风电机组的低电压穿越测试

3 in series 90 % (4 - 7) 1(1-2) || 1(1-2) 110% (5 - 6) 56,60 27,81 30,7
3 in series 90 % (4 - 7)
1(1-2)
90% (4 - 7) 56,60 38,92 38,3
3 in series 90 % (4 - 7)
3 in series 90 % (4 - 7) 2 * 1(1-2) + (1-3) 90% (4 - 7) 56,60 86,46 58,0
3 in series 90 % (4 - 7) 2 * 1(1-2) + (1-3) 100% (4 - 6) 56,60 108,68 63,4
3 in series 90 % (4 - 7) 2 * 1(1-2) + (1-3) 110% (5 - 6) 56,60 132,58 67,9
0
0
56,60
0
0,0
3 in series 90 % (4 - 7)
1(1-3)
90% (4 - 7) 56,60 8,63 12,1
3 in series 90 % (4 - 7)
1(1-3)
100% (4 - 6) 56,60 14,37 18,6
3 in series 90 % (4 - 7)
风电机组
XSC
9
测试设备
测试序列
单次跌落 SD1
单次跌落 SD2
两次跌落 DD
两次跌落 DD H->L
两次跌落 DD L->H
额定电压 剩余电压
额定电压 剩余电压
额定电压 剩余电压
额定电压 剩余电压
额定电压 剩余电压
10
测试设备
测试点和测试组合方案的选择
一般方面
风况
(足够的风速, 测试期间稳定的风况) 环境条件
多种并网导则 -> 结果曲线的定义
6
并网导则要求
并网导则要求－－范例 (欧洲国家,基于 IEC 61400)
电压在曲线以上时，风电机组必须保持不脱网 测试必须模拟近端以及远端2相及3相电网故障 测试必须在额定功率Pn 的10-30%和大于90%情况下执行 开发具备离散的电压跌落水平的测试方案适合于并网导则的具体特点
剩余电压 0% 10 % 20 %
47.5 % 75 % 80 % 0% 10 % 20 % 47.5 % 75 % 80 %
8
持续时间 250 ms 250 ms 500 ms 900 ms 2000 ms 2000 ms 250 ms 250 ms 500 ms 900 ms 2000 ms 2000 ms
测试设备
主要组件和功能
主要组件 XSR = 串联电抗 XSC = 短路电抗 CB1 = 旁路断路器 CB2 = 短路断路器 1 CB3 = 短路断路器 2
保护装置 CB_GRID = 网侧断路器 CB_风电机组 = 风电机组侧断路器
CB1
CB_GRID
GRID
XSR
CB_风电机组 CB2 CB3
2 * 1(1-2)
90% (4 - 7) 56,60 77,83 55,4
3 in series 90 % (4 - 7)
2 * 1(1-2) 100% (4 - 6) 56,60 94,31 60,1
3 in series 90 % (4 - 7)
2 * 1(1-2) 110% (5 - 6) 56,60 111,25 63,9
1(1-2)
100% (4 - 6) 56,60 47,16 42,9
3 in series 90 % (4 - 7)
1(1-2)
110% (5 - 6) 56,60 55,62 47,0
3 in series 90 % (4 - 7) 1(1-2)* + 1(1-3) 90% (4 - 7) 56,60 47,55 43,1
Connection
1-2 1-2 1-2
Connection 1-3 1-3 1-3
Connection 2-3
Connection 1-2
Series Reactance (X sr), rated current 44,5 A
Average
Average
Link
% Tap Inductance (L)
CB1
CB_GRID
CB_WEC
GRID
WEC Xsr
CB2 CB3
Xsc
to fill in calculated
System Voltage ( Δ ) Phase to Earth Voltage System Frequency Short cicuit power Ssc Rated Power WEC
中国清洁能源博览会/ 2010亚洲风能大会
清洁能源与并网技术论坛
风电机组的低电压穿越测试
2010-06-25 Jan Christoph Kahlen
Forschungsgemeinsch
aft für Elektrische
Anlagen
und
Stromwirtschaft e.V.
概要
引言
光伏发电设备) 需要证明符合这些 并网导则
-> 需要制定测试程序和测试设备
2
并网导则要求
并网导则要求－－范例 (欧洲国家,基于 IEC 61400)
电压在曲线以上时，风电机组必须保持不脱网 测试必须模拟近端以及远端2相及3相电网故障 测试必须在额定功率Pn 的10-30%和大于90%情况下执行 开发具备离散的电压跌落水平的测试方案适合于并网导则的具体特点
FGH Test Systems GmbH - LVRT Test Laboratory: 3MW / 40,5kV / 50Hz
Examples for reactance combinations
Total
Vres
Xsr (1 - 2)
Xsc
Xsr (Ω) Xsc (Ω) %
3 in series 90 % (4 - 7)
150.10 mH
47.16 Ohm
5-6
110%
177.06 mH
55.62 Ohm
Link 4-7 4-6 5-6
% Tap 90% 100% 110%
27.47 mH 45.74 mH 67.90 mH
8.63 Ohm 14.37 Ohm 21.33 Ohm
Link 5-6
% Tap
69.50 mH
Reactance (XL)
4-7 4-6 5-6
90% 100% 110%
60.06 mH 72.81 mH 85.59 mH
18.87 Ohm 22.87 Ohm 26.89 Ohm
Link 4-7 4-6 5-6
% Tap 90% 100% 110%
13.39 mH 22.28 mH 33.13 mH
Connection 2-3
Short Circuit Reactance (X sc), rated current 22,2 A
Average
Average
Link 4-7
% Tap Inductance (L)
90%
123.88 mH
Reactance (XL) 38.92 Ohm
4-6
100%
多种多样的并网导则 -> 测试方案定义
7
并网导则要求
多个并网导则测试方案的例子
测试序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
功率 > 0.9 Pn > 0.9 Pn > 0.9 Pn > 0.9 Pn > 0.9 Pn > 0.9 Pn 0.1 – 0.3 Pn 0.1 – 0.3 Pn 0.1 – 0.3 Pn 0.1 – 0.3 Pn 0.1 – 0.3 Pn 0.1 – 0.3 Pn
Max allowed ΔU
35.0 kV 20.2 kV
50 Hz 200 MVA 1.5 MW
10 %
Z Grid I rated
Ratio Pwec / Ssc Min = 3 Max = 10
6.125 Ohm 25 A
Calculation only with inductances, not taking into account current feed from the WEC. Net (total) impedance has been taken into account.
21.83 Ohm
Test
Number
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66
并网导则要求
一般要求 测试方案的发展
测试设备
主要组件和功能 基本参数
1
引言 – 低电压穿越测试的动机
一般要求: 电网故障时的行为
电网电压跌落期间与电压强相关的 无功功率发生情况
在确定电压-时间限制下的低电压穿 越能力
并网导则由输电网运行商制定 分布式发电设备 (例如：风电机组,
(-> 测试设备的额定容量,接地方案工作)
技术方面
与风电机组功率匹配的足够的短路容量 低电压穿越测试对中压网络的影响
基本参数
Un
系统电压
Sk,min 连接点的最小短路容量
PWEC 风电机组的额定功率
ΔUGRID,max
连接点的最大允许电压跌落值
11
测试设备– 超过200个的组合方案
1(1-3)
110% (5 - 6) 56,60 21,33 25,4
3 in series 90 % (4 - 7) 1(1-2) || 1(1-2) 90% (4 - 7) 56,60 19,46 23,7
3 in series 90 % (4 - 7) 1(1-2) || 1(1-2) 100% (4 - 6) 56,60 23,58 27,3
多种并网导则
5
并网导则要求
并网导则要求－－范例 (欧洲国家,基于 IEC 61400)
电压在曲线以上时，风电机组必须保持不脱网 测试必须模拟近端以及远端2相及3相电网故障 测试必须在额定功率Pn 的10-30%和大于90%情况下执行 开发具备离散的电压跌落水平的测试方案适合于并网导则的具体特点
4
并网导则要求
并网导则要求－－范例 (欧洲国家,基于 IEC 61400)
电压在曲线以上时，风电机组必须保持不脱网 测试必须模拟近端以及远端2相及3相电网故障 测试必须在额定功率Pn 的10-30%和大于90%情况下执行 开发具备离散的电压跌落水平的测试方案适合于并网导则的具体特点
3 in series 90 % (4 - 7) 1(1-2)* + 1(1-3) 100% (4 - 6) 56,60 61,53 49,5
3 in series 90 % (4 - 7) 1(1-2)* + 1(1-3) 110% (5 - 6) 56,60 76,96 55,1
3 in series 90 % (4 - 7)
3 * 1(1-2) 110% (5 - 6) 56,60 166,87 72,7
3 in series 100 % (4 - 6)
0
0
68,62
0
0,0
3 in series 100 % (4 - 6)
1(1-3)
90% (4 - 7) 68,62 8,63 10,3
3 in series 100 % (4 - 6)
4.21 Ohm 7.00 Ohm 10.41 Ohm
Link 5-6
Link 5-6
% Tap
33.53 mH
Average Resistance (R)
0.60 Ohm
10.53 Ohm
Um =
15.00 kV
Connection 1-2 1-2 1-2
Connection 1-3 1-3 1-3
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
并网导则要求
并网导则要求－－范例 (欧洲国家,基于 IEC 61400)
电压在曲线以上时，风电机组必须保持不脱网 测试必须模拟近端以及远端2相及3相电网故障 测试必须在额定功率Pn 的10-30%和大于90%情况下执行 开发具备离散的电压跌落水平的测试方案适合于并网导则的具体特点
3 in series 90 % (4 - 7)
3 * 1(1-2)
90% (4 - 7) 56,60 116,75 65,1
3 in series 90 % (4 - 7)
3 * 1(1-2) 100% (4 - 6) 56,60 141,47 69,3
3 in series 90 % (4 - 7)