关于风电场低电压穿越问题
风电场电压无功协调控制及低电压穿越问题探究
风电场电压无功协调控制及低电压穿越问题探究摘要：文章对风力发电系统的发展现状、特点和运行中的问题进行分析和介绍，并对风电场的电压无功协调控制和低电压穿越能力进行探讨，通过试验分析策略的有效性。
关键词：风电场；电压无功协调控制；低电压穿越1引言在全球能源危机和环境恶化不断加剧的形势下，我国在进行能源结构调整、开发风能、水能等可再生清洁型能源的同时，也提出了在各个行业进行节能减排的号召。
而对于风电企业来说，目前风电场建设的规模、数量和装机容量在不断增加，且风力发电技术的技术含量较高，风力发电技术在快速发展的同时，也暴露出许多由于缺少低电压穿越能力而引起的脱网事故等影响其运行稳定性的问题，严重影响着风电场并网发电的稳定性和供电服务质量，所以风电场运行的安全性和稳定性成为电力行业对风电场关注的重点，本文主要对风电场电压无功协调控制与低电压穿越问题进行研究，以期提高风电场并网运行的安全与稳定。
2风力发电系统概述近年来，尤其是进入本世纪以来，风力发电逐渐成为世界诸多国家的可持续发展战略的重要组成部分，尤其是近几年以来，全球风电产业飞速增长，以欧洲各国以及美国等发达国家为例，其风电发展已经成为重要的战略目标，风电装机容量以及单机容量都呈增加趋势。
而我国的风能资源极其丰富，进入本世纪以来风电装机容量每年都以超过100%的增长速度飞速增长，目前已经成为累积和新增风电装机容量和单机容量最多的国家。
总结其发展情况具有以下特点：一是风电企业的整体规模在不断扩大，而且在所有的发电形式中所占的份额在不断增长；二是风电装机单机容量呈递增趋势；三是以我国为例，我国的风力发电行业正在向着商业化和稳定化方向发展，并且由于海风具有稳定性高、抗干扰性强、风能储量大等优点逐渐成为风电开发的热点；四是风电开发的成本较高，但是目前随着风力发电技术的发展而逐渐降低，而且其风力发电企业的运营成本较其他发电形式要低很多。
但是在风电场的运行过程中，由于电网失压或风电自身中存在的低电压穿越、无功补偿和变流器故障等问题，容易导致风电场在并网运行中出现脱网事故，所以为了确保其运行的稳定性，通常采用桨距失速调节技术、主动失速调节技术、变桨距调节技术和变速恒频技术等对风电机组进行控制，但是由于其并网结构较为薄弱且自动控制技术较低，容易出现风电机组由于缺乏低电压保护而出现各类事故的问题，所以需要对风电场的电压无功协调控制和低电压穿越能力进行研究。
分析风电机组低电压穿越能力影响因素
分析风电机组低电压穿越能力影响因素摘要：随着我国城市化进程的加快，我国城市建筑数量呈一个稳定增长的趋势，城市人口也越来越多，人们对电力资源的需求也越来越大，这为我国风电机组的发展提供了基础。
风电机组是构成我国电力资源的重要组成部分，它对于解决我国电力问题发挥了显著的作用。
只不过随着近几年我国风电机组规模的增长，出现了一系列的运行问题，比如风电机组在运行过程中出现了因为低电压穿越能力不足而导致的风电机组大面积脱网事件，严重阻碍了电力企业的进一步发展。
基于此，本文就对影响风电机组低电压穿越能力的相关因素进行了一个较为详细的概述。
关键词：风电机组；低电压；穿越能力；影响因素引言：在这几年的发展中，我国经济水平得到了一个显著的提升，经济的增长推动了各个行业领域的发展，基于我国电力发展需求，风力发电逐渐成为我国主要发电方式。
风电机组是风力发电的核心，通过风力发电，可以在一定程度上缓解我国能源匮乏的问题，所有我们要重视风电机组的管理。
风电机组在运行过程中，受外界因素影响，会出现各种各样的问题，最为突出的就是因为低电压导致穿透能力不足，使得风电机组出现大面积故障问题，不仅影响电力正常供应的稳定性，还会造成严重的经济损失。
一、低电压穿越能力的定义风力发电是近几年才逐渐发展起来的，所以风电机组在我国电力行业所占比例较低，随着我国对风电行业的大力扶持，风电机组得到了一个快速的发展，当然，也取得了一定的应用效果。
也正是随着风电机组数量的增加，风力发电过程中存在一些问题也逐渐突显了出来，风电机组数量越多，对电网的穿透效率就越高，如果在同一时间段出现大规模的脱网事故，会严重影响电力系统正常运行的稳定性。
为了提高风电机组的整体稳定性，我们需要进一步深化风电机组的低电压穿越能力，有效提高其风险抵御能力。
从另一个角度来说，为了风力发电机的端电压不会降低，使其保持在一个稳定状态下，我们需要保证风电机组低电压穿越能力符合运行标准，还能够通过无功运转的方式为系统供电。
风电场的低电压穿越
风电场的低电压穿越下图为对风电场的低电压穿越要求。
风电场并网点三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不脱网连续运行；并网点电压只要有一相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。
一、电压运行范围（新） 当风电场并网点的电压偏差在其额定电压的－10％～＋10％之间时，风电场内的风电机组应能正常运行。
当风电场并网点电压偏差超过＋10％时，风电00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.2-101234电网故障引起电压跌落要求风电机组不脱网连续运行风电机组可以从电网切出时间（s ）并网点电压（p .u .）0.625场的运行状态由风电场所选用风电机组的性能确定。
二、电压控制要求1、风电场应配置无功电压控制系统；根据电网调度部门指令，风电场通过其无功电压控制系统自动调节整个风电场发出（或吸收）的无功功率，实现对并网点电压的控制，其调节速度应能满足电网电压调节的要求。
2、当公共电网电压处于正常范围时，风电场应当能够控制风电场并网点电压在额定电压的－97％～＋107％范围内。
3、风电场变电站的主变压器应采用有载调压变压器。
风电场具有通过调整变电站主变分接头控制场内电压的能力，确保场内风电机组在条款1所规定的条件下能够正常运行。
（依据：GB/T 12325-2008《电能质量供电电压偏差》，提出当风电场并网点的电压偏差在－10％～＋10％之间时，风电场内的风电机组应能正常运行。
）根据风电场接入电网技术规定，在2009年2月后通过审查的，风机必须带有低电压穿越功能，如不具备一律不允许并网。
新疆达坂城风电场，目前购置的华创CCWE-1500/70.DF机型具备低电压穿越能力，当风电场并网点的电压偏差在其额定电压的－10％～＋10％之间时，风电场内的风电机组应能正常运行满足风电场低电压穿越能力要求；能够在并网点电压突降到20%Ue时625ms不切除。
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。
浅析双馈式风力发电机低电压穿越技术
浅析双馈式风力发电机低电压穿越技术双馈式风力发电机在风电场中使用越来越广泛，具有功率大、转速调节范围宽广、响应迅速等优点，但在低电压条件下运行时，容易出现穿越现象，严重影响了风电场的稳定运行。
因此，针对双馈式风力发电机的低电压穿越问题，人们提出了许多解决方案，其中较为常见的有功率控制策略、双馈式风力发电机容量调整策略、控制双馈式风力发电机的电动机及逆变器等。
功率控制策略是一种经济、简单的方法，通过调整风力发电机的输出功率实现防止低电压穿越现象。
具体方法是当电网电压下降时，风力发电机通过控制转子的转速，降低输出功率，从而防止其穿越。
然而，在实际应用中，这种方法存在着一定的缺陷，容易造成浪费风能现象，降低风电场的发电效率。
双馈式风力发电机容量调整策略是一种改进的方法，其思路是调整双馈式风力发电机的容量，提高其在低电压条件下的适应性，从而避免低电压穿越问题的出现。
这种方法比较灵活，容易操作，无需改变发电机的结构，但是实现上需要配备相应的控制器以及一定的调试成本。
另外，这种方法不能完全避免低电压穿越现象的出现，因此还需要配合其他控制策略的使用。
控制双馈式风力发电机的电动机及逆变器是一种相对较为复杂的方法，其思路是通过调整电动机及逆变器的控制方式，实现对发电机输出电流的调节，从而防止低电压穿越现象的发生。
这种方法虽然实现难度较大，但具有较高的控制精度和稳定性，可适用于各种不同类型的风力发电机。
同时，由于其控制精度高，可以有效防止风电场的系统失稳问题。
总之，解决双馈式风力发电机低电压穿越问题是一个复杂而又关键的技术问题，需要在实际应用中不断进行探索和实践。
各种控制策略的使用可以相互补充、协同作用，提高风电场的运行效率和稳定性，实现可持续发展。
风电机组低电压穿越问题的研究
背景近几年来我国的风力发电机组装机容量始终在快速增加，并呈现逐年递增的趋势，其安装的类别大致可分为以下两种：恒速恒频风电机组和变速恒频风电机组[5]。
VSCF(Variable Speed Constant Frequency,变速恒频)风电机组能够使风力机随着因风速变化引起的捕捉风能的变化而改变发电机的转速，这样的柔性控制策略的优点是：使风机能够吸收阵风的能量；减少传动杆的机械应力；同时可以让风力机最大程度的捕获风能，从而提高风力机风能利用率。
正是因为这些优点是CSCF(Constant Speed Constant Frequency,恒速恒频)风电机组无法与VSCF风电机组相比的，所以VSCF技术是目前国内外风电研究领域的热点。
在VSCF机组之中，还有两大分支，分别是双馈感应异步发电机风电机组和直驱永磁同步发电机风电机组。
DFIG(Doubly Fed Induction Generator,双馈感应异步发电机)是早期大量建设的机组，至今仍占据风电市场的大半份额，是现在VSCF机组中的主流机组。
DFIG 要满足并网发电的要求，其发电机转速必须要高，但风力机的转速达不到要求的高速，故风力机与发电机之间通过升速齿轮箱连接，使其可以在低风速条件下提高转速，满足发电要求。
但是升速齿轮箱以及发电机中碳刷和滑环的存在会使系统结构复杂，不便维护与维修。
D-PMSG(Direct-Driven Permanent Magnet Synchronous Generator,直驱永磁同步发电机)是近几年才发展起来了的机组，以永久磁铁励磁代替电励磁，同时用增加磁极对数的方法解决低风速下发电问题，抛弃了升速齿轮箱，减少了中间环节的传动部件，简化了系统结构，缩减了维修费用，从而使系统的可靠性得以增加。
并且机组采用了全功率PWM变流器，提高了机组发生电网故障时的抵抗能力，由此可知D-PMSG将会成为VSCF机组未来的发展趋势[6]。
风力发电机组低电压穿越技术探析
风力发电机组低电压穿越技术探析摘要：近年来，随着科技水平的不断提高，风力发电技术体系日益成熟，风电产业规模呈现出爆发式增长态势。
但在接入电网出现运行故障、电压异常波动时，将会对风电系统与风力发电机组的运行状态造成影响，可能出现风电机组脱网解列问题，对发电企业造成严重的损失。
因此，本文围绕风力发电机组低电压穿越技术的应用问题进行探讨，希望通过改善风电机组低电压穿越性能，解决这一问题。
关键词：风力发电机组；低电压穿越技术；应用一、风力发电机组低电压穿越技术概述1.技术原理风电机组低电压穿越技术是当风力发电系统所接入电网出现各类运行故障、电压跌落现象时，将会实时向所接入电网提供无功功率支撑，以此做到对电网正常运行状态的快速恢复，在短时间内将跌落的电压值调整至安全范围，避免风电机组出现局部或是大规模脱网现象。
根据低电压穿越技术要求可知，在电网电压异常波动时，如若实时电压值、故障发生时间处于风机跳闸区域时，将会对风电机组采取必要的脱网解列措施，避免风电机组受到外部因素影响出现损坏问题。
而在实时电压值、故障发生时间保持在曲线上方区域时，会持续向所接入电网提供无功功率，风电机组将保持并网运行状态。
2.技术标准现阶段，在应用低电压穿越技术时，为取得应有的技术作用，保障风电机组运行安全稳定，必须满足不脱网运行、具备无功支持以及有功恢复使用功能的技术应用标准，具体如下。
（1）不脱网运行。
在风电场运行过程中，如若实时并网点电压值稳定保持在相应电压轮廓线上方区域中，要求风电机组稳定保持为并网运行状态，禁止风电机组出现脱网解列现象。
在电网电压脱落后，风电机组将在一定时间内仍旧保持并网运行状态，提供无功功率补偿，将电网电压值快速提升至额定值。
如若电网电压值在一定时间没有得到有效恢复、处于电压轮廓线下方区域时，将风电机组从电网中切出。
（2）无功支持。
根据技术实际应用情况来看，在出现电网三相电压对称跌落、并网点电压小于额定值90%现象时，都将对所接入电网提供无功电流，起到控制电网稳定运行、快速恢复正常电压值的作用。
风力发电机低电压穿越原理
风力发电机低电压穿越原理
风力发电机低电压穿越（LVRT）的原理主要是在电网发生故障或电压跌落时，风力发电机组能够保持并网状态，并向电网提供无功功率，从而支持电网恢复正常运行。
具体来说，当电网发生故障或电压跌落时，风力发电机组通过控制策略，能够快速检测到电网的状态变化，并实时向电网提供无功功率支撑。
这样做的目的是在短时间内将跌落的电压值调整至安全范围，避免风电机组出现局部或是大规模脱网现象。
风力发电机组低电压穿越的实现依赖于先进的控制系统和算法，能够快速响应电网的故障或电压跌落，并进行相应的控制和调节。
同时，还需要保证风电机组的机械和电气系统在低电压穿越过程中的安全和稳定性。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询风力发电领域专家。
有关风力发电低电压穿越技术的分析分析技术风力发电低电压穿越风力发电机
有关风力发电低电压穿越技术的分析摘要：近些年来，风力发电在供电总量中的比重逐年增加，再加上风力穿透功率的不断上升，风力发电对于地区性电网稳定性影响越来越大，如果电网出现故障导致电压跌落，风力机组通过解列来解决问题势必会造成系统的不稳定，严重还会造成局部甚至是整个系统的全面崩溃，而低电压穿越技术就是在这个背景下开始受到各界的关注。
文章首先描述了我国目前风力发电低电压穿越技术的相关规定，其次分析不同风机主要机型在电网电压跌落时表现的具体特征，最后对不同机型暂态特征以及低电压穿越技术进行了详细分析。
关键词：风力发电；低电压；穿越技术中图分类号： TM315 文献标识码： A1.前言当今世界风力发电厂装机容量正处于逐年上升的态势，目前在欧美一些发达国家，风力发电在全国电网供电中所占的比重非常高，例如欧洲的丹麦风力大点比例已经超过了20%，而风力发电有比较容易产生运行故障，所以必须考虑在电网发生故障的时候风机的运行状态对整个电网稳定性的影响，所以目前世界上众多的电网公司都集合自身实际对风力发电机组并网提出了更多更高的技术性要求，而低电压穿越技术正是能够解决这个问题的新技术，而低电压穿越技术又是公认的风电机组设计中最难的一项技术，穿越技术的使用性能将会直接的影响到风机的大规模使用。
低电压穿越技术就是在风机并网点电压出现跌落现象的过程中，风机仍然能够保持并网，甚至还可能会给电网提供一定量的功率，支持电网的恢复，还有可能直接坚持到电网恢复正常。
电压跌落必然会给电机带来相应的暂态过程，例如过电压、过电流或者是转速上升等现象，情况严重还会影响到风机以及风机控制系统安全运作。
通常情况下如果是电网出现故障，风机就会实行被动式的自我保护程序，也就是立刻解列，还会保障风机的安全运行，这在风力发电电网穿透率相对较低的时候是可以接受的，但是一旦风力发电在整个电网中占得比重很大，那么整个系统的恢复难度就会增加，可能会增加故障产生的可能性，严重的会导致整个系统的解列瘫痪，所以有效的低电压穿越技术能够有效的稳定风场电网。
风力发电低电压穿越技术探究
风力发电低电压穿越技术探究摘要：现如今，我国对于风电等新型能源比较重视。
风力发电机组在运行过程中，对于自然因素的依赖性较大，风力的不确定性使得其很容易出现电压跌落的情况，要求技术人员能够借助低电压穿越技术来对电压跌落带来的问题进行解决。
本文低压穿越技术展开了相关探究。
关键词：风力发电；低电压；穿越技术引言：近些年来，全球的风力发电行业发展十分迅速，发展前景可观，各个国家都十分重视风力发电技术，风电机组装机容量不断提升，即使在全球经济衰退的大背景下，在制造业行业中整个风电累计装增量的增长率依然遥遥领先。
由于我国的能源短缺问题、环境污染问题比较严重，风电技术由于清洁、可靠、无需进口的优势成为了发展的重点项目。
我国可以开发的陆地风能资源大约分别为253GW，海洋风能资源大约为750GW。
风电电源在应用中需注重与电网的协同运行，相关的研究包括电网风电接纳能力、风电机组低电压穿越能力等，但这些研究相对独立，对于技术之间的相互影响及制约作用等处于研究的空白阶段。
1风力发电低电压穿越概述1.1低电压穿越技术在发电中，造成低电压的原因一方面是来自电源输入侧的低电压，主要是由于电网电压的波动或主电力线路切换、雷击使电源正弦波幅值受影响、电厂本身的变压器超载或负荷不平衡等；另一方面，是来自负载侧的低电压，主要是大型设备启动和应用、线路过载或启动大型电动机等。
低电压穿越指当风力发电网络的电压下降时，风机依然能够维持电网的正常运行，并且向电网提供部分无功功率，直至电网恢复正常，穿越低压时间。
在不同国家和地区，对于低压穿越有着不同的要求，我国的标准是①风电机组在并网点电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行625ms的低电压穿越能力；②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，风电机组保持并网运行；③风电场所处电力系统频率在49.5Hz~50.2Hz 范围内，并网机组应正常连续运行；风电场所处电力系统频率在48Hz~49.5Hz(含48Hz)范围内，并网风电机组应不脱网连续运行 30min（图片1为风电场低电压穿越要求）.和美国风能协会AWEA的标准比较接近。
浅谈影响风电机组低电压穿越的原因分析
浅谈影响风电机组低电压穿越的原因分析摘要：目前，随着我国发展理念的不断深化，我国电力部门在电力生产过程中加强了对风电资源的开发和利用。
随着风力发电规模的扩大，如何提高风力发电并网运行的稳定性，成为了风力发电单位急需解决的问题。
本文就对影响风电机组低电压穿越能力的影响因素进行深入探讨。
关键词：风电机组；低电压；穿越；稳定运行随着我国工业化、城市化水平的不断提升，社会发展对于电力资源的需求量日渐提升，而我国的电力企业为实现电力资源的高效供应，加大了风力发电工作的开展。
近年来，我国的风电机组在运行时出现了因低电压穿越能力不足而导致的风机大面积脱网事件，阻碍了电力企业谋求更高的经济利润以及社会效益。
本文基于此，分析探讨影响风电机组穿越能力的因素，并就相关问题的解决措施进行分析。
1、风电机组低电压穿越能力的概念解读风电机组的低电压穿越能力指的就是当风电机组所连接的电网在发生故障、因为扰动而造成的并网点出现电压急剧下降现象的时候，当电压的跌落值处于一定范围的时候，变速风电机组能够持续运行一段时间而不脱网，直到电网电压恢复正常。
当风电机组所接电网出现短路故障的时候，机组的定转子会产生暂态过电流并经过变流器，我们从能量守恒定量去考虑，当系统发生短路故障的时候会导致风电机组机端的电压出现骤降的现象，这时候风电机组会自动断开与电网的连接，造成大面积的风机脱网现象，此时能量就会出现不平衡的情况，会给风电机组的直流系统进行充电或者流过内部的电气设备及元件，从而造成设备的损坏。
因此保证风电机组在遇到电网电压出现低电压故障时能够顺利的穿越同时还能够确保电子器件不受损害，这对于风电机组的安全稳定运行是非常重要的，这也是保证风电机组能够保持并网发电而不发生脱网故障的前提。
2、低电压穿越技术类型低电压穿越对于风电机组来说作用是非常重要的，低电压穿越技术实现的类型主要分为三种，第一是比较常用的短路保护技术，第二种是我国引入的新型拓扑结构，第三种技术是采用合理的控制算法的技术类型。
简述风电场低电压穿越能力测试
简述风电场低电压穿越能力测试摘要：低电压穿越是指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，风电机组仍能够不间断并网运行。
对于电压跌落范围的界定，各国有其不同的规定。
为了满足并网规定，包括变桨控制系统在内的所有电气设备均需满足电网故障时的低电压穿越要求。
中国具有丰富的风能资源。
提高并网能力成了中国要充分利用风力资源所面临的首要问题之一，这就对电网的稳定性提出了较高要求。
本文主要针对风电机组低电压穿越检测技术及检测流程作以阐述。
关键词：风电机组，低压穿越，检测技术，检测内容，检测流程Abstract: the low voltage across is when power grid failure or disturbance caused by wind farms and of the network voltage dips, in the voltage drop, within the scope of the wind generator can still uninterrupted parallel operation. For voltage dips demarcation, countries have different rules. In order to meet the grid rules, including change propeller control system, all electric equipment all needs to meet the power grid failure of low voltage across the requirements. China has a wealth of wind energy resources. Improve the grid has become China’s ability to make full use of wind resources face one of the primary problem, this to the grid stability put forward higher requirement. This article mainly aims at the enlargement of low voltage across detection technology and testing process paper discusses.Keywords: wind power units, and the low voltage across, detection technology, testing content, test process一、风电场低电压穿越理论1、低电压穿越（LVRT）的概念当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在一定电压跌落的范围内，风电机组能够不间断并网运行。
风力发电系统低电压穿越技术要点探讨
风力发电系统低电压穿越技术要点探讨摘要：当前我国工业化发展进程快速，但能源问题也日趋尖锐化。
纵观世界各国，非可再生能源都陷入贫瘠匮乏局面，而发展可再生能源已经成为主流，比如说风力发电技术。
就我国而言，近年来风力发电系统在装机容量、技术应用内容上都有极大丰富，所以本文中就将主要研究风力发电系统中的低电压穿越技术，提出具体的技术实践应用方案。
关键词：风力发电系统；低电压穿越技术；功能作用；实践应用方案低电压穿越技术往往被应用于风力发电系统中风机接头位置，因为该位置容易出现电压压降现象，但当时风机依然与电网保持连接状态，在面向电网提供一定电量支持电网复原过程中，电压骤降情况就会发生，它会为风力发电系统带来相应的暂态反应过程。
此时如果出过电流、过电压蹿升情况，风力发电系统可能失去运行平衡状态，导致电网故障问题发生。
为确保风力发电系统正常稳定运转，需要考虑到电网穿透概率变化问题，了解采用低电压穿越技术，深入分析低电压穿越技术的功能作用表现。
一、低电压穿越技术的功能作用表现在风力发电系统之中，低电压穿越技术在功能作用表现上突出且丰富，它确保系统电网中电压下降也能建立并网体系，确保系统正常运行。
当然，在参考低电压穿越技术应用需求过程中，也需要对不同技术表现类型展开研讨，下文具体来谈：（一）定速异步机穿越技术的功能作用表现在采用定速异步机穿越技术过程中，需要了解其两点功能作用表现，首先一点就是定速异步机在跌落暂态方面表现出突出一面。
因为定速异步机中定子部分本身与电网相互连接，如果出现电压下降情况，风力发电机的定子电压也会相应下降，此时会出现转子转差增大情况，电势也会根据转子转差大小发生相应变化。
如果转子转差较大，电势也会相应增大，最终形成更大的转子电流效应。
另外，定速异步机的穿越技术功能作用实现也是非常明确的，即在电压降低过程中，结合电磁转矩变小过程，定速异步机的穿越转速就会升高。
在这里要考虑到风力发电系统整体结构相对简单，因此需要采用到变桨控制技术，同时检测电网故障问题，了解机械转矩变小情况以及转速平稳情况。
关于风电场低电压穿越问题分析
•
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。
2、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
•
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
• 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不 脱网连续运行；风电场并网点任意相电压低于或 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。
3、有功恢复
•
对电网故障期间没有切出电网的风电场，其
有功功率在电网故障切除后应快速恢复，以至少
目装机总容量为30万千瓦，全部采用了金风科技1.5MW
直驱永磁风力发电机组。测试之前，金风科技在一天之内
即完成对全部参测22台机组的低电压穿越升级改造。10月
22日，在西北电网甘肃瓜州东大桥变电站330kV人工单相
短路试验条件下，有19台机组在大风满发工况下成功实现
不对称低电压穿越，一次性通过比例高达86.4%。电网和
仍与电网相连。一般转子各相都串连一个可关断晶闸管和
风机低电压穿越
风机低电压穿越资料 据电监会通报，2月24日，甘肃中电酒泉风力发电有限公司桥西第一风电场因一个开关间隔的电缆头故障绝缘击穿，造成三相短路，导致包括这个风电场在内的10座风电场的274台风电机组因不具备低电压穿越能力在系统电压跌落时脱网，引起系列反应，最终本次事故脱网风机达598台，损失出力占到事故前酒泉地区风电出力的54.4%，造成西北电网主网频率由事故前的50.034赫兹降至最低49.854赫兹。
4月17日早晨4点51分，甘肃瓜州中国风电协和干西第二风电场一个箱变高压侧电缆头击穿、一个箱变电缆三相连接处击穿，引起系列反应，电压低于80%额定电压持续时间320毫秒，造成瓜州地区700台风机脱网，损失出力101万千瓦，电网频率最低至49.815赫兹。
甘肃这两起风机脱网事故都是由不起眼的电缆头引起的，但咎其根本原因是风电机组在低电压穿越能力方面的缺陷。
一、风电场低电压穿越技术规定国家电网公司企业标准如下：1、基本要求图1为对风电场的低电压穿越要求。
0.10.20.30.40.50.60.70.80.911.11.2-101234时间 (s)电网故障引起电压跌落要求风电机组不脱网连续运行风电机组可以从电网切出0.625并网点电压(p u )图1 风电场低电压穿越要求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3s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。
2、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；风电场并网点任意一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；风电场并网点任意一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。
风电机组低电压穿越改造问题分析
风电机组低电压穿越改造问题分析摘要：当前在国内风力发电机组中出现数起风机大面积脱网事故，严重影响电网的安全运行，为避免大面积脱网带来的安全隐患，要求风力发电机组具有低电压穿越性能维持发电机组的连续运行，本文通过变频器低电压穿越治理概述、改造方案、实现方法及效果评价主要研究风电机组低电压穿越改造问题。
关键字：风电机组；低电压穿越；改造问题对于风电机组而言，低压穿越是其重要的性能之一，这会帮助出现问题的电网，可以在风电场电压下降至20%-90%的额定电压时，仍可以保持运作，进行并网，从而实现低压穿越，不为故障所影响，进而确保电力系统的运作正常，防止风电机组脱网。
此外，当电网出现问题时，低压穿越可以维持并网的进行，从而为电网的自我修复提供缓冲时间，进而确保电力系统更加稳定，安全性能也大幅提高。
一、风电机组低电压穿越标准根据国家能源局2009[1465]号文的要求规定，风电机组运行要满足Q/GDW 392-2009《风电场接入电网技术规定》的要求，关于对低压穿越的要求主要有四点：第一，当电压恢复正常后，对风电机组的有功功率是有具体规定的，在电网出问题的规定时间内，那些还在电网运作内的风电场，在问题排除后需及时恢复有功功率，这里所说的及时是指恢复速率为：每秒增加10%的额定功率直至恢复正常值。
第二，在风电机组进行并网时，倘若电压稳定在90%之上，那么机组可持续正常运作。
第三，在电压降低的这段时间内，对于机组的无功功率的支撑能力也是有详细要求的，在电力系统出现三相短路问题时，风电机组的并网电压便会下降，当电压降到高于额度的20%，低于90%时，这时风电场的无功支撑若是发挥作用，便有助于电压的有效恢复。
详细来讲，即：风电机组并网处的电压出现单相亦或是单相故障，致使电压降低，该机组可以根据上述原理继续工作，防止脱网。
此时，运行下降的最大电压是额定值的五分之一，对于机组的运行时间要求为大于等于0.625s。
第四，电网故障如果可以在两秒内解决，电压恢复正常，那么，这段时间内，要求机组必须和电网相连，不能脱离。
桥湾风电场低电压穿越反事故措施
风电场低电压穿越反事故措施一、工程概况风电场位于甘肃省酒泉地区河西走廊西部。
该项目总装机为201兆瓦，共安装134台（东汽FD77B/61.5，100台，金风GW82-1500/70，34台）1500kW的风力发电机组，经134台箱式变压器后，通过与桥湾第二、第三、第四风电场共建的桥湾330kV升压站，并入敦煌750kV升压站。
二：低电压穿越保证安全的反事故措施1：设备现场的安全：确定桥湾风电场做低电压试验的场地为在12条馈线的终端杆处，场平为石子铺就，四周用醒目的红胶带围起，并在四周悬挂标志牌：高压危险，禁止靠近。
2：防火的安全措施:在做实验的风机塔底放置灭火器，在做实验的设备处及在变电站35KV配电间内放置灭火器，并派专人看管。
3：人员的安全配置：进入现场的人员戴安全帽，登风机人员随身佩戴安全衣，进入集装箱工作时要停电，验电，挂接地线。
4：保证电网的安全措施:在做低电压试验前要检查线路各项保护投入正确，特别是小电流接地选线投入正确，变电站人员监盘认真，发现三相对地电压不正常要及时汇报并果断处理。
5：风机安全的措施：在低电压试验前要检查各项硬件及软件配置合格，符合低电压穿越的各项要求，检查风机及箱变保护合格，二次接线正确。
6：电气操作的安全事项：在进行电气操作时要充分考虑运行方式的改变对运行线路的影响，对运行二次保护的影响，特别在移动低电压设备的电缆及进行电缆连接时一定办理工作票，并充分考虑到相邻杆塔安全距离，在刀闸操作时一定填写操作票。
三：应急措施：1：应有专人看护灭火器进行应急灭火，并定时巡视风机，箱变，35KV开关柜发现异常或焦糊味应立即汇报首先切断电源，进行灭火。
2：人身触电的处理：应按照《电力安全工作规程》进行，并使人员脱离电源，进行急救。
3：高空坠落的处理：首先应防止高空坠落，比如爬风机要戴安全衣，并有防止坠落的装置，但一旦有人高空坠落，要紧急抢救，并拨打120.。
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当转子侧电流超过设定值一定时间时，转子短路器 被激活，转子侧变流器退出运行，电网侧变流器及定子侧 仍不电网相连。一般转子各相都串连一个可关断晶闸管和 一个电阻器，并且不转子侧变流器并联。电阻器阻抗值丌 能太大，以防止转子侧变流器过电压，但也丌能过小，否 则难以达到限制电流的目的，具体数值应根据具体情况而 定。外部系统故障清除后，转子短路器晶闸管关断，转子 侧变流器重新投入运行。在定子电压和磁通跌落的同时， 双馈电机的输出功率和电磁转矩下降，如果此时风机机械 功率保持丌变则电磁转矩的减小必定导致转子加速，所以 在外部系统故障导致的低电压持续存在时，风电机组输出 功率和电磁转矩下降，保护转子侧变流器的转子短路器投 入的同时需要调节风机桨距角，减少风机捕获的风能及风 机机械转矩，迚而实现风电机组在外部系统故障时的 LVRT功能。
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crowbar触发以后，按照感应电动机来运行，这个 只能保证发电机丌脱网，而丌能向电网提供无功，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，先保住控制系统丌跳。ABB 号称采用了一种ACtive CROWBAR来实现低压穿越功能。
二、机组造价影响
• 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迚行合理的LVRT能力设 计很有必要。对变速风电机组LVRT原理 迚行了理论分析, 对多种实现方案迚行了比较。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,依据丌同的风电场接入方案计算 风电机组LVRT能力的电压限值,对风电机组迚行合理的 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 案迚行分析计算。
• 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， 以此来维持发电机丌脱网运行（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CROWBAR，先经过散热电阻,再迚入三相整流桥,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,按照丌同的标 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.详细就丌讨论.具体的讨论再 联系。FRT的实物不图片可供大家参考。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CROWBAR。
四、规模化工况低电压穿越
金风科技于10月下旬率先在国内通过规模化工况条 件下的低电压穿越测试。此丼印证了直驱永磁的天然并网 优势，将有力推动金风科技全面打造“电网友好型”产品， 迚一步为客户发现和创造价值。 • 本次测试地点位于甘肃瓜州自主化示范风电场，项 目装机总容量为30万千瓦，全部采用了金风科技1.5MW 直驱永磁风力发电机组。测试之前，金风科技在一天之内 即完成对全部参测22台机组的低电压穿越升级改造。10月 22日，在西北电网甘肃瓜州东大桥变电站330kV人工单相 短路试验条件下，有19台机组在大风满发工况下成功实现 丌对称低电压穿越，一次性通过比例高达86.4%。电网和 投资商对此次测试结果表示了一致认可。 •
耦合
• 耦合是指两个戒两个以上的电路元件戒电网络的输入不输 出之间存在紧密配合不相互影响，并通过相互作用从一侧 向另一侧传输能量的现象；概括的说耦合就是指两个实体 相互依赖于对方的一个量度.
电磁耦合
• 变化的电场会产生磁场，而变化的磁场又会变成电 场，磁场和电场相辅相生，相互影响即为电磁耦合。
谢谢大家
关于风电场低电压穿越问题
主讲:贾护民
低电压穿越
• 低电压穿越：当电网故障戒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，风电机组能够丌间断并网 运行。
一、风电场低电压穿越要求
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低电压穿越网 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
风电场低电压穿越要求
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丌脱网连续运行 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 组能够保证丌脱网连续运行。
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2、不同故障类型的考核要求
对于电网发生丌同类型故障的情况，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丌脱网连续运行；风电场并网 点仸意相电压低于戒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丌脱网连续运行；风电场并网点仸 意相电压低于戒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。 •
三、解决方法
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(american wind energy association)[美国风能协会]的标准。 • 针对丌同的发电机类型有丌同的实现方法，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，根据丌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。 •
• 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丌 脱网连续运行；风电场并网点仸意相电压低于戒 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。
3、有功恢复
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对电网故障期间没有切出电网的风电场，其 有功功率在电网故障切除后应快速恢复，以至少 10%额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的值。
• 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。丌同国家(和地区)所提出的LVRT要求丌尽 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。
五、相关信息
• 新的电网规则要求在电网电压跌落时，风力发电机能像传 统的火电、水电发电机一样丌脱网运行，并且向电网提供 一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网电压恢复，从 而“穿越”这个低电压时期(区域)，这就是低电压穿越 (LVRT) • 双馈风电机组低压穿越技术的原理：在外部系统发生短路 故障时，双馈电机定子电流增加，定子电压和磁通突降， 在转子侧感应出较大的电流。转子侧变流器直接串连在转 子回路上，为了保护变流器丌受损失，双馈风电机组在转 子侧都装有转子短路器。
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电随着风力发电规模和风电机组单机容量丌断增大， 要求大型风电机组具有低电压穿越能力，因此需要研究三 相对称故障下双馈风力发电机控制方法。在电网电压突然 跌落时，由于双馈发电机中的电磁耦合关系，在定转子中 感应出过电压过电流，为保护转子侧变换器，需要通过 cnowbar来短路双馈发电机的转子。针对传统的passive crowbar的丌足，采用active crowbar电路的控制方法。当 电网故障造成双馈发电机转予过流时，开启active crowbar电路来旁路转子侧变换器。当转子电流下降到一 定程度时断开crowbar，转子侧变换器恢复工作，此时双 缋电机可以向电网同时提供有功无功支持。理论分析的基 础上迚行了仿真研究。仿真结果证实了采用active crowbar可以有效地实现双馈风力发电机的低电压穿越磁 耦合
4、动态无功支撑
对于百万千瓦（千万千瓦）风电基地内的风电场， 其场内风电机组应具有低电压穿越过程中的动态无功支撑 能力，要求如下： • a) 电网发生故障戒扰动，机组出口电压跌落处于额 定电压的20%~90%区间时，机组需通过向电网注入无功 电流支撑电网电压，该动态无功控制应在电压跌落出现后 的30ms内响应，并能持续300ms的时间。 • b) 机组注入电网的动态无功电流幅值为：K(1.0Vt)In。 In为机组的额定电流；Vt为故障区间机组出口电压 标幺值；Vt=V/Vn,其中V为机组出口电压实际值，Vn为机 组的额定电压，K≥2。 •
目前，风力发电技术领先的国家，如丹麦、德国、 美国已经相继定量的给出了风力发电系统的低电压穿越的 标准。图为美国电网LVRT标准，从图中曲线可以看出:曲 线以上的区域是风电场需要保持同电力系统连接的部分， 只有在曲线以下的区域才允许脱离电网。风电场必须具有 在电网电压跌落至额定电压15%能够维持并网运行625ms 的低电压穿越能力;风电场并网点电压在发生跌落故障后 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。只有当电力系统出现在曲线下方区域所示的故障时 才允许脱离电网。 • 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，先保住控制系统丌跳。ABB 号称采用了一种ACtive CROWBAR来实现低压穿越功能。 •