CP0535基于PSASP的不同风力发电机低电压穿越能力仿真研究
基于PSASP的不同风力发电机低电压穿越能力仿真研究张倩茅，吴向明河北省电力研究院，石家庄 050021；河北省电力公司，石家庄 050021Study of low voltage ride through capability for differentwind turbines based on PSASPZhang Qian-mao, Wu Xiang-mingHebei Electric Power Research Institute, Shijiazhuang 050021; Hebei ElectricPower Co.，Shijiazhuang;050021ABSTRACT:To research the impact of different wind turbines, squirrel-cage wind turbines and doubly-fed&direct-drive wind turbines are simulated using PSASP in this paper. Based on analysis of rotation speed, voltage restoration, the active power and reactive power changes of the wind turbines, the conclusions are as follows: the doubly-fed inducion&direct-drive wind turbine has steady speed variation and strong LVRT stability; reactive-load compensation equipment should be installed to improve LVRT stability of squirrel-cage wind turbines.KEY WORD: PSASP; wind turbines; low voltage ride through(LVRT); simulation摘要：为研究不同类型风力发电机对电网的影响，利用PSASP中不同风力发电机模型，通过仿真比较电网发生严重三相短路接地故障时鼠笼型风力发电机和双馈直驱型风力发电机转速、出口电压、有功功率和无功功率的变化情况，得出结论：双馈直驱风力发电机低电压穿越能力较强，鼠笼型风力发电机需要加装无功补偿装置来提高其低电压穿越能力。
关键词：PSASP；风力发电机；低电压穿越能力；仿真1 引言风力发电作为新能源的主力已得到业界广泛重视，发展日趋迅速，已成为国家能源发展战略和电力结构优化调整的重要措施之一。
随着电网中风电场规模的不断扩大，以及风电技术的不断发展，造成了目前包含不同类型风力发电机在电力系统中运行的现状，因此研究不同风力发电机对电网暂态稳定性的影响非常重要。
文献[1-2]建立了恒速异步风力发电机动态模型，定义了恒速风力发电机的临界切除时间，从该发电机的机械参数、电气参数和机组并网等方面分析了影响恒速风力发电机临界切除时间的因素，文献[3-6]对双馈异步风力发电机进行了建模仿真，分析其控制策略及暂态稳定特性。
文献[7-9]分析了不同风力发电机的低电压穿越能力，并提出了相应得控制策略。
为了对常用的恒速异步风力发电机、双馈异步风力发电机和直驱永磁同步风力发电机的低电压穿越能力进行深入研究，本文利用PSASP中开发的风力发电机模型（鼠笼型异步风力发电机模型和双馈直驱风力发电机通用模型），对不同风力发电机在电网发生严重三相短路故障情况下进行仿真。
通过对不同风力发电机转速、有功功率、无功功率变化情况，以及风电场出口电压恢复情况对比，分析电网电压跌落时不同风力发电机低电压穿越能力，从而得出一些有益的结论。
2 风力发电机的数学模型PSASP 中开发了两种风力发电机模型——鼠笼型异步风力发电机和双馈直驱风力发电机通用模型，其中前者用于模拟定速定桨矩风机，后者用于模拟变速变桨矩风机。
2.1 鼠笼型异步风力发电机模型 鼠笼型异步风力发电机的等值电路如图1所示，为考虑转子回路电磁暂态过程和转子机械运动暂态过程的数学模型。
Fig.1 Equiva quirrel-cage异步发电机采用考虑转子暂态的三阶机电暂态模型：图1 鼠笼型异步风力发电机等值电路 lent ciruit of s wind tuibine()()()()()⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+−+−=+−+−=−=d d d q d T '0q q d q d d dm e j sE T f I x x j E dt dE sE T f I x x j E T dt dE T T dt ds ''2''1'''2'''1'100000ππτ （1） （2）式中，T e 为发电机的电磁转矩，T m 是输发电机电磁转矩方程如下式：]ˆ'Re[I E T e &−= 入到发电机侧的机械转矩；j τ为发电机转子惯性时间常数，T’d0为定子开路时转子回路的时间常数，s 为发电机转差率。
电网发生故障时，发电机出口电压降低，在机械转矩保持不变的情况下，发电机电磁转矩的减小会造成转子加速。
在切除电网故障后的系统电压恢复过程中，发电机要从电网中吸收大量无功电流以重建发电机内部电磁场，这样就导致了电网中出现较大的冲击电流，并在风力发电机和其相连变电站的联络线上产生很大电压降，从而进一步降低了风力发电机出口电压。
如果在异步发电机新建的旋转磁场中储存的能量大于机组轴系中储存的能量，发电机转速就会降低，经过几个振荡周期后重新恢复到稳定状态；否则发电机转子转速继续增加，从电网中吸收的无功电流也会增加，风力发电机出口电压继续降低，最终失去稳定。
2.2 双馈直驱通用风力发电机模型该模型是双反馈式异步风力发电机和直驱式同步风力发电机的通用模型，对发电机部分进行了简化，一定程度上忽略换流器和变频器的动态过程。
发电机和变频器表现为由电流调节的电压源型逆变器，变频器使得风力发电机表现为电抗后的可控电压源，控制风力发电机向电网注入指定的有功和无功电流。
模型如图2所示，其基本环节包括：风力机、起连接和传动作用的装置、发电机、风电机控制系统。
其能量转换过程是：风能→机械能→电能。
图2 双馈直驱通用模型Fig.2 Doubly-fed induction& direct-rive model3 风力发电机低电压穿越能力[10]风力发电机低电压穿越 (Low V oltage Ride Through, LVRT) 能力是指在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，甚至还可以为系统提供一定支持以帮助系统恢复电压的能力。
德国E.ON 公司对风力发电机的LVRT 能力的具体要求为：当端电压跌至额定电压的15%时要求风力发电机能够维持运行625ms ，当风力发电机出口电压在其额定电压的90%及以上时要求风力发电机能够持续运行。
在风电场外部系统发生故障时，风力发电机的LVRT 功能能够对系统电压恢复起到积极的作用，而不会进一步加重系统故障的影响。
但是从另一个角度看，现阶段风电上网电价是制约风力发电进一步发展的瓶颈，并网标准对风电机组LVRT 能力的要求进一步增加了风电机组的造价。
因此，在风电场规划设计阶段应详细分析接入电网结构，研究系统故障时风电机组的低电压穿越能力，以此来确定风电场接入方案，确保其安全、稳定、经济运行。
4 仿真分析4.1 概述以图3所示进行风电场接入某区域电网的仿真计算。
为分析不同风力发电机的低电压穿越能力，对由33台1.5MW 双馈直驱通用风力发电机和12台750kW 鼠笼型异步风力发电机组成的风电场进行仿真。
设定风电场风速为12m/s ，1s 时A 点发生三相短路接地短路故障，故障持续0.2s 切除，仿真分析两种风力发电机的出口电压、有功功率、无功功率以及转速的变化情况。
IG DFIG690V 690V35kV 110kV无穷大系统A图3 风电场仿真电网结构图 Fig.3 Grid structure for simulation4.2 鼠笼型异步风力发电机仿真分析由仿真结果如图4可见，当电网发生三相接地短路故障后，鼠笼型风力发电机输入机械转矩保持不变而发电机输出电磁转矩减小从而导致发电机转子加速，使得在刚性度较低的机组机械轴中积累了大量动能。
鼠笼型风力发电机没有励磁回路，因此故障消失后需要从电网中吸收大量的无功功率进行励磁。
当风电场接入的电网较弱时，发电机新建的旋转磁场中储存的能量小于机组轴系中储存的动能，发电机的转速继续增加，此时从电网中吸收的无功电流也在增加，发电机出口电压继续降低造成电压崩溃，最终失去稳定。
从图中可看出，为维持鼠笼型风力发电机出口电压的动态稳定性，需要同步发电机输出一定的无功功率。
因此，鼠笼型风力发电机并网将导致其接入的局部电网电压稳定性降低。
(a)鼠笼型风力发电机转速曲线(b)鼠笼型风力发电机出口电压(c) 鼠笼型风力发电机有功功率输出(d) 鼠笼型风力发电机无功功率输出图4 鼠笼型风力发电机仿真曲线 Fig.4 simulation curves of squirrel-cagewind tubines4.3 双反馈直驱通用风力发电机电网故障切除后，双馈直驱风力发电机利用重新启动的变频器控制有功和无功电流，减小了发电机磁场重建时所造成的电网冲击电流以及发电机出口电压降落，另外通过变频器还可以控制双馈直驱风力发电机的转速。
可见与鼠笼型风力发电机相比，双馈直驱风力发电机提高了系统的稳定性。
(a) 双馈直驱风力发电机转速曲线(b) 双馈直驱风力发电机出口电压(c) 双馈直驱风力发电机有功功率输出(d) 双馈直驱风力发电机无功功率输出 图5 双馈直驱风力发电机仿真曲线Fig.5 simulation curves of doubly-fed induction anddirect-rive wind tubines5 结论本文对不同类型风力发电机进行了动态仿真，结果表明在接入电网相同的条件下，双馈直驱风力发电机能够有效地控制转速、有功功率和无功功率，和鼠笼型风力发电机相比，具备更强的低电压穿越能力，提高了系统稳定性。
为维持鼠笼型风力发电机出口电压水平，需要提高接入电网的无功储备或在其基础上加装无功补偿装置。
参考文献[1] Salman S K, Teo A L J. Windmill modeling consideration and factors influencing the stability of a grid-connected wind power-based embeddedgenerator[J]. IEEE Trans on Power Systems, 2003, 18(2):793-803[2] Salman S K, Teo A L J. Improvement of fault clearing time of wind power using reactive power compensation[C]. IEEE Power Tech Conference, Porto, Porugal，2001.[3] Badrul H. Chowdhury, Srinivas Chellapilla, Double-fed induction generation control for variable wind power generation[J]. Electric Power Systems Research, 2006, 76(12): 786-800．[4] 李晶，宋家骅，王伟胜．考虑变频器特性的变速恒频双馈风力发电机组控制策略的研究与仿真[J]．电网技术，2004,28(21)：11-16．[5] 李晶，宋家骅，王伟胜．大型变速恒频风力发电机组建模与仿真[J]．中国电机工程学报，2004，24(6)：100-105．[6] 郎永强，张学广，徐殿国，等．双馈电机风电场无功功率分析及控制策略[J]．中国电机工程学报，2007，27(9)：77-82．[7] 关宏亮，赵海翔，迟永宁，等．电力系统对并网风电机组承受低电压能力的要求[J]．电网技术，2007，31(7)：79-82．[8] 向大为，杨顺昌，冉立．电网对称故障时双馈感应发电机不脱网运行的系统仿真研[J]．电机工程学报，2006，26(10)：130-135．[9] Johan M，Sjoerd W H de H．Ridethmugh of wind trubineswith doubly—fed induction generation during a voltage dip[J]．IEEE Trans on energy Conversion，2005，20(2)：435-441．[10] 关宏亮，赵海翔，王伟胜，等. 风电机组低电压穿越功能及其应用[J]. 电工技术学报，2007，22(10)：173-177.作者简介：张倩茅（1984—），女，河北丰宁人，硕士，助理工程师，研究方向为电力系统仿真分析。
风电机组低电压穿越能力研究
风电机组低电压穿越能力研究风电机组低电压穿越能力研究【摘要】本文的研究内容共分为三个局部，首先是对低电压穿越能力定义，然后以此引出了低电压穿越的技术类型，最后一局部主要研究的是低电压穿越模型建立的原理。
【关键词】低电压；原理；风电机组；功能自2005年起我国的风电机组装机容量出现了迅猛的增长，其增长的速度和装机容量的建设，在世界范围内处于领先的地位，由于我国的风能潜力巨大，所以未来其将成为我国能源的主要来源。
1、低电压穿越能力的定义风力发电行业建设的初期阶段，风电机组在我国的电力机组中所占的比例相比照拟小，一旦发生风电场风电机组的脱网事故，对电网冲击的影响是有限的。
但是，随着风电机组装机容量随着风力行业的开展而不断的增大、电网的穿透率也相应的提高，如果出现风力发电机从电网上大规模脱网事故将对电力系统的恢复起到制约的作用，对电力系统的可靠性、平安性和稳定性都会带来不利的影响，确保风电机组不脱网，并且其对于电网电压的恢复还起到了一定的作用，这些都要求风力发电机能够具备低电压穿越能力。
我们可以将其概述为：当风力发电机的端电压出现降低，并且处于一定值的时候，风电机组不会从电网脱网，进而继续保持运行，其还能够为整个系统提供无功来实现系统电压的恢复。
而当风力发电机具备了低电压穿越的能力，就可以有效的防止保护动作的时间，当故障排除之后就可以快速的恢复运行。
最简单的我们可以定义为：小型发电系统在一定的时间内承受一定限值的电网低电压而不退出运行的能力。
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，第一是比拟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。
以下着重对第一种技术进行研究，其中比拟典型的是crowbar 电路。
其实现过程主要有两种，一种是利用硬件电路的增加实现，另外的一种是可以不增加硬件电路来实现。
不进行硬件电路增加实现低电压穿越。
基于风力发电系统低电压穿越技术研究
／２０２３ ０９基于风力发电系统低电压穿越技术研究李仲阳（国电电力湖南新能源开发有限公司）摘 要：当电网因故障导致电压跌落时，会导致与该电网相连的风力发电机组大面积脱网，不利于电网的稳定运行，因此需要保证风电机组在电网电压跌落时不脱网，对低电压穿越能力提出了更高的要求。
本文根据国家电网低电压穿越标准，对双馈风力发电机在电压跌落时的动态特性进行了分析，通过在直流母线和转子出线端增加转子电流续流二极管，并结合软件控制算法实现了低电压穿越功能。
仿真结果表明，本文提出的低电压穿越技术在电网故障时能实现风力发电机组不脱网运行，为电网的稳定运行提供了重要保证。
关键词：风力发电；低电压穿越；双馈感应发电机；续流二极管０ 引言双馈感应发电机（ｄｏｕｂｌｙ ｆｅｄｉｎｄｕｃｔｉｏｎｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ＤＦＩＧ）因其变流器容量小，具有有功功率和无功功率可以实现解耦控制的优点，已成为主流机型，双馈风力发电机定子与电网连接，转子通过机侧变流器提供励磁，在电网电压跌落时定子电压也跌落，导致定子电流瞬间增大。
由于定转子的强耦合关系，转子电流也会突增，机组因过流停机，系统剩余能量经过机侧变流器流向直流母线，会引起母线电压激增，ＩＧＢＴ击穿。
为了实现剩余能量的有效泄放，目前常见的解决方法是将转子并联Ｃｒｏｗｂａｒ电路、直流母线并联斩波电路等［１ ２］。
１ 低电压穿越要求及控制流程１ １ 网压跌落要求风电场并网点电压在电压轮廓线及以上的区域内时，要求风电机组不间断并网运行；并网点电压在电压轮廓线以下时，风电机组可以从电网切出［３］。
在并网点电压跌至２０％额定电压时，风电场内的风电机组具有并网运行６２５ｍｓ的能力。
在发生跌落后２ｓ内，风电场并网点电压能够恢复到额定电压的９０％，风电场内的风电机组需一直并网运行，同时向电网发无功以帮助其恢复正常。
１ ２ 机组控制流程实现机组低电压穿越（ｌｏｗｖｏｌｔａｇｅｒｉｄｅｔｈｒｏｕｇｈ，ＬＶＲＴ）主要包括以下模块：网侧变流器（ｌｉｎｅ ｓｉｄｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＬＳＣ）模块、机侧变流器（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｓｉｄｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＧＳＣ）模块、网压测量模块和主控模块。
双馈风电系统低电压穿越技术仿真研究的开题报告
双馈风电系统低电压穿越技术仿真研究的开题报告一、选题背景随着全球化进程的加速和能源危机的严峻，风能已成为全球清洁能源开发的热点。
风电机组作为风电场的核心，其性能对于风电场的整体效益至关重要。
因此，风电技术的研究和发展也日益受到重视。
近年来，由于电网电压的波动和风电机组自身的响应，在风电机组接入电网时，可能出现低电压穿越现象，进而影响电网的稳定性和风电机组的安全运行。
为了解决这一问题，双馈风电系统已被广泛应用。
双馈风电系统在设计上可以增加一个副变频器，使得风电机组在电网电压波动时能够在一定程度上自主调节其输出功率，保证了电网的稳定性，提高了发电效率。
因此，双馈风电系统已成为当前风电技术发展的重点。
二、研究内容本课题旨在对双馈风电系统低电压穿越技术进行仿真研究，具体研究内容包括：（1）双馈风电系统的原理及特点分析，了解双馈风电系统的工作原理和特点。
（2）低电压穿越技术研究，分析低电压穿越的原因和影响，研究双馈风电系统采用低电压穿越技术的工作原理。
（3）基于Matlab/Simulink平台搭建双馈风电系统模型进行仿真，研究双馈风电系统在不同工况下的运行特性。
（4）仿真结果分析，对仿真结果进行分析和评估，验证双馈风电系统低电压穿越技术的有效性。
三、研究意义通过本课题的研究，可以深入了解双馈风电系统低电压穿越技术的原理和特点，为风电技术的进一步发展提供理论借鉴和实践指导。
同时，通过仿真研究，可以评估双馈风电系统在不同工况下的运行特性，预测低电压穿越的发生概率和影响程度，为实际风电场的设计和运营提供技术支持，具有一定的理论和实践意义。
四、研究方法本课题采用文献资料查阅、理论分析和仿真研究相结合的方法。
首先，通过查阅相关文献和分析双馈风电系统的原理及特点，了解其采用低电压穿越技术的工作原理。
其次，在Matlab/Simulink平台上搭建双馈风电系统模型并进行仿真验证。
最后，通过对仿真结果的分析和评估，来验证双馈风电系统低电压穿越技术的有效性。
风电变流器的低电压穿越能力研究与改善
风电变流器的低电压穿越能力研究与改善概述风电变流器作为风力发电系统的核心组件之一，起着将风能转化为电能的重要作用。
然而，由于复杂的环境条件和电力供应不稳定性，风电系统需要具备良好的低电压穿越能力，以保证风力发电系统的安全和可靠运行。
低电压穿越能力低电压穿越能力是指当配电网供应电压下降时，风电变流器仍然能够稳定运行的能力。
由于供电不稳定、短时电压波动或突然断电等情况的存在，风电站常常面临低电压情况，而低电压穿越能力的强弱直接影响风电系统的可靠性和效益。
风电变流器低电压穿越能力的研究与改善1. 系统建模与模拟为了研究风电变流器的低电压穿越能力，首先需要建立系统模型，并进行仿真模拟。
通过分析系统的动态响应，可以评估风电变流器在低电压条件下的运行情况，并找到改进的方向。
模型的建立需要考虑变流器的控制策略、电路拓扑、电压变化等因素。
2. 控制策略优化控制策略是影响风电变流器低电压穿越能力的关键因素之一。
传统的控制策略往往采用比例积分调节器进行电压控制，但在低电压情况下，这种控制策略可能会导致系统失效。
因此，需要优化控制策略，使其适应低电压条件下的运行要求。
一种常见的优化方法是采用模糊控制策略。
模糊控制可以根据系统的实时输入输出关系进行推理，并根据一系列的规则进行决策。
通过模糊控制策略的优化，可以提高风电变流器的低电压穿越能力，并增强系统的稳定性。
3. 电路拓扑优化电路拓扑是风电变流器的关键设计要素之一，对低电压穿越能力有重要影响。
传统的拓扑结构如全桥、半桥等存在电流扭曲问题，容易在低电压穿越时产生瞬时过流，影响系统的稳定性。
为了改善低电压穿越能力，可以采用多电平逆变技术。
多电平逆变技术通过增加逆变器的电压级数，减小电流峰值，从而降低了低电压穿越时的瞬时过流。
此外，还可以采用新型的拓扑结构，如基于谐波注入的逆变器、混联变流器等，以提高系统的低电压穿越能力。
4. 电容器组件的改进电容器是风电变流器中重要的组件之一，对低电压穿越能力有重要作用。
风电机组低电压穿越能力研究
够为整个系统提 供无功来实现 系统电压的恢 复。 而 当风 力发 电机 具备了 状 态。 低 电压 穿越的 能力， 就可以有 效的避 免保 护动作的时 间， 当故障排 除之 需 要强调 的是 ， 在转子 侧 电流 所升 高的程 度无法对转 子 侧变流器 后就可以快速 的恢 复运行。 最简单 的我们 可以定义为 ： 小 型发电系统 在 造成 危害的时 候， 转 子断路 器是 不会进行工作 的， 而转子 侧变流器则保 定的时 间内承受一定限值 的电网低 电压 而不退 出运行 的能力。 持原来 的工作状态 ， 若在 这一 时期机 端电压 出现 降低的情况 ， Ｌ Ｖ Ｒ Ｔ 功 能 的实现 完全 是可以利 用电极本 身所具 备 的调 节功能 ， 这 时候桨 距角 ２ ． 低 电 压 穿越 技术 类型
电 压 穿越模型建立的原理 。 【 关键词 ｌ 低电 压； 原理 ； 风电机组 ； 功能
是为转 子绕组 进行相位 、 频率 、 振 幅可以变化 的励磁 电流 ， 利用 此来实 现对机 组所输 出有用功以及 无用功 的单 独控制 。 类型不同的风电机组 ， 低 电压穿越 功能的原理也有着一定的区别。 当外部 系统 出现短 路的 现象 的时候 ， 双 馈电机 定子上通 过的 电流就 会
上大规模 脱网事故将对 电力系统的恢 复起到制约 的作用 ， 对电力系统 的 会出现转子 断路器切断转 子侧变 安 全性和 稳定性都 会带来不利 的影 响， 确保风 电机组不脱网 ， 连， 二者是通 过变压器连 接在一起 的。（ ２ ） 风电机组 的变桨控制 系统 的 并且其 对于 电网电压 的恢复还起 到 了 一定的作用 ， 这些 都要求 风力发电 主要作用 是通 过改 变叶片 的角度来 提高风 机吸收 风能 的能 力， 之后通 机 能够具备 低电压穿越能 力 （ Ｌ ｖ Ｒ Ｔ ） 。 过 齿轮箱 和联轴 器与发电机相连 ， 带 动发电机旋转产生输出电流后与风 我们 可以将其 概述为 ： 当风力发电机的端 电压出现 降低 ， 并且处于 电机组端 电压进 行重 新连接 ， 保证风 电机组不脱 网。（ ３ ） 当故 障被排除 定值 的时 候 ， 风电机 组不会从 电网脱网 ， 进而继 续保 持运 行， 其还能 之 后， 整个机 组端的 电压将恢 复原状 ， 转 子侧变流 器将 进入正常的运行
基于PSCAD的双馈风力发电机组低电压穿越的研究
（ 河 海 大 学 能 源 与 电气 学 院 ．江 苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ０ ） 摘要 ： 针 对 双 馈 风 力发 电机 组 低 电 压 穿越 问 题 ， 研 究 了 电 网 电压 严 重 跌 落 情 况 下 转 子 Ｃ ｒ ｏ ｗ ｂ ａ ｒ电路 、 转子 Ｃ ｒ ｏ ｗ ｂ ａ ｒ 和 直 流 侧 卸 荷 电路 组 成 的 组 合 保 护 电路 的 控 制 策 略 。 基于 Ｐ Ｓ Ｃ Ａ Ｄ 建 立 了双 馈 风 力 发 电机 组 低 电压 穿 越 的 仿 真 模 型 ． 验 证 了组 合 保 护 电路 控 制 策 略 能 够 很 好 地 抑 制 转 子 侧 电流 和 直 流 侧 电压 的 上 升 ， 实现 低 电压 穿越
电 网 电压 降低 到 一 定 值 时 ，风 力 发 电机 组 便 会 自动 脱 网 这
种 情 况 对 于 风 力 发 电容 量 较 大 的 电 力 系 统 而 言 可 能 会 造 成
１ 风 力 发 电系 统 低 电 压 穿 越 研 究 现 状
为 了 保 证 电 网 电 压 跌 落 故 障 时 双 馈 异 步 发 电 机 及 其 励 磁 变 流 器 安 全 不 脱 网运 行 ， 国 内外 学 术 界 和 工 程 界 对 电 网 电
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｏ ｆ ｌ ｏ ｗ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｉｄ ｒ ｅ － ｔ ｈ ｏｕ ｒ ｇ ｈ ｏ ｆ ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｙ ｆ ｅ ｄ ｗｉ ｎ ｄ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ．ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
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]。
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。
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。
《基于RTDS的永磁风力发电机场站级低电压穿越仿真分析》范文
《基于RTDS的永磁风力发电机场站级低电压穿越仿真分析》篇一一、引言随着可再生能源的快速发展，风力发电作为绿色能源的重要组成部分，在全球范围内得到了广泛的应用。
永磁风力发电机因其高效、可靠的特点，在风力发电领域占据重要地位。
然而，风力发电场的稳定运行面临诸多挑战，其中低电压穿越（LVRT）问题尤为突出。
为了更好地研究这一问题，本文采用实时数字仿真系统（RTDS）对永磁风力发电机场站级低电压穿越进行仿真分析，以期为实际运行提供理论依据。
二、RTDS及其在风电仿真中的应用RTDS是一种高速、实时数字仿真系统，能够模拟电力系统的各种复杂行为。
在风电领域，RTDS被广泛应用于风电场的仿真分析，包括风电机组的建模、控制策略的验证以及电网故障的模拟等。
通过RTDS，我们可以实时观测风电场的运行状态，为风电场的优化运行和故障处理提供有力支持。
三、永磁风力发电机的低电压穿越问题低电压穿越是指风电机组在电网电压跌落时，仍能保持并网运行并输出一定功率的过程。
对于永磁风力发电机而言，低电压穿越能力的强弱直接影响到风电场的稳定运行。
当电网发生故障导致电压跌落时，如果风电机组不能及时响应并恢复，将可能导致机组脱网，进而影响整个电力系统的稳定。
四、基于RTDS的仿真分析本文采用RTDS对永磁风力发电机场站级低电压穿越进行仿真分析。
首先，建立永磁风力发电机的详细模型，包括发电机、变流器、控制系统等。
然后，模拟电网故障导致的低电压情况，观测风电机组的响应过程。
通过改变故障类型、故障持续时间等参数，分析不同情况下风电机组的低电压穿越能力。
五、仿真结果与分析仿真结果表明，在电网发生故障导致低电压时，永磁风力发电机能够及时响应并恢复并网运行。
然而，不同类型和持续时间的故障对风电机组的低电压穿越能力有不同的影响。
通过调整控制策略和参数优化，可以提高风电机组的低电压穿越能力。
此外，仿真还发现，在低电压情况下，合理配置无功功率可以提高风电场的电压稳定性，进一步增强低电压穿越能力。