低电压穿越教学文稿

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探究光伏发电的低电压穿越技术

探究光伏发电的低电压穿越技术摘要：光伏并网容量比重的持续增加，给电力系统的安全性和稳定性产生了一定影响,特别是在电网电压跌落时，光伏电站低电压穿越能力也有所降低。

对此，需要将低电压穿越技术在光伏发电当中进行有效应用，从而有效维持光伏发电系统的安全稳定运行。

本文针对光伏发电的低电压穿越技术进行分析，探讨了光伏系统及低电压穿越要求，并提出具体的光伏系统低电压穿越方案，希望能够为相关工作人员提供一些参考和借鉴。

关键词：光伏发电；低电压穿越技术；无功补偿；应用方案太阳能作为一种重要的清洁可再生资源，受到了各个国家的高度重视。

我国光伏发电行业的发展时间相对较短，但随着相关法律法规和政策的不断出台，光伏发电产业的整体发展水平也得到了显著提升。

当新能源并网容量扩大后，对电力系统的安全运行也产生了一定影响。

当电网电压发生跌落时，光伏系统将会发生脱网现象，进而导致电网运行风险有所增大，严重情况下甚至会造成电网崩溃。

因此，为了使新能源在电网当中接入的可靠性得到提升，需要对低电压穿越技术进行合理应用。

一、光伏系统及低电压穿越要求（一）光伏系统理论分析太阳能光伏发电主要利用光生伏特效应，可以通过太阳能电池板对太阳光子进行吸收，并将其转换为电能。

对于太阳能光伏阵列所输出的直流电，在经过逆变器的转换后，可以形成符合规定的交流电，通过变压器或直接接入到电网当中。

光伏系统具体包括DC/AC系统、光伏电池系统、连接装置、储能系统等组成部分。

具体来说，光伏电池系统可以通过光伏电池对光能进行吸收，使其转化成相应的直流电。

而DC/AC系统可以通过逆变器将电能转化成交流电，控制系统可以为系统提供具体的控制信号，连接装置则可以使光伏电站并网问题得到解决。

储能系统可以有效存储太阳电池组件产生的电能，从而在负载需求增大时有效提供电能[1]。

（二）光伏电站并网低电压穿越要求光伏电站并网的低电压穿越技术主要是指在光伏并网电压出现跌落时，光伏电站仍能持续并网，而且还可以通过向电网提供无功功率，从而使电压得到恢复，最终促进电网的恢复，对低电压时间区域进行“穿越”。

低电压穿越技术(2011-9-28)

风力发电低电压穿越技术1. 低电压穿越技术的提出在风电场容量相对较小并且分散接入时，系统故障时风电场退出运行不会对系统稳定造成影响。

随着风电装机容量在系统中所占比例增加，风电场的运行对系统稳定性的影响将不容忽视。

世界各国电力系统对风电场接入电网时的要求越来越严格，甚至以火电机组的标准对风电场提出要求。

包括低电压穿越（Low Voltage Ride Through ，LVRT ）能力，无功控制能力，甚至是有功功率控制能力等，其中LVRT 被认为是对风电机组设计制造技术的最大挑战。

2. 低电压穿越的定义及要求定义：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)。

要求①：我国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，要求该电网电机组能够保证不脱网连续运行。

3. LVRT 国内外研究现状风力发电系统，根据发电机转速，可以分为失速型与变速恒频型，其中变速恒频又可以分为双馈型和直驱型；根据传动链组成，可以分为有齿轮箱和直接驭动型；有齿轮箱又可以分为多级齿轮+高速发电机型与单级齿轮+低速发电机型。

目前市场上风机类型可概括为三类,即直接并网的定速异步机FSIG(fixed speed induction generator)、同步直驱式风机PMSG(permanent magnetic synchronous generator)和双馈异步式风机DFIG(doubly-fed induction generator)。

这三种机型, FSIG 属于淘汰机型，以后的发展趋势是PMSG 和DFIG 。

①目前，各国对低电压穿越的要求不同，其中在行业中影响最大的是德国的E.ON 标准。

②低电压穿越特性曲线主要是由故障期间的电压最低值（即低电压穿越曲线中U/UN 的最小值）电压最低点的时间长度和故障恢复时间来决定。

低电压穿越详解

低电压穿越详解前言当电网的电源由于电压过低或者切换调配供电导致风电场不能正常工作而停机，被停止工作后的风电场相对形成一个比电网的阻抗较大的负载或电源。

当电网再次可以向风电场供电时，这时电网和风电场双方之间的阻抗不再是相等的，换句话说，这时己经造成了电网和风电场之间的严重不匹配现象。

这时如果想要让风电场和电网间的相位一致则必须利用风机的力量强制将风机的相角前移180度，此时导致的后果是造成风机的机械传动部分严重超载，由此经常引起的事故是导致齿轮箱的损坏或者其它导致其它机械部件的损坏.因为这个相位差可造成比发电机短路电流值的2倍还要多，如果换算成转矩，则相当于发电机正常工作转矩的4倍的峰值转矩.这样发生齿轮箱及其它机械部件的损坏就是不难理解了. 什么是低电压穿越？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 V oltage 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。

风力发电低电压穿越技术综述

风力发电低电压穿越技术综述摘要：改革开放以来我国经济快速发展，电力的需求也越来越大，多种发电技术百花绽放，但老旧的燃煤发电环境污染问题依然有待改善，核电的发展受诸多地理因素的限制，随着近期国家提出“碳中和”目标，新能源电力得到了快速的发展，风力发电的占比程度也逐步提升，与此同时也给电网的稳定运行带来很大的挑战。

由于目前低电压穿越能力已经成为风力发电的重要技术，如果瞬间发生电压低落，能够很好地防止风力发电机出现脱网情况。

本文笔者主要针对风力发电低电压穿越技术进行分析，分析电压跌落对风力发电产生的影响，并提出实现风力发电低电压穿越技术的有效方案。

关键词：风力发电；低电压穿越技术目前我国在风力发电的过程中，偶尔会出现电压跌落的情况，如果出现这样的问题，就可以通过低电压穿越技术，可以为电网提供无功功率，从而保证电网快速恢复运行。

因此，为了更好地保证电网的稳定运行，低电压穿越技术就成为了目前我国保证电网稳定运行重点工作。

同时，我国针对当前电网的发展趋势出台多项新的要求和规范，这就需要低电压穿越技术也要不断的更新，从而满足电网发展的需求。

1.风力发电机种类分析1.1定速异步发电机在风力发电机中定速异步发电机就是将电网与发电机定子直接链接，当出现电压跌落情况时，发电机定子电压就会出现异常下降情况，同时也会造成发电机定子的磁链出现直流现象，如果定子磁链出现故障就会导致发电机出现励磁分量。

这时候的发电机处在高速运转下就会产生转速差，转速差越大转子电流也会越大，造成转子电流异常增加。

1.2双馈异步发电机由于异步发电机和双馈异步发电机的链接原理基本相同，都是需要与电网进行连接，因此双馈异步电动机也会产生电压跌落问题，但是，与定速异步发电机不同的是，双馈异步电动机的转子侧方是需要连接变流器的，当转子运行时就会产生暂态电流，这种电流对发电机的影响很大，很容易影响发电机的使用寿命。

当发电机出现电压跌落时，就会造成变流器损坏，对电网也会有很大的影响，影响电力发电的稳定运行。

一种给煤机低电压穿越的方法

一种给煤机低电压穿越的方法煤炭是我国的重要能源，煤炭的运输和储存都需要借助煤炭设备，其中煤炭给料机是重要的煤炭设备之一。

然而，在使用过程中，煤炭给料机可能遭受电压不稳定的影响，导致穿越现象的发生。

为了避免穿越现象对设备的损坏，本文将介绍一种给煤机低电压穿越的方法。

在介绍穿越方法之前，我们需要了解穿越现象的原因。

穿越现象是指在煤炭给料机的工作过程中，电压突然降低或升高，导致设备短暂失灵或停机。

穿越现象的发生有多种原因，包括电网电压不稳定、设备内部电路故障等。

为了避免穿越现象对设备的损坏，我们可以采取以下给煤机低电压穿越的方法：1. 安装稳压器稳压器是一种电气设备，能够将电网电压稳定在设定的范围内。

在煤炭给料机的电路中安装稳压器，能够有效地避免电压突变对设备的影响。

同时，稳压器还可以提高设备的工作效率和稳定性。

2. 增加电容器电容器是一种电气元件，能够存储电能并释放电能。

在煤炭给料机的电路中增加电容器，能够有效地缓冲电压突变对设备的影响。

同时，电容器还可以提高设备的电能质量和稳定性。

3. 优化接线煤炭给料机的电路中存在多个电器元件，这些元件之间的接线对穿越现象的发生有一定的影响。

优化接线方案，缩短电路长度，减少电路阻抗，能够有效地降低穿越现象的发生概率。

4. 安装过电压保护器过电压保护器是一种电气设备，能够在电压突变时对设备进行保护。

在煤炭给料机的电路中安装过电压保护器，能够有效地避免电压突变对设备的损坏。

同时，过电压保护器还可以提高设备的安全性和可靠性。

为了避免煤炭给料机在低电压穿越时受到损坏，我们需要采取一系列有效的措施。

这些措施可以是安装稳压器、增加电容器、优化接线方案、安装过电压保护器等。

在实际操作中，我们可以根据设备的具体情况和要求，选择合适的措施，从而有效地避免低电压穿越现象的发生。

组串式逆变器低电压穿越方法

组串式逆变器低电压穿越方法组串式逆变器是一种常用的太阳能逆变器，具有高效率、高功率密度和高可靠性等优点，被广泛应用于太阳能发电系统中。

然而，在特定的工作条件下，组串式逆变器可能会遇到低电压穿越问题，导致逆变器无法正常工作。

为了解决这个问题，需要采取一些措施来应对低电压穿越。

本文将介绍组串式逆变器低电压穿越的方法。

首先，需要了解什么是低电压穿越。

低电压穿越是指电网系统中电压低于逆变器工作范围的瞬时事件。

当电网电压低于逆变器的最低工作电压时，逆变器会被迫停机或降低功率输出，这可能会导致系统运行不稳定或无法正常运行。

解决低电压穿越问题的方法主要可以从以下几个方面入手：1.电网设备优化：在设计太阳能发电系统时，可以考虑使用优质的电网设备，如优化变压器、改进低耗阻抗和减少线路阻抗等，从而提高电网的质量，减少低电压穿越的风险。

2.逆变器技术改进：组串式逆变器的工作原理是将直流电能转换为交流电能。

在逆变过程中，逆变器可能会受到电网电压波动的干扰。

因此，可以改进逆变器的控制算法，增强逆变器对电网电压波动的响应能力，提高逆变器的稳定性。

3.功率控制策略：在逆变器运行过程中，可以采用一些功率控制策略来应对低电压穿越。

例如，可以通过调整逆变器的输出功率，减少对电网的负荷，从而降低逆变器工作时的电网电压要求。

4.储能系统的应用：在太阳能发电系统中加入储能系统可以有效解决低电压穿越问题。

当电网电压低于逆变器的工作要求时，储能系统可以提供额外的电能来满足逆变器的工作需求，从而确保系统正常运行。

5.后备电源的设置：当电网电压低于逆变器要求时，可以设置后备电源，如柴油发电机组，为逆变器提供额外的电能，保证逆变器正常工作。

综上所述，组串式逆变器低电压穿越问题是太阳能发电系统中需要重视的一个问题。

通过优化电网设备、改进逆变器技术、采用功率控制策略、应用储能系统和设置后备电源等方法可以有效解决低电压穿越问题，确保逆变器的正常运行。

随着技术的不断发展，未来将会出现更多创新的解决方案来应对低电压穿越问题，促进太阳能发电系统的可持续发展。

风力发电低电压穿越技术浅析

风力发电低电压穿越技术浅析摘要：随着工业化的进程加快，能源问题日趋尖锐化，世界各国都在开发新的可再生能源，利用风力发电也在全球范围内日趋盛行。

我国的风电的装机容量在近几年内也获得了快速地增长。

低电压穿越是风里电网中的重要技术，我国的风力电网系统的快速发展对低电压穿越技术提出了新的要求和挑战。

关键词：风力发电系统；低电压；穿越1低电压穿越概述低电压穿越即LVRT，指在电网发生故障或者电压下跌时，在一定的下跌范围内风机能够保持并网不脱落，向电网提供无功功率，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间或低电压区域。

具体来说，当电压发生故障时，风发机组在这段时间内地控制不能引起电网的相位变化和功率波动。

电网电压发生跌落的这段时间，电网只管输电系统的短路电流而忽视风电场内部的短路电流。

可以这么说，低电压的穿越技术是决定一个风电系统技术高低的重要指标。

世界各个国家和地区根据其电网状况不同，对低电压穿越技术的指标提出的要求不同。

技术指标的制定往往为各国关注的焦点，特别是发达国家将其作为经济发展的战略重点。

德国的输电系统运营商E.on公司在2003年提出了低电压穿越的概念，2006年制定了并网标准。

由于德国北部的风机密度高，对LVRT的要求如下：当电压跌落至15%～45%时，要求风机一直提供无功支持，并能保持并网至少625ms。

而在电压跌落至90%以上，风机一直保持并网运行。

我国在2009年制订了风电场并网标准。

当电网跌落低于额定电压的1/5，风力发电机保持与电网相连接，并保持运行625ms，风电场并网点电压跌落后，三秒钟之内能还原至90%的额定电压。

2 LVRT技术在风力发电低压穿越中的应用（1）已建成风电场的改造对于已经建成的风电场，如果不具有LVRT能力，必须适应当前的并网规则要求，对风电场进行改造，目前有几种方案可供选择：在风电场采用动态无功补偿装置，动态提供风电机组暂态过程所消耗的无功，以恢复机端电压；安装可控串补效限制风电场机端输出电流，提高风电场机端电压；利用串联制动电阻在电网故障时提升风电机组端电压，并吸收过剩有功功率，进而提高风电场LVRT能力；安装超导储能装置，提高风电场机端电压。

论述风力发电低电压穿越技术

72智能电网NO.01 2020智能城市 INTELLIGENT CITY论述风力发电低电压穿越技术吴军（国家电投集团山西新能源有限公司，山西太原 030000）摘要：文章结合实际，对风力发电低电压穿越技术进行分析。

首先，对当前风机电压跌落暂态现象种类进行阐述，其次，总结了电压跌落对风电系统的影响，最后，深入探讨风力发电低电压穿越技术的要点。

关键词：风力发电；低电压；穿越技术风力发电机在正常运行中，极易出现的问题就是电压跌落，如何更好地通过低电压穿越技术去除电压跌落方面的问题，是目前风力发电领域所研究的重点。

结合目前我国所存在的电网并网问题制定有效的管理标准，全面提升低电压穿越测试技术水平，从而更好地促进我国风力发电事业的发展。

1 风机电压跌落暂态现象种类1.1 定速异步发电机定速异步发电系统内，主要的结构就是定子与电网，将二者连接之后，电机定子还会出现一定的压降问题，这是由于电网内的电压下降导致定子磁链直流的存在，只要是系统内的定子磁链存在问题，就会导致负序分量的存在。

该现象的出现使得电机转子在高速的运行之下存在比较大的转速差，随着问题逐步严重，转速差逐步增大，造成了转子电势的增大，从而使得电子转子电流会大于系统要求的最大值[1]。

1.2 双馈异步式风力发电机由于该发电机和其他形式的发电机从连接、结构等方面对比分析，几乎是一致的，将该设备直接和电网连接到仪器，会存在电压下降的问题；而与其他电机的区别在于电机转子一侧中设置有AC/DC/AC变流器，转子在运行环节，都会出现比较大的暂态电流而使得元器件不能满足正常运行要求，大大缩短元器件的使用寿命，还会导致结构损坏。

如果在系统运行中，电压下降导致电流的增大，会使得变流器内电压持续上升，进而烧毁变流器，所以使得变流器公路不稳定，电网就会产生不对称的故障，使得风机中的齿轮存在直接损坏，无法完成正常工作。

1.3 同步直驱式风力发电机该种形式的电动机在安装时，定子并未直接和电网连接，其主要是利用背靠背式双PWM变流器来进行连接，在电压下降时，会直接造成电网的工作效率下降。

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是现代风力发电系统中常用的一种发电机类型。

它采用双回路结构，在主回路中，由于受制于转子功率控制器的限制，风力发电机输出功率只能达到额定功率的一部分。

而在副回路中，通过转子功率控制器和电力电子器件，将风力发电机的剩余功率变成电网中的有功电能注入。

这种结构能够提高风力发电机的转子利用率，提高发电效率。

低电压穿越技术是双馈式风力发电机的一项重要技术。

当电网电压下降到很低的电压水平时，风力发电机的输出电压也将跟随下降，甚至低于电网的电压水平，导致电网无法接受发电机的输电。

为了解决这个问题，双馈式风力发电机采用了低电压穿越技术。

低电压穿越技术是指在电网电压降低到一定程度时，通过改变转子功率控制器的控制策略，使风力发电机调整输出电压，能够维持在一个较低的电压水平，以保持与电网的连接稳定。

有两种主要的低电压穿越技术：无功电压提升和有功限制。

无功电压提升是通过转子功率控制器调整转子侧电容的容量，改变发电机输出电压和功率因数的关系。

当电网电压下降时，转子功率控制器会主动提高转子侧的电容容量，从而改变发电机的功率因数，将发电机的无功功率提高，而有功功率相对减少。

这样可以使发电机的输出电压维持在一个较低的水平，保持与电网的连接稳定。

低电压穿越技术的实施需要转子功率控制器具备较高的响应速度和精度，以便能够及时调整发电机的输出电压。

还需要合理的控制算法和保护措施，以保证风力发电机和电网的安全运行。

双馈式风力发电机低电压穿越技术是提高风力发电机转子利用率和发电效率的重要手段。

它能够在电网电压下降时，通过调节发电机的输出电压和功率因数，维持与电网的连接稳定。

这对于风力发电系统的安全运行具有重要意义。

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【摘要】本文主要从双馈式风力发电机低电压穿越技术的角度进行探讨。

首先介绍了双馈式风力发电机的基本原理和结构，然后详细说明了低电压穿越技术的概念和应用。

接着分析了双馈式风力发电机在低电压状态下的工作原理，并以实际案例进行了深入分析。

最后对该技术的发展趋势和未来的技术改进提出了展望。

通过本文的阐述，读者可以更全面地了解双馈式风力发电机低电压穿越技术的重要性和应用前景，为风能利用领域的发展提供参考。

【关键词】风力发电机，双馈式，低电压穿越技术，原理，应用案例分析，技术改进，发展。

1. 引言1.1 引言双馈式风力发电机低电压穿越技术是一种在风力发电领域中广泛应用的关键技术之一。

随着风力发电产业的快速发展，如何有效处理双馈式风力发电机在低电压情况下的运行问题已成为产业发展中亟待解决的难题。

本文将对双馈式风力发电机低电压穿越技术进行深入浅析，探讨其原理、应用案例以及技术改进与发展方向，旨在为风力发电行业的技术进步和产业发展提供一定的参考和借鉴。

双馈式风力发电机是一种较为成熟和常见的风力发电机型号，其具有高效率、稳定性强等优点，在风力发电领域占据着重要地位。

而双馈式风力发电机在实际运行中面临的低电压问题，往往会导致发电机输出功率下降、系统稳定性降低等负面影响。

如何设计和应用有效的低电压穿越技术，成为提高发电机运行效率、保障系统安全稳定运行的关键。

通过深入研究和探讨双馈式风力发电机低电压穿越技术，可以更好地了解其运行原理和技术特点，为进一步完善相关技术和开发新型风力发电机提供参考。

本文将从以上几个方面进行详细剖析，旨在为读者提供全面的技术介绍和研究成果，帮助推动双馈式风力发电机低电压穿越技术在实际应用中的进一步发展和优化。

2. 正文2.1 双馈式风力发电机简介双馈式风力发电机是一种常用于风力发电领域的变速恒频发电机。

它的特点是在转子上设置有一个辅助绕组，这个绕组可以通过一个AC/DC/AC的转换器将电能输送到电网中。

低电压穿越(1)

1.1文献[1]文中以发电厂给煤机变频器为例，分析低电压穿越产生的原因和危害，并结合生产现场经验，从安全性、经济性分析防范措施，提出优化DCS控制逻辑和变频器控制电源是防止变频器低电压穿越事故的最佳解决方案。

方案 1，即参照《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》要求，提高变频器自身躲过低电压穿越能力。

经投入运行的一类辅机变频器。

方案2，即一方面变频器控制电源采用UPS供电,保证控制电源不中断；另一方面优化DCS控制策略，并结合不同系统的设备允许电动机停运时间增加延时来躲过低电压穿越情况，当电源供电恢复时，及时实现变频器自启动。

[1]周道军.变频器防低电压穿越分析[J].江苏电机工程.2015.34（2）：37-40.1.2文献[2]本文主要研究了在给煤机变频器交流电源输入部分加装抗低电压扰动设备的技术方案。

提出两种解决方案:方案一，在变频器中间直流环节加装 UPS(蓄电池)。

方案二，在辅机变频器前部加装抗低电压扰动设备。

并分析了电网故障情况下辅机安全运行问题，通过仿真验证了该技术方案在系统电压跌落至 20% 且持续 10 s 的情况下不灭火、不跳闸和其出力波动≤10% 的技术指标且必须保证各种运行方式下机组都具有足够的低电压穿越能力。

[2]张东明,姚秀萍,王维庆,常喜强,王海云.含低电压穿越电源的火电厂辅机变频器的研究[J].华东电力.2013.41.（6）：1345-1347.1.3文献[3]本文主要阐述了高低压变频器结构，总结了各种低电压穿越改造方案，提出并联蓄电池，并联升压电路，并联升压电路加少量蓄电池，并联升压电路加厂内保安电源，串联UPS，串联升压电路等，并分析了各种方案的优缺点。

其中并联蓄电池和串联UPS取得了很好的效果。

国家电网对变频器低电压穿越的定义是：变频器及供电对象设备外部故障或扰动引起的暂态、动态或长时间电源进线电压降低到规定的低电压穿越区内时，能够可靠供电，保障供电对象的安全运行。

风电场低电压穿越技术培训

风
风力机
齿轮箱感应发电机
LS HS
电容器
电网
ppt课件
11
变速恒频风电机组（双馈感应电机）
绕线式转子感应电机作为发电机，转子与定子侧通过变流器联系。能够在较大的范围内实现变速运行，风能利用效率高；
采用矢量控制技术后可以实现有功功率与无功功率的解耦控制。
风
风力机
齿轮箱双馈感应发电机
LS HS
电网
– 风电场自身无功补偿容量不足或补偿速度不满足要求，则可能导致系统电压严重下降！
AC/DC DC/AC
ppt课件12来自变速恒频风电机组（永磁同步直驱电机）
发电机为多极永磁同步电机，经过容量与电机容量相当的背靠背式变流器与系统相连。
风
风力机
多极永磁发电机
S NS
N
N
LS S N S
AC/DC
DC/AC
电网
ppt课件
13
风电接入对电网影响
• 存在问题 • 风电场的场址多在电网末端，需要新建输电线路和变电站
ppt课件
8
风力机组切出风速
• 从结构力学的角度衡量，由于风速过高将导致叶片受的剪切力矩超出耐受额度，或机舱及其它设备因风速过高而导致的谐振、剪切力矩过大而造成不必要的损失，因而在风速超出允许值时，风力机组应有相应反应。在风速超出额定值时电机转速不会上升很大。但当电网频率上升时，电机同步转速上升，要维持电机出力基本不变，只有在原有转速的基础上进一步上升。如果转速超出同步转速5%，除了顺桨还应使风力机组侧风90°，以使风力机组转速迅速下降。当然，只要转速没有超出允许
风力发电系统低电压运行技术
主讲人：高阳单位：沈阳工程学院

王宇_低电压穿越主回路

三、电网跌落对设备得危害及需要消耗的能量
有源Crowbar电路
• 电网电压跌落和电网电压恢复时，如果不进行有效控制，激起的电磁暂态过程将使双馈发电机定转子过压过流，过流会烧毁转子变流器，过压可能击穿发电机转子绕组的绝缘。采用投入有源 Crowbar短路发电机转子的方式，卸放掉暂态过程的能量，从而实现双馈机组的不脱网运行。
Crowbar视图
Crowb ar泄放电阻
不控整流桥
功率电阻
4、直流卸荷电路
直流卸荷电阻（100KJ（2.5s）、 50KJ（50ms））直流卸荷电路主要应用于电网电压跌落和恢复时吸收直流母线过剩的能量原理与Crowbar原理近似，少了不控整流单元，当AP7 板检测直流母线电压高于软件设定的母线电压最大阈值（1165Vdc）时，机侧AP3板给IGBT 导通信号，使得 IGBT导通，能量经过直流卸荷电阻泄放能量。
直流卸荷柜视图
泄放电阻 IGBT吸收缓冲板
6、科孚德方案低电压穿越方案
Crowbar电路方案
检测元件
全控晶闸管 G28A6 TZ800N 18KOF
直流卸荷方案
波纹电阻
IGBT SKM200G AL173D 1014R0302
感谢大家
由于近年来风力发电在电网中的比例越来越多，当风力发电由于故障停机，相应的电网也会受到冲击
3、区域负载的原因。
动车组高铁等大型电力电子设备经过会对区域电网造成冲击
五、低电压穿越电路在变流器系统应用
Crowba r电路
直流卸荷装置
1、科诺伟业低电压穿越流程方案 IGBT
不控整流桥
缓冲吸收
二、低电穿越的必要性

电厂变频器低电压穿越改造方案汇总学习资料

****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。

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。

金风低电压穿越PPT教案

2
1397A Over Voltage Protection（高压保护）
Over Current Protection（过流保护）
1.1 Urated 1600
converter_grid_monitoring_U_DC_positive_high（直流母线高电压保 650
护）
p.u.
0.1
A
2
V
0.1
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水冷变流器改造方案 ➢ 升级主控软件
升级为具有低电压穿越功能的软件
➢ 升级变流系统软件
升级为具有低电压穿越功能的软件
➢ 安装电网电压测量套件检测电网电压跌落
➢ 更换新的控制盒
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变桨系统改造方案 ➢ 变桨软件：将原先变桨软件更改为低电压穿越功能的软件。 ➢ 变桨硬件：1、加装短接片；2、将NGZOG芯片更换为NGZOF芯片改造目的
1个
变桨电源芯片
2个
改造用时
费用
3小时/2人
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五、已改造机组现场运行情况
➢ 已改造机组现场运行良好，下表是改造进展及目标
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谢谢！ Thanks for your
attention !
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感谢您的观看。
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低电压穿越测试系统原理图：
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低电压穿越期间主要关注：无功电流的响应时间、无功电流值、有功功率恢复速率，金风风冷变流系统改造完成后能够实现如下指标： 1）无功电流的响应时间（电网电压跌落开始至开始发出无功电流）在 30ms之内；
直驱
2）无功电流值：
电网电压对称跌落：按照2*（0.9Un-Ur）*In/U为额定电流）

低电压穿越技术

低电压穿越技术一、低电压穿越技术概述随着风力发电在电网中所占比例的增加，电网公司要求风力发电系统需像传统发电系统一样，在电网发生故障时具有继续并网运行的能力。

电网发生故障引起电压跌落会给风力发电机组带来一系列暂态过程（如转速升高、过电压和过电流等），当风力发电在电网中占有较大比例时，机组的解列会增加系统恢复难度，甚至使故障恶化。

因此目前新的电网规则要求当电网发生短路故障时风力发电机组能够保持并网，甚至能够向电网提供一定的无功功率支持，直到电网恢复正常，这个过程被称为风力发电机组“穿越”了这个低电压时间（区域），即低电压穿越（Low Voltage Ride Through，LVRT）。

1.风力发电机组故障穿越并网要求各国相继提出了越来越严格的故障穿越标准，要求机组在电网故障情况下能够按照标准规定的时间继续并网运行。

图4-26为德国、英国、美国和丹麦4国故障穿越标准中电网电压跌落程度与风电机组需持续并网运行的时间的规定。

图4-26 各国故障穿越标准各国制定的故障穿越标准中，除包含图4-26所示的并网时间要求外，一般都包含以下4个方面的规定：（1）公共耦合点的电网电压有效值的跌落程度与要求机组继续并网运行时间长短的关系。

（2）电网线电压有效值的跌落程度与输出无功功率的关系。

（3）故障切除后，有功功率的恢复速率。

（4）频率的波动与输出有功功率的关系。

我国国家电网公司制定了风力发电机组低电压穿越标准。

标准规定：风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能保持并网运行625ms的低电压穿越能力，如图4-27所示。

风电场并网点电压在发生跌落2s内能够恢复到额定电压90%时，风电场内的风电机组能够保持不脱网运行。

2.关于双馈风力发电机的低电压穿越的特殊性图4-27 中国的低电压穿越标准与其他机型相比，双馈异步风力发电机在电压跌落期间面临的威胁最大。

电压跌落出现的暂态转子过电流、过电压会损坏电力电子器件，而电磁转矩的衰减也会导致转速的上升。

低电压穿越

低电压穿越一、目的在电压跌落期间（电压最低跌落至20%，跌落时间与电压跌落程度相关，最短应能支持625ms），风机不能自动脱网，以免对电网造成影响，把电网电压拉的更低，并要求风机为电网提供无功支持，直至电网恢复。

二、低电压穿越原理电网电压跌落，将会导致电流骤升，而风机输出的能量骤减，这将主要对风机造成两种不良影响：第一是转子侧浪涌电流（对发电机本身的影响不大，主要是电流热效应）冲击变流器，导致变流器不堪承受大电流而击毁；第二是电压降低，叶轮吸收的大量风能大部分难以转化为电能输出，这时叶轮的转动惯量将吸收能量，即发电机转速快速上升，造成发电机超速。

我们在以下三个方面做改进：A、直流母线上的方法电网电压骤降之后，风机的定、转子绕组中感应生成很大的故障电流，转子故障电流流过直流母线电容，引起直流母线电压的波动。

又因为电网电压降低导致GSC 控制直流母线电压的能力减弱，不能及时将转子侧过剩的能量传递到电网上，可能导致直流母线电压快速上升，可能击坏电容。

因此此时加装的直流母线控制系统启动，利用功率极大的电阻吸收转子侧多余的能量，将直流母线电压控制在一定范围内，防止直流母线电压过高，从而击毁母线电容。

B、转子侧的方法电网电压骤降时，更多的浪涌电流将对励磁变频器进行瞬间冲击，为了保护励磁变频器，我们通过电阻短接转子绕组以旁路RSC，为转子侧的浪涌电流提供一条通路，即Crowbar 电路。

转子侧Crowbar 的控制方式为：当转子侧电流或直流母线电压增大到预定的值时触发导通开关元件，同时关断RSC 中所有开关器件，使得转子浪涌电流流经Crowbar，消耗大量能量，旁路RSC。

C 、桨叶上的方法变桨距可使桨叶的节距角（气流方向与叶片横截面的弦的夹角）在0°～90°的范围内变化，以使风轮捕获的风能相对稳定，并保持在发电机容量允许的范围以内。

发电机的转速变化取决于风力机输入功率和发电机输出功率之差，电网电压骤降之后，风机输入功率不变，而风机输送至电网功率大幅减少，剩余的巨大机械能转速快速升高，此时通过修改后主控程序及时命令便将系统增大桨叶节距角，降低叶轮转速，以减小风力机的输入功率，从而阻止发电机转速上升，防止风机超速，即实行变桨距控制。