高低电压穿越图解目前风力发电系统主要有恒速恒频发电系统和变速恒频风力发电系统两大类。
因 恒速恒频发电系统只能在一定风速下捕获风能,发电效率较低,应用越来越少;而变速恒频 风力发电系统越来越得到广泛的应用。
变速恒频风力发电系统一般采用双馈电机或永磁同 步电机作为发电机,采用永磁同步电机作为发电机的直驱型风机可以省去双馈型风机的增 速齿轮箱,减少发电机的体积和重量,同时也可以降低噪声和维护费用,因而得到越来越广 泛的应用。
随着大规模的海上风电和陆上风电的发展,大规模的风电接入电网,因为风电系 统的波动性的特点,给电力系统带来很多问题,如:电压波动、功率不平衡、谐波含量大等现 象,给电力系统的稳定运行埋下隐患。
基于安全稳定运行和控制保护要求,很多国家制定了新的并网技术规定,近年来, 高电压穿越已经越来越被重视,国外如美国、加拿大、澳大利亚、爱尔兰、丹麦等已经制定了 详细的HVRT标准规范和技术要求。
中国国家标准中,明确规定了低电压穿越(LVRT)的相 关标准,高电压穿越(HVRT)的相关标准暂未正式出台。
当电网电压发生故障骤升时,如果不加以控制,可能会造成变流器和风电机组的 损坏,同时也可能对电网产生功率冲击,造成电力系统的暂态不稳定,严重时可能导致局部 甚至系统瘫痪,危害电网中其他设备甚至造成更严重的损失。
因此,并网型风力发电设备的 故障穿越能力十分重要,当电网故障或者扰动引起风电场并网点的电压升高时,风电机组 能够不间断的并网运行,在必要的时候还需要对电网提供无功功率的支持,完成电网电压 骤升到恢复正常过程的故障穿越。
实际运行的风电场中,很对因素可能导致电网电压的骤升,例如:单相对地故障、 风电场负载的突然切除、大的电容补偿器的投入等等。
直驱风电变流器的网侧直接与电网 相连,当电网电压骤升时,电网侧功率无法送出,功率由电网侧流入变流器,导致直流母线 电压快速升高,导致系统故障停机,严重情况下可能因为过电压毁坏功率器件IGBT。
并且在完成电网电压骤升到恢复正常过程的故障穿越之后,有功功率和直流母线 电压由于电网电动势不平衡会造成波动,但是现有技术中并没有有效地防止此类波动的措 施。