出现瞬间降低时，变频器能够正常运行，避免跳闸。
2.提升设备抗干扰能力，降低因电压波动对设备运行的影响。
3.优化电力系统运行性能，提高电力系统稳定性。
三、项目实施1.改造方案设计（1）对变频器内部电路进行优化，提高其抗干扰能力。
（2）增加低电压穿越功能模块，实现对电压波动的实时监测，当电压低于设定阈值时，自动启动低电压穿越模式。
（3）优化变频器控制策略，确保在低电压条件下，变频器输出电压和频率稳定。
2.设备选型（1）选择具有低电压穿越功能的变频器，确保设备具备较强的抗干扰能力。
（2）选择高性能的传感器，实时监测电压波动，确保低电压穿越功能的准确启动。
3.改造步骤（1）现场勘测，了解电厂变频器运行状况，评估低电压穿越改造的可行性。
（2）制定详细的改造方案，包括设备选型、施工方法、进度安排等。
（3）设备安装调试，确保低电压穿越功能正常工作。
（4）对改造后的变频器进行试运行，验证低电压穿越效果。
（5）对试运行数据进行采集和分析，优化改造方案。
四、项目优势1.提高电厂变频器运行可靠性，降低设备故障率。
2.提升电力系统稳定性，减少因低电压导致的停电事故。
3.优化设备性能，提高电力系统运行效率。
4.降低维护成本，减少设备更换频率。
五、项目风险及应对措施1.风险：改造过程中可能出现的设备不兼容问题。
应对措施：在改造前对设备进行充分测试，确保设备兼容性。
2.风险：改造过程中可能出现的技术难题。
应对措施：组建专业的技术团队，及时解决改造过程中遇到的技术问题。
3.风险：改造后设备运行不稳定。
应对措施：对改造后的设备进行长期跟踪监测，发现问题及时解决。
火电厂辅机给粉机变频器低电压穿越能力分析及直流支撑技术治理方案
火电厂辅机给粉机变频器低电压穿越能力分析及直流支撑技术治理方案王华通（中国昆仑工程公司辽宁分公司，辽宁辽阳111003）摘要：近年来，变频器在辅机软启动、变频调速、优化设计、经济运行等方面体现出了显著优势，但是电压骤降或短时中断以及电网过压都会引起变频器跳闸保护，给粉（煤）机等重要负载变频器跳闸保护会造成炉膛灭火保护（MFT）动作停机。
若多台大功率发电机组同时解列停机，则将直接挑战大电网的第三道防线，造成大面积停电事故，严重影响电网的安全运行。
现从直流支撑技术入手，针对火电厂辅机变频器低电压穿越能力不够的问题，提出了多种低电压穿越治理方案，并在实际应用中验证了方案的有效性和可行性，大大提高了供电可靠性。
关键词：火电厂辅机；给粉机；变频器；低电压穿越；直流支撑0引言评估一个工厂配电系统的供电可靠性（PQR）主要有以下三个指标：系统平均停电频率（SAIFI）、系统平均停电时间（SAIMI）和短时停电频率（MAIFI）。
其中，系统平均停电频率和短时停电频率关乎工厂的非计划停车次数。
供电短时中断和电压骤降会给工厂造成巨大的经济损失，甚至导致重大安全事故。
目前，大多数电力用户对于99.99%的供电可靠性是不满意的，而治理电压暂降对于提高供电可靠性有着非常重大的意义。
1电压骤降和短时中断电压骤降或短时中断是一种二维骚扰现象，包含持续时间和电压降幅两个要素。
相关数据表明，92%的电压骤降持续时间较短（小于1s）、降幅较小（小于40%Ue）；电压骤降持续时间较长往往会形成短时中断或长时中断。
1.1电压骤降和短时中断的原因压降从来源来分包括大电网侧和配网侧。
（1）大电网侧：发电厂、高压输电线路因雷电、大风、接地、短路、断路等情况导致的压降一般时间较短，残压值较高，几率较低（10%）。
（2）配网侧：大型设备启动、雷电、大风、接地、断路、短路等情况导致的压降一般时间较长，残压值较低，几率较高（90%）。
压降从动作特性来分包括可恢复性故障引起的压降和永久性故障引起的压降。
电厂变频器低电压穿越改造方案汇总
****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。
发电厂变频器低电压穿越改造方案探讨
2019.9 EPEM 47发电运维Power Operation近年发电厂经济经营压力逐渐变大，出于节能的目的变频器在发电厂得到了大量的使用。
而电厂很多重要辅机使用变频器时，一旦变频器发生故障也会给电厂安全运行带来很大的威胁，比如当变频器进线电源异常、电压降低，会引起变频器自身保护动作跳闸。
电网调度中心也对各并网发电厂变频器的安全稳定运行提出了具体要求，要求提高在用变频器低电压穿越能力，性能要满足DL/T1648-2016“发电厂及变电站辅机变频器高低压穿越技术规范”的相关标准。
1 低电压穿越对辅机变频器的影响电压穿越。
用在变频器使用上的概念就是当变频器输入电源电压在一定时间、一定跌幅范围内，不会导致变频器跳闸，还可以继续维持运行。
变频器工作原理。
变频器主要由整流部分、直流部分、逆变部分组成，此外还有控制单元，用于控制变频器输出的频率。
如图1，380V 交流电源输入整流部分，转换成直流电，经过大容量电容，然后通过控制单元对逆变部分进行控制，将直流电源转换成各种频率的交流电，实现对电动机的调速控制。
低电压穿越对辅机变频器的危害。
由变频器的图1 变频器原理图发电厂变频器低电压穿越改造方案探讨江苏国信淮安第二燃气发电有限责任公司 朱乐平摘要：本文对目前发电厂常用的变频器低电压穿越改造方案进行了优劣分析，以及对不足点提出了一些建议。
关键词：低电压穿越；变频器；发电厂工作原理可知，当输入电压降低时，则变频器整流部分输出的直流电压也会降低，而变频器在低压工作情况下，如果要保证输出稳定，有可能会导致变频器工作电流一直增大，严重时会烧损变频器的核心原件晶体管，而当控制电源电压降低时，又有可能会使变频器失去控制，为了保证变频器安全运行，变频器都会设置相关保护，出现上述情况时，变频器会保护动作跳闸。
所以重要辅机使用变频器时，上述情况会对电厂的安全运行造成很大的影响。
2 变频器低电压穿越的改造方案探讨2.1 变频器低电压穿越常用改造方案方案一：失压重启或降转速恒磁通V/F 控制方式。
火电厂给煤机变频器低电压穿越研究改造 电气工程及其自动化专业
火电厂给煤机变频器低电压穿越研究改造Research and Modification of Low V oltage Ride Through Capability of CoalFeeder Inverter in Thermal Power Plant摘要对于火力发电厂，给煤机是火电厂燃料供应的重要辅机，现实中因给煤机变频器低电压保护动作跳闸而引起锅炉MFT动作，产生非计划停机已经多次发生，对电网稳定造成一定的影响，给运行电厂造成了巨大的经济损失，同时也影响了锅炉受热面管材和设备的使用寿命，这成为了火电厂运行中存在的一个重大的设备安全隐患。
因此，将燃煤变频器改造，对于提高火电厂的电力系统的稳定性，确保火电机组的安全和可持续运行以及减少社会和经济损失非常重要。
并可以避免大量的工质流失。
考察燃煤逆变器电源电路的工作原理，可以得出结论，低压保护是燃煤逆变器本身的一种硬件保护，其参数不能任意改变。
可以被添加到所述外部电路的装置，其变频器总线电压不会由于外部电压波动异常降低，从而提高通过煤机变频器的低电压穿越能力。
本文首先简要介绍下火电厂的给煤机系统，阐述给煤机变频器的相关原理和电力系统中电压暂将、低电压穿越等相关的概念，研究了会引起低电压的因素和低压变频器为什么会跳闸，总结了目前国内和国外研究人员和专家的研究成果，具体分析了煤机变频器调速系统低电压的穿越能力，在阐明煤机变频器低压通道系统设计的前提下，分析比较各种不同的实现低电压穿越能力的方法，最终确定在给煤机变频器外部回路上增加一套电力电子装置这个方案来实现低电压穿越的能力。
本文结合火电厂容量转换对燃煤电力低压穿越能力的研究现状，分析比较了不同改造方案的优势和缺点，并结合徐州暨铜山华润电厂的生产实际，最终确定了给煤机低电压穿越的实际改造方案。
然后，基于对单个BOOST DC/DC电路的分析和放大，在测试中构建了一个低电压穿越系统数学模型（Low V oltage Ride Through System）。
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。
变频器低电压穿越方法研究
变频器低电压穿越方法研究本文针对配电网中电压暂降时变频器甩负荷的问题，总结变频器低电压穿越的几种方法，并设计出一种基于并联电容的变频器低电压穿越方法，同时介绍电容的参数配置方法，以维持变频器的持续稳定运行。
标签：油田配电网；变频器；低电压穿越1 引言在工业生产中，许多设备是感应电机类负载，该类负载存在无功功率大、功率因数低的问题，多采用变频器设备来改善线路的功率因数，降低能量损耗。
变频器属于敏感设备，对电压的要求较高，当电网中出现电压暂降时有可能触发变频器的低压保护动作使变频器退出运行，导致负载非正常停机，造成巨大的经济损失。
本文简要总结已有变频器低电压穿越方法，针对变频器的特点设计一种简单的低电压穿越方法并分析参数配置原理，维持变频器的持续运行。
2 火电厂辅机变频器低电压穿越方法目前，对于变频器低电压穿越的研究主要集中于火电厂辅机变频器，采用的措施主要有以下几种。
2.1 改进变频器对变频器的改进主要有以下两种：（1）免跳闸强化设计。
施耐德ATV71系列变频器设计抗电压扰动功能，在电源电压降至50%时不跳闸。
这类变频器在电压暂降幅度低时可以防止跳闸，在电压降落比较严重时无法避免跳闸断电[1]。
对于一般的工业生产线，将普通变频器更换为ATV71系列变频器不能保证完全的低电压穿越能力，且在资产投入上大大增加，该方法不可取。
（2）增加备用升压电源电路。
对变频器的电源系统进行双路改造，备用电路是从电源经过升压泵连接到变频器直流环节。
变频器正常运行时采用主电路供电，在电源电压下降时，采用备用电路供电，将降低的电源电压经升压泵上升至合适电压供给变频器直流母线，维持变频器的持续运行。
该种方法有较好的低电压穿越能力，但主备电路转换开关的速度不能保证，无法避免电压暂降严重时的变频器低压停机。
2.2 加入外部电源支撑变频器低压退出运行主要是直流母线的电压过低造成的，因此，在直流母线处加入外部电源支撑可以实现变频器的低电压穿越。
全功率变频器低电压穿越控制策略设计与硬件实现_邓琛
全功率变频器低电压穿越控制策略设计与硬件实现_邓琛电力与能源１４２科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS1 引言2006年以来,随着风力发电机组技术的发展,目前风力发电机组的机型特点开始从双馈型向全功率直驱型发展,对于使用全功率变频器并网的风电机组,当电网发生故障时,会导致变频器产生过电流和直流过压故障停机,所以为了满足风电机组具有低电压穿越能力的要求,保证系统故障后风电机组能不间断并网运行,变频器有必要采用合适的软件控制方式和硬件结构配合来渡过低电压穿越过程,满足中国的相关标准要求。
2 变频器需要实现低电压穿越功能所面临的问题由于直驱风电机组采用的全功率变频器并网技术与传统同步发电机并网技术相比有着不同的特性,尤其是在电压控制和稳定性方面无法与传统发电技术相比,因此在目前的技术水平下风电都会对接入地区电网的电压稳定性带来一定的影响,所以满足低电压穿越能力是一个重要的指标。
因电网发生三相或两相短路故障时,变频器的电网侧逆变器的输出会引起暂态的过电流;从能量守恒的方面来分析,电网的系统短路引起电网电压骤降,变频器此时无法继续向电网输送能量,变频器输入和输出之间不平衡的能量会引起变频器的直流电容的电压升高。
所以,不管是过电流故障还是直流侧的电容过电压故障都会造成变频器的停机保护。
所以如何使变频器在电网电压下降过程中顺利穿越低电压故障,并能保护其电力电子器件不受损坏,这样的改进方案显得尤为重要。
3 变频器实现低电压穿越能力的基本方案对于采用全功率变频器并网的发电机组,在电网系统发生故障时,电网电压降低,发电机的电流流经机侧变频器整流后不能及时通过网侧变频器输送到电网,此时直流环节出现的过电压会对变频器的直流侧电容以及IGBT 模块产生很大的冲击,出于保护变频器的目的,需要在发生故障时,及时采取对应的控制方式来限制变频器网侧逆变器过电流和直流电容的过压。
从节约生产成本的角度出发,最好的办法是不改变系统硬件结构,而是通过修改软件的控制方法来达到低电压穿越目的:在电网故障时,使变频器和控制系统能安全度过故障,同时变频器继续维持在安全工作状态。
变频器低电压穿越原理
变频器低电压穿越原理英文回答：The principle of low voltage ride through (LVRT) in variable frequency drives (VFDs) is to allow the drive to continue operating even when the input voltage drops below the rated voltage. This is achieved by implementing various control strategies and protective measures.One common control strategy is to reduce the output voltage of the VFD when the input voltage drops. This is done by adjusting the modulation index of the pulse width modulation (PWM) signals that control the switching of the inverter. By reducing the modulation index, the output voltage can be lowered to match the reduced input voltage, allowing the drive to continue operating within its rated voltage range.Another control strategy is to increase the reactive power output of the VFD when the input voltage drops.Reactive power is used to support the voltage and maintain the required voltage level. By increasing the reactive power output, the VFD can compensate for the voltage drop and ensure that the motor receives the necessary voltagefor operation.In addition to control strategies, protective measures are also implemented to ensure the safe operation of the VFD during low voltage conditions. These measures include overvoltage and undervoltage protection, which monitor the input voltage and take appropriate actions to protect the drive and the connected motor. For example, if the input voltage drops below a certain threshold, the VFD may reduce the output voltage or even shut down to prevent damage to the motor.To better understand the principle of LVRT, let's consider an example. Imagine you are driving a car and suddenly the engine loses power due to a drop in fuel supply. In order to keep the car moving, you may need to adjust your driving strategy by reducing the speed or changing gears. Similarly, in a VFD, when the input voltagedrops, the control strategies and protective measures kick in to adjust the output voltage and support the motor's operation.中文回答：变频器低电压穿越的原理是允许变频器在输入电压低于额定电压时继续运行。
低电压穿越控制技术解读
电网正常条件下双馈风力发电变换器的控制技术DFIG变速恒频运行，通过控制转子侧和网侧变换器来实现有功、无功功率的独立调节。
转子侧变换器的主要作用是为转子提供励磁电流，而励磁电流可以分为励磁分量和转矩分量两部分。
其中调节励磁电流分量可调节定子侧所发出的无功功率，调节转矩电流分量控制电磁转矩，进而控制定子侧所发出的有功功率，使风力机运行在最佳功率曲线上，实现最大风能捕获。
风速的变化会引起双馈发电机运行状态的变化，进而导致直流侧电流的变化，从而引起直流侧电压的变化。
直流侧电压的变化会引起整个风力发电系统的性能恶化，所以网侧变换器的主要控制目标就是保持直流侧电压恒定而不受上述因素的影响，同时又可以控制功率因数。
网侧变换器的另一任务是保证其良好的输入特性，即输入电流波形接近正弦，谐波含量少，功率因数符合要求，理论上可获得任意可调的功率因数，为整个风电系统的功率因数控制提供了另一种方法。
双馈风力发电系统是一个多变量、时变、强耦合的高阶非线性系统，其运行控制复杂。
目前对于理想电网电压条件下DFIG风力发电机系统、包括网侧、转子侧变换器的控制策略业已进行了大量的研究工作错误！未找到引用源。
]。
如经典的矢量控制(Vector Control-VC)和直接转矩控制(Direct Torque Control-DTC)在DFIG风电机组得到广泛应用。
矢量控制根据定向方式的不同又可分为电压定向(SVO-VC)和磁链定向(SFO-VC)。
而针对网侧变换器而言，变换器的控制就可以分为基于电网电压定的矢量控制(VOC)和直接功率控制(VDPC)以及基于虚拟磁链定向的矢量控制(VFOC)和直接功率(VFDPC)控制四种。
1 矢量控制由于DFIG是个多变量、非线性、强耦合的被控对象，采用参数重构和状态重构的现代控制理论概念可以实现交流异步电动机定子电流的励磁分量和转矩分量之间的解耦，即磁通和转矩之间的解耦，将整个系统分解为两个独立控制的子系统。
低电压穿越技术在变频调速系统上的应用研究王龙泉
低电压穿越技术在变频调速系统上的应用研究王龙泉发布时间：2021-09-23T01:59:33.787Z 来源：《中国科技人才》2021年第16期作者：王龙泉[导读] 随着社会经济的发展和进步，对电力能源的依赖程度逐渐提高，对电能的需求量增大，要求通过技术创新的方式，提升电力能源、资源的开发与利用效率，保证电网系统的正常、稳定运行。
甘肃宏汇能源化工有限公司甘肃省嘉峪关市 735100摘要：随着社会经济的发展和进步，对电力能源的依赖程度逐渐提高，对电能的需求量增大，要求通过技术创新的方式，提升电力能源、资源的开发与利用效率，保证电网系统的正常、稳定运行。
本文基于低电压穿越技术，在对变频调速系统组成结构、工作原理、技术特征进行概述的基础上，探究低电压穿越技术在变频调速系统中的具体应用，为行业相关领域研究人员提供参考。
关键词：低电压穿越技术；变频调速系统；工作原理；应用要点引言：在电网系统运行期间，需要变频电动机、风机、能源泵等设备的支持，但受不确定性因素影响，电网系统运行存在波动现象，长期运行荷载压力作用下，极易出现设备故障问题，造成设备和能源的损耗，需要利用低电压穿越技术对高压变频系统运行模式进行调整与优化，实现对相关能源工程的全面控制，避免因电网电压波动引起变频器停止输出，进而造成对生产连续性要求较高的生产装置停机。
1变频调速系统工作原理1.1组成结构变频调速系统运行期间，通过改变电动机组工作电源频率，达到调整电机转速的目的，促使转子转速与电源频率之间呈线性关系，调整电机转速范围，改善电机设备机组负荷情况，从而实现节约能源。
高压变频调速系统由整流器、逆变器、电动机、控制电路、电源装置、中间电路等部分组成，系统运行结构示意图详见下图1。
高压变频调速系统通过变频器将交流电转变为直流电，经过逆变器后，电流再次转变为频率、电压可控的交流电，系统运行过程中，采用数字化控制，电流转换效率高且效果较好。
图 1 高压变频调速系统运行的基本结构示意图1.2工作原理变频调速系统的运行，各控制单元均采用串联的方式，将独立的低压功率单元进行电路连接，在电流经过后，采用波形连续变换法，实现电压功率单元的叠加，以此获取频率与幅值可控的正弦交流型电压，有效避免了传统连接模式引发的电路动态均压问题。
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高压变频器低电压穿越功能的实现
摘要：本文首先阐述了高压变频器设备现状,接着分析了高压变频器低电压穿越
治理系统, 最后对设备改造方案、实现方法、效果评价进行了探讨。
通过近几年
新高压变频器系统的设计，实现了高压变频器的低电压穿越功能。
关键词：高压变频器；低电压穿越功能
引言：
电厂中，高压变频器用于拖动各类辅机，对于电厂的节能环保具有重要作用。
由于电网电压不稳定，当高压变频器的输入电压过低时，会触发保护，从而导致
辅机停机，甚至引起机组停机，因此要求高压变频器具备低电压穿越的能力。
1设备现状
高压变频器跳闸主要有两个原因：变频器功率回路（变频器动力部分）和控
制回路（控制部分）。
变频器的功率回路均由整流模块、直流环节、逆变模块组成。
在变频系统中，变频器并非独立运行，有相应的控制电路板、采样反馈系统、继电器和接触器与其配合工作，这些部件均需稳定的控制电源供电。
电力系统发
生低电压故障时，控制电源也会发生跌落，进而造成控制系统与继电器系统的瘫痪，变频器同样无法正常运行，导致高压变频停止运行。
2高压变频器低电压穿越治理系统
2.1高压变频器低电压穿越治理系统逻辑控制
控制单元输入信号：变频器运行状态接点信号；母线电压监测信号。
输出信号：断路器、直流接触器的闭合断开信号。
交流电压正常条件下低电压穿越治理
系统投入过程：变频器电源端送入正常电压，变频器受电，内部CPU准备运行，DCS或PLC控制设备送来启动指令；模拟控制4～20mA电流决定变频器拖动电机
的运行转速；等到系统正常运行后变频器状态接点闭合；低电压穿越治理系统控
制单元接收到变频器正常运行状态指令后，向执行单元发出合闸指令，这时该回
路在热备用状态；此次操作结束。
变频器电源失电，控制单元给执行单元一个运
行信号，低电压穿越治理系统给变频器直流母线供电，此过程变频器运行不间断。
变频器电源供电恢复时其直流环节的电压应立刻上升；执行单元撤出对变频器的
供电，变频器转为电源供电。
母线电压未恢复，直流支撑系统给变频器供电时间
不小于10s。
2.2高压变频器低电压穿越治理系统工作流程
系统直流输出母线由晶闸管和直流压差控制系统控制，正常运行时与变频器
完全隔离。
电网电压大于90%时，系统不工作，处于热备用状态。
当电压跌落到0～90%范围内系统瞬时（＜200μs）启动工作，维持变频器直流母线电压在
DC500V左右，保证变频器正常运行。
当电网电压恢复时，系统自动退出工作状态，转为热备用状态，变频器自动转换由电网供电。
当MFT动作或变频器停止运
行时，系统自动退出，转为热备用状态。
3设备改造方案
通常，变频器采用“交－直－交”工作模式，主要有变频器功率回路和控制电
源两部分。
若要彻底解决变频器因电压低而跳闸的问题，就必须同时解决直流电
源支撑问题和控制电源问题。
考虑到高压变频器负荷转矩特性，计划为高压变频
器加装低电压穿越电源装置。
在系统发生低电压期间，低电压穿越装置输出稳定
直流，可靠提供高压变频器直流电源，同时提供可靠的控制电源，保障变频器拖
动系统的连续稳定运行。
系统主要由蓄电池组、电压暂降保护器、直流隔离单元、执行单元、监控单
元等组成，交流电取自变频器输入端交流电源。
当电压下降，监控单元检测到直
流环节电压下降至低电压穿越保护系统预定阀值时，执行单元瞬间导通，由蓄电
池对升压电路充电后，为变频器直流环节提供稳定直流电，保证高压继续运行。
正常时，由微机充电装置对蓄电池组进行浮充电，高压变频器及低电压穿越电源
装置的控制电源由单独配置的ＵＰＳ系统提供。
该方案优点是用部分蓄电池就可
解决变频器深度低电压穿越问题，且系统供电可靠性高、对厂用电无冲击、投资
相对较低、工程量少；缺点是需定期对蓄电池进行维护。
系统主要由功率变换模块、直流隔离单元、执行单元、监控单元等组成，选
用机组１１０Ｖ直流系统作为高压低电压穿越装置的动力电源。
当电压波动时，
直流电源经过功率变换模块后，为变频器直流环节供给稳定直流电，保证高压继
续运行。
高压变频器及低电压穿越电源装置的控制电源由机组ＵＰＳ系统提供。
该方案优点是无电池维护任务、可实现深度低电压穿越；缺点是一旦装置发生接
地或短路故障，就会影响机组直流系统、ＵＰＳ系统的正常运行，且投资相对较高、工作量较大，需要单独敷设动力电缆。
4实现方法
经过几年时间，发电设备成套设计研究院有限责任公司对高压变频器进行了
升级改造，实现了低电压穿越功能。
当变频器输入电压幅值降低至一定范围内时，首先采用提高输出电压参考值的方法，保证装置的输出电压；如果不能满足，则
降频运行。
如果输入电压降低很多或者消失，在高压变频器软件中检测到高压消
失后，将低电压穿越的过程分为几个区间，分别实施控制策略,如图1所示。
图1低电压穿越的过程
区间Ⅰ：短时封脉冲，小于10ms的电压大幅度跌落，在电压跌落瞬间封锁
输出，但变频器保持原来运行状态，电压恢复后，变频器不作调整直接恢复输出（此时会有小幅电流冲击）。
区间Ⅱ：变频器进入低电压穿越区，其封锁输出脉冲，电动机处于自然停车
状态，且转速逐渐降低，变频器测量电动机定子侧反电动势（残压），从而对电
动机转速进行估算；通过跟踪电动机的转速，估算出电源电压恢复正常时电动机
的跟踪频率；当电源电压恢复时，使电动机从估算的跟踪频率开始工作。
区间Ⅲ：电动机残压太低无法检测，当电源电压恢复时，从最后测得的频率
起动电动机。
区间Ⅳ：若失电时间大于电动机的自然停车时间，则电源电压恢复从0Hz起
动电动机。
区间Ⅴ：如果很长时间没有恢复电源电压，则停机。
通过上述方法，在变频器电源电压偏低或失去时，不会引起变频器故障停机，从而为电厂的安全运行提供保障。
在实际应用中，需要根据具体情况，比如电动
机的运行性能、电厂的实际要求等，改变封锁脉冲输出的等待时间、估算电动机
转速的加速度等变量，并进行灵活的设计。
5效果评价
实施后，对改造后的高压变频器进行性能检测，情况如下：模拟变频器进线
电源电压为９０％额定电压，变频器能可靠供电，高压正常运行。
模拟变频器进
线电源电压跌落到６０％额定电压持续５ｓ，变频器能可靠供电，高压正常运行。
模拟变频器进线电源电压跌落到２０％额定电压持续０．５ｓ，变频器能可靠供电，高压正常运行。
测试结果表明，加装辅机电源控制系统后的高压变频器低电
压穿越能力符合《大型汽轮发电机组一类辅机变频器高、低电压穿越技术规范》
相关技术要求。
结束语：
随着电力电子技术的发展，变频器以其调速精确，使用简单，保护齐全等特
点广泛应用于电厂辅机调速控制系统中。
由于电力电子器件的应用，变频器均带
有低电压跳闸保护，电网电压的波动往往会带来变频器的退出运行，从而造成事
故的扩大。
此类故障期间的非计划停运，一方面影响发电厂发电连续性和经济性，另一方面会进一步对电力系统造成冲击，加剧系统故障程度，严重影响电力系统
的安全稳定运行。
通过变频器低电压穿越装置改造，能够解决火电厂辅机变频器
低电压穿越的难题，提高电源、电网运行的可靠性和稳定性。
因此，火电厂变频
器低电压穿越装置改造是必要的，具有较好的经济效益和社会效益。
参考文献：
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[2] 武飞平. 发电厂高压变频器典型故障诊断分析及解决[J]. 神华科技. 2017(12)
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[4] 蔡俊. 变频器在使用中遇到的问题和故障防范[J]. 建材与装饰. 2018(20)。