SWITCH全功率变流器在风机中的应用
金风直驱变流器SWICTH、VERTECO、FREQCON区别
全功率变流器（金风直驱1500全功率变流器）金风1500风力发电机组拥有SWICTH、VERTECO、FREQCON三种变流器，其中VERTECO变流器在金风1500装机中占有比重最大。
FREQCON变流器在2008年国产化项目组在原有设计（德国Vensys公司）的基础上，进行了重新设计、选型改造等技术工作。
SWITCH变流器主电路原理图VERTECO变流器主电路原理图以上是SWITCH变流器和VERTECO变流器原理图，可以看出两种变流器原理和控制方式（SVPWM空间矢量控制）基本相同，整个电路可分为两个部分：整流和逆变。
通过整流将发电机发出的不稳定的交流电（电机转速0～17.3rpm，电机电压0～690Vac,电压频率0～12.7Hz）变换成相对稳定的直流电；再通过逆变单元，把直流电逆变成与电网电压、频率、相位相匹配的交流电送入电网。
U1为网侧逆变功率模块，2U1和3U1为发电机侧整流功率模块，4U1为DC CHOPPER制动功率模块，3H1是预充电整流模块，电抗器2L1、电容器2C1（如果在处理故障中将机侧电容器断开，由于转速不稳定，定子发电波纹就不稳定，会产生很多电压尖峰，会烧毁功率单元，使母线电压偏高，所以不建议断开，可以选择性的断开几组）和发电机定子绕组（呈感性）组成LCL滤波器，滤波效果更好，电抗器1L1（网侧滤波电抗器比机侧滤波电抗器容量大）、电容器1C1变压器漏感构成LCL滤波，有效地滤除高次谐波，降低变流器对电网的高次谐波污染。
风机并网前3K11吸合，通过整流模块3H1整流后对直流母线进行充电，防止风机并网时对母线和功率单元有电流冲击，损坏元器件，发电机定子两路绕组出来连接两组整流模块2U1、3U1，采用双绕组发电机选用两组整流器（采用主动整流方式，整流部分采用可控的IGBT整流），相对来说减少单个功率单元和其他元件的容量，虽然双PWM背靠背方案全控器件数量较多，控制电路复杂，成本较高，但具有较高的效率，电流通过PWM控制逆变器1U1以后其实是脉宽波，再经过1L1、1C1滤波以后电流为正弦波，送入电网。
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略
全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略CATALOGUE 目录•全功率变流器风电机组概述•全功率变流器风电机组的工作原理•全功率变流器风电机组的控制策略•全功率变流器风电机组的性能评估与优化•全功率变流器风电机组的发展趋势与挑战CHAPTER全功率变流器风电机组概述风能发电简介风能是一种清洁、可再生的能源，具有广泛的应用前景。
风力发电技术经过多年的发展，已经逐渐成熟并被广泛应用于电力领域。
风能发电的基本原理是利用风能驱动风力发电机转动，进而驱动发电机产生电能。
全功率变流器是风电机组中重要的组成部分，主要作用是将风力发电机产生的电能进行变换和调节，以满足电网的需求。
全功率变流器具有高效率、高可靠性、高灵活性等特点，能够有效提升风电机组的整体性能。
全功率变流器的作用风电机组与电网的交互风电机组需要与电网进行良好的配合，以保证电能的质量和稳定性。
风电机组需要适应电网的运行要求，如电压、频率、相位等参数，以保证风电场的稳定运行。
风电机组与电网的交互是实现风能发电的重要环节之一。
CHAPTER全功率变流器风电机组的工作原理风轮齿轮箱将风轮的转速提升，并将其传递给发电机。
齿轮箱通常位于风轮和发电机之间。
齿轮箱发电机01020303开关全功率变流器的电力电子器件01整流器02逆变器最大风能追踪电力控制全功率变流器的控制原理CHAPTER全功率变流器风电机组的控制策略最大风能追踪控制变速恒频控制1直交轴电流控制23直交轴电流控制是一种用于抑制风电机组运行过程中产生的谐波电流的控制策略。
该控制策略通过实时监测发电机电流，将其中谐波电流分量消除或减弱，以减小谐波对电网的污染。
直交轴电流控制通常采用PWM整流器来实现，通过控制PWM的占空比和相位，实现谐波电流的抑制和功率因数的优化。
矢量控制策略CHAPTER全功率变流器风电机组的性能评估与优化性能评估方法发电效率评估01电网稳定性评估02抗干扰能力评估03控制策略优化最大风能追踪控制滑模变结构控制电力电子器件的优化与保护电力电子器件的选型与配置全功率变流器风电机组需要选择适当的电力电子器件，如IGBT、IGCT等，并配置相应的保护电路，以确保其在高电压、大电流等极端环境下能够安全、可靠地运行。
金风15MW风机switch变流器系统讲解 ppt课件
• 一、Switch变流器的介绍
• 1.1 4U1外观结构及内部元器件介绍（1#柜） • 1.2 1U1外观结构及内部元器件介绍（2#柜） • 1.3 3#柜外观结构及内部元器件介绍 • 1.4 2U1和3U1外观结构及内部元器件介绍（4#和5#柜）
• 二、强制预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试
一、Switch变流器的介绍
• 变流器在风机系统中的主要作用是把风能转换成适应于电网的 电能，反馈回电网。发电机发出交流电，此交流电的电压和频 率都很不稳定，随叶轮转速变化而变化，经过电机侧整流单元 （或称INU）整流，变换成直流电，送到直流母排上，再通过 逆变单元（或称AFE）把直流电逆变成能够和电网相匹配的形 式送入电网。
• 变流器由芬兰的The Switch公司研制，网侧、电机侧都采用主 动整流方式。变流器整体结构由5个机柜构成，其中核心部件 为1#，2#、4#、5#机柜内部的功率模块，由芬兰的VACON公司 生产。其中2#柜中的单元（1U1）即为AFE，4、5#柜中的单元 （2U1, 3U1）为INU，1#柜中的功率模块(4U1)是制动单元。
反馈发出的24V信号，2K1、2K2就会保持吸合。 3K1-接于2K1与3U1-A11-B10端子来控制发电机侧2#开关柜空开储能电机MT 2K2-接于2K1与3U1-A11-B10端子来控制发电机侧2#开关柜空开分闸线圈MN 3K12-断路器2Q1跳闸指令（2#断路器故障） 3K13-2#开关柜断路器闭合反馈信号（24V）；接 2U1-A11-A9端子，3K13得电，3U1得 到
网侧1U1功率单元
水冷散热管路
1K1-由4K1控制，接1U1-A11-B10端子，来控制网侧空开 2K1-由4K1控制，接于3K1与2U1-A11-B10端子来控制发电机侧1#开关柜空开储能电机MT 2K2-接于3K1与2U1-A11-B10端子来控制发电机侧1#开关柜空开欠压脱扣线圈MN 2K11-断路器2Q1跳闸指令（1#断路器故障），将故障信号反馈到2U1-A11-A9端子 2K12-1#开关柜断路器闭合反馈信号（24V）；接2U1-A11-B5端子，2K12得电，2U1得到
金风1[1].5MW风机Switch变流系统培训课件——201003
![金风1[1].5MW风机Switch变流系统培训课件——201003](https://img.taocdn.com/s3/m/2c6e92dece2f0066f5332277.png)
容：
1、 1.5MW机组Switch变流系统主拓扑结构 2、 Switch变流系统控制框图 3、 Switch变流系统的电网侧控制原理
4、 Switch变流系统的电机侧控制原理
5、 Switch变流系统和主控的联系 6、 Switch变流系统的柜体内部冷却
2.1 控制和通讯信号 （a）主控到变流的DP信号 （b）变流到主控的DP信号
（c）硬件控制线的控制信号
2.2 变流和主控连接的10芯控制线的控制信号 ① 变流系统准备启动；
② 变流系统故障；
③ 变流系统急停； ④ 变流系统急停复位； ⑤ 变流系统启动使能；
6、 Switch变流系统的柜体内部冷却
二、Switch变流系统控制框图
1U1
1U1
2U1
3U1
4U1
2U1
3U1
4U1
变流控制柜机柜
变流控制柜机柜1
网侧滤波电容器组 1C1、1C2
网侧断路器1Q1机械 锁定钥匙的钥匙把的位 置处于水平方向时断路 器处于机械锁定状态， 在需要进行机械锁定时 最好将钥匙拨到水平位 置后将钥匙拔离以确保 安全。钥匙位于与地面 垂直位置时表明断路器 处于正常工作状态，此 位置无法移除钥匙。
在得到励磁电流/转矩电流的给定和反馈之后，通过 电流调节器可以得到转矩电压/励磁电压的参考给定值 Udref/Uqref。 再根据转子磁场位置角θ r，对这两个给定进行两相 同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换，得到发电机 机端三相电压的给定。根据这三相给定，PWM模块给出功 率器件的驱动脉冲。
制动功率模块使用原理（典型应用）
一、Switch变流系统主拓扑结构
该变流器采用可控整流的方式把发电机发出的交流电 整流为直流电，通过网侧逆变单元把直流电逆变为工频交 流电馈入电网。其控制方式为分布式控制，即每个功率单 元都能够独立的执行控制、保护、监测等功能，功率单元 之间则通过现场总线连接。 这种方式和它的主电路拓扑 结构相对应。
风力发电系统中大功率变流器的应用
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引言
容量是有限的, 同时 , 由于变流器的功率很大 , 基于 降低开关损耗, 减小电磁干扰的考虑 , 器件的开关频 率也不可能太高, 但开关频率太低又会导致变流器 输出波形的畸变率增加 , 进而增加后续滤波器的设 计难度 , 并对电网产生污染 , 因此适合于直驱型风力 发电系统的变流器拓扑还需要深入研究。 变流器作为风力所发的电能回馈至电网的唯一 通路, 对其容量、 可靠性、 响应速度和并网特性等方 面要求很高 , 变流器的设计和制造是直驱型风力发 电系统的一个重点和难点, 它对于整个系统的稳定、 高效运行很重要, 掌握这项技术 , 对于推动我国风力 发电事业的发展, 增强风力发电领域的自主创新能 力 , 具有十分重要的意义。
l et in1557 变流器拓扑如图 1 所示[ 4] , 其电路结构为 交 直 交电流源型 , 采用功率器件 GT O 串 联的 两电平逆变器利用器件的串联实现高压, 从而提高 了逆变器的容量。 由图 1 可以看出 , Bulletin 1557 变流器前端采 用 18 脉冲晶闸管整流, 中间经电抗器后直接与后端 GT O 串联两电平逆变器相接 , 拓扑结构简单 , 故障 点少。 成都佳灵公司采用 IGBT 直接串联方式研发成 功了高压变流器 , 使高压变流器具有和低压变流器 一样简单的结构[ 5] 。其拓扑结构如图 2 所示 , 可以 看出 : 该系统由电网高压直接经高压断路器进入变 流器 , 经过高压二极管全桥整流、 直流平波电抗器和 电容滤波 , 再经逆变器逆变 , 加上正弦波滤波器 , 简 单易行地实现高压变频输出, 可供给高压电动机或 接变压器耦合入电网。 采用器件串并联方式提高变流器的功率, 具有 拓扑结构简单, 功率器件个数少等优点。但器件串 联会带来分压不均问题, 器件并联会带来器件的均 流问题, 因而对驱动电路的要求也大大提高, 要尽量 做到串联器件同时导通和关断 , 否则由于各器件开 断时间不一, 承受电压不均或分流不均 , 会导致器件 损坏甚至整个变流器崩溃。 1. 2 多电平大功率变流器 多电平变流器本质依赖于内部多电平逆变器的 多电平逆变 功能 , 相对于传统的两电平变流器 , 其 主要优点为 : 单个器件承受的电压应力小 , 更容易实 现高压大功率; 在相同开关频率下, 输出波形更接近 正弦波 , 谐波含量更低 ; 同时还大大减轻了电磁干扰 ( EM I) 问题。 ABB 公司生产的 ACS1000 系列变流器采用三 电平拓扑结构。其内部逆变器部分功率器件采用集 成门极换流晶闸管 ( IGCT ) , 所用拓扑为二极管箝位 型三电平拓扑, 输出的电压等级有 2 2、 3 3 和 4 16 kV 。图 3 所示为 ABB 公司 ACS1000 系列 12 脉冲 整流三电平电压源变流器的主电路拓扑图 。西门 子公司采用高压 IGBT 器件 , 生产了与之类似的变 流器 SIM OVERT MV 。 法国阿尔斯通 ( AL ST OM ) 公司采用飞跨电容 型四电平 拓扑 , 基 于功 率器件 IGBT 生 产出 AL SPAVDM 6000 系列高 压变流器 , 其主 电路拓 扑如 图 4 所示。 分析图 4 可知, 该拓扑功率器件在串联的基础
金风1.5MW风机switch变流器系统讲解
图1 变流柜控制面板
Reset:故障复位 Select:选择键 Enter:数值确认；故障历史纪录 Start:启动按钮 Stop:停止按钮
：上翻；数值的增加 ：下翻；数值的减少 ：菜单返回；数值位向左选择；退出编辑模式 • ：菜单进入；数值位向右选择；进入编辑模式
电机侧防雷保护2F11 水冷散热管路
二、预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试
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强制预充电及发电机侧空开、主空开闭合测试条件 机组没有故障、水冷系统正常运行、发电机侧动力电缆无短路现象。
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注意：在做电强制预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试时必须紧闭变流柜门。不 得与柜门有身体接触。
2.1 变流器强制预充电测试步骤
课 程 大 纲
• 一、Switch变流器的介绍
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1.1 1.2 1.3 1.4
4U1外观结构及内部元器件介绍（1#柜） 1U1外观结构及内部元器件介绍（2#柜） 3#柜外观结构及内部元器件介绍 2U1和3U1外观结构及内部元器件介绍（4#和5#柜）
二、强制预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试
• • • • 2.1 2.2 2.3 2.4 变流器强制预充电测试步骤 变流器强制预充电测试 变流器主空开闭合测试 变流器发电机侧空开闭合测试步骤
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• 2.5 变流器风扇强制动作测试步骤 三、网侧控制原理 四、电机侧控制原理
通过本课程，您将有以下收获
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了解Switch变流器的工作原理 了解变流器的结构及内部元器件 掌握使用变流器进行预充电及空开闭合的测试
2.2
变流器强制预充电测试
SWITCH变流器在兆瓦级直驱型风机中的应用
ＳＷＩＴCH变流器在兆瓦级直驱型风机中的应用1．简介近年来,兆瓦级风机市场在以极快的速度增长着。
金风公司在国内率先引导的直驱型风机,是其中很有前途的一种机型，其中主要使用的变流器是ＳWITCH公司的产品。
在过去的两年里，ＳWITCH公司制造的全功率变流器和金风公司直驱型风机一同进步，逐渐成熟。
2. 金风直驱型风机的原理及特点２.１. 直驱型风机之原理兆瓦级风机市场上的主流是变浆变速风机，根据结构的不同又可以分为两种：双馈型和直驱型。
双馈型采用双馈发电机,在转子绕组上串入可以四象限运行的变频器,控制定子绕组和电网之间的功率流动。
这种结构对变频器的功率要求只有系统总功率的１/3左右。
图１：双馈型变流装置示意图金风公司的直驱型风力发电机组采用永磁式发电机的形式，将电机定子绕组输出直接连接到全功率的变流器上，由变流器将电机输出变化的电压/电流转换为和接入电网电压和频率相匹配的形式。
图2：直驱型风力发电系统示意图为了降低电机成本,希望变流器具有能够调节电机内磁场的功能，因此全功率四象限变流器就成为了直驱型风机变流器的首选。
2.２. 直驱型风机之优点及和双馈机型的异同和双馈型风力发电机组相比,直驱型机组有如下特点:优点包括:省略了齿轮箱，机械系统大为简化，机械可靠性显著提高。
在发电机和电网之间采用了完全可控的全功率变流器进行功率转换，在电网侧能够自由的实现各种功能，如低电压穿越、动态无功补偿,甚至有限的谐波补偿能力。
在接入网性能方面,直驱型机组具有无以伦比的优势。
由于少了齿轮箱等传动机构，且没有附加的励磁损耗，风机整体效率较双馈机组高，理论值为3%,在吉林、内蒙多个风况相同现场的实际差异则远高于此数值。
由于没有齿轮箱、碳刷等机构,机组需要定期维护的器件数量大大降低,长期维护成本较低。
由于直驱发电机的特点，使得直驱风机在低速时切入速度小于双馈机组，从而使整机的发电量和发电效率提高。
缺点是：由于采用了低速电机，电机尺寸庞大,整体重量和成本较双馈机组更高。
风力发电系统中大功率变流器的应用
风力发电系统中大功率变流器的应用摘要：在当前风力发电系统中融入大功率变流器，有效的提高了整体的工作效果，具备运行效率较高和维护成本降低的特点，在风力发电领域中有着良好的应用前景。
在实际工作中需要根据风力发电系统的运行特征，选择正确的大功率变流器，融入先进的技术方案，进一步的提高输出电压的等级，满足日常的使用要求，促进行业的不断进步以及发展。
关键词：风力发电系统；大功率变流器；应用研究在近几年来，风力发电机的单机容量逐渐朝着增加的趋势而不断的发展，在直驱型风力发电机中，需要通过变流器来实现信息的上传，相关功率器件要符合高功率的要求以及标准，但是由于材料的限制性导致功率器件由于自身容量的有限增加了后续运行的难度，所以在使用工作中需要取得正确的大功率变流器来满足实际的工作要求，避免对后续电力系统的传输产生一定的影响，促进风力发电行业的不断发展。
一、大功率变流器的运行原理在1976年设计出第一台大功率的变流器，在实际应用的过程中，能够根据开关阵列的排列特点来优化整体的电网结构，通过变流器能够完成能量之间的转换，和自然型换流器相比两者之间的相似度是非常突出的，在波形输出方面能够按照一定的顺序进行采样，在能量使用模式中对于变流器的采样周期来说，变化周期和电源有着密切的关系，电压输出波形要根据样板中电压采样周期的切开进行有效的排列。
为了和样板更加接近，在实际工作中需要确定好输出电压，在采样率方面的标准高于输入和输出的功率，在采样控制时还需要使各个输入电压周期的平均值和参考值是相近的，这样一来合成的波形频率才可以进行适当的调整和优化。
并且和低次频率保持相同的状态下，大功率变流器的电子开关是以双向四相线开关为主的，能够在两个方向中进行得通电流的阻断[1]。
在实际工作中需要根据实际的要求以及标准，利用标准半导体器件进行组合性的建设，从而使换流工作能够具备正确性的特征。
另外在开关中要实现两个方向电流的独立性控制，更加贴合日常的使用，需要避免对后续的运行产生一定的影响。
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近年来，兆瓦级风机市场在以极快的速度增长着。
金风公司在国内率先引导的直驱型风机，是其中很有前途的一种机型，其中主要使用的变流器是SWITCH公司的产品。
在过去的两年里，SWITCH公司制造的全功率变流器和金风公司直驱型风机一同进步，逐渐成熟。
1. 简介
近年来，兆瓦级风机市场在以极快的速度增长着。
金风公司在国内率先引导的直驱型风机，是其中很有前途的一种机型，其中主要使用的变流器是SWITCH公司的产品。
在过去的两年里，SWITCH公司制造的全功率变流器和金风公司直驱型风机一同进步，逐渐成熟。
2. 金风直驱型风机的原理及特点
2.1. 直驱型风机之原理
兆瓦级风机市场上的主流是变浆变速风机，根据结构的不同又可以分为两种：双馈型和直驱型。
双馈型采用双馈发电机，在转子绕组上串入可以四象限运行的变频器，控制定子绕组和电网之间的功率流动。
这种结构对变频器的功率要求只有系统总功率的1/3左右。
图1：双馈型变流装置示意图
金风公司的直驱型风力发电机组采用永磁式发电机的形式，将电机定子绕组输出直接连接到全功率的变流器上，由变流器将电机输出变化的电压/电流转换为和接入电网电压和频率相匹配的形式。
图2：直驱型风力发电系统示意图
为了降低电机成本，希望变流器具有能够调节电机内磁场的功能，因此全功率四象限变流器就成为了直驱型风机变流器的首选。
2.2. 直驱型风机之优点及和双馈机型的异同
和双馈型风力发电机组相比，直驱型机组有如下特点：
优点包括：
省略了齿轮箱，机械系统大为简化，机械可靠性显著提高。
在发电机和电网之间采用了完全可控的全功率变流器进行功率转换，在电网侧能够自由的实现各种功能，如低电压穿越、动态无功补偿，甚至有限的谐波补偿能力。
在接入网性能方面，直驱型机组具有无以伦比的优势。
由于少了齿轮箱等传动机构，且没有附加的励磁损耗，风机整体效率较双馈机组高，理论值为3%，在吉林、内蒙多个风况相同现场的实际差异则远高于此数值。
由于没有齿轮箱、碳刷等机构，机组需要定期维护的器件数量大大降低，长期维护成本较低。
由于直驱发电机的特点，使得直驱风机在低速时切入速度小于双馈机组，从而使整机的发电量和发电效率提高。
缺点是：
由于采用了低速电机，电机尺寸庞大，整体重量和成本较双馈机组更高。
吊装、安装等成本也有所上升。
由于必须使用全功率变流器，在这一个部件上的成本也要高出50%。
相应的，变流器故障率也较双馈型机组更高。
目前，金风公司1.5MW直驱型机组已经在新疆、内蒙、渤海湾等多个现场运行了两年以上，其可利用率不断上升，发电量高、易于维护等优点也逐渐为各个业主所认可。
3. SWITCH变流器的原理和特点
3.1. 基本参数
额定电压：690V
额定功率：1600kW
每绕组额定电流：620A
额定频率：13.7Hz
功率因数：1.0
额定电压：690V
额定频率：50/60Hz
额定电流：1320A
功率因数：0.95。
等效年工作时间：3500小时。
环境参数：
运行环境温度：-40～+40摄氏度
储存环境温度：-50～+50摄氏度
运行湿度：<90%
3.2. 拓扑结构
图3：switch变流器一次系统图
从上图中可见，SWITCH变流器主要由网侧逆变单元1U1，电机侧逆变单元2U1, 3U1和制动单元4U1组成。
每个模块的设计原理均相同，在结构和关键器件选型上有所差别。
这样在保证了较低成本的同时提高了生产的一致性，降低了产业化的难度。
为了保护电机绝缘，在电机侧逆变单元出口处还设置了dudt滤波器。
3.3. 控制及保护原理
和大多数商用四象限变频器一样，switch在控制上采用了分布式控制的方式，也即每个功率模块都能够独立的执行控制、保护、监测等功能，模块之间则通过现场总线连接。
图4：模块间通信拓扑
为了实现控制目标解耦，在网侧逆变单元处采用了以直流电压恒定为目标的控制方式，在电机侧采用了跟踪风机控制器给定转矩的方式。
下图给出了网侧控制逻辑框图：
图5：switch变流器网侧控制框图
除了前面提到的以直流电压恒定为目标控制Iq之外，作为全功率变流器还具有自由调节输出无功电流Id的能力。
变流器可以根据风机给定值发出或吸收无功功率，这对于降低业主风电场投资，改善电压特性具有明显的作用。
目前，金风公司的直驱型风机已在东北某风电场实现了无功功率补偿功能，根据目前数据，该风电场66kV高压侧的功率因数达到了1。
3.4. 结构和冷却
SWITCH变流器采用了水冷冷却方式，这种方式能够大大缩小变流器体积和重量，为吊装和维护提供方便。
变流器大部分热量，包括IGBT发热都将由循环水带走。
变流器内除了IGBT之外还有其他发热体，这部分热量通过柜内通风循环最终由水带走，见下图：
图6：SWITCH变流器散热方式图
在柜体中部有数个水-风热交换器，其他发热体所产生的热量通过热交换器被水带走。
实际测试的结果表明，在满负荷的工况下，柜内空气温度与环境温度差在5摄氏度左右。
3.5. 后台监控（NCDRIVE）
为了方便现场应用, SWITCH变流器给用户配置了后台监控软件NCDRIVE。
这是一个可以全面监控变流器的工具，用它不但可以实现简单的参数调整，还能够在现场实时监测变流器的工作状况，相当于一个便携的示波器；此外其附带的故障记录功能还可以在出现问题时帮助我们快速的找到问题的根源。
图7：NCDRIVE的监控窗口
图8：NCDRIVE 故障记录窗口
具备了以上特性，SWITCH变流器能够基本适应直驱型风机对变流器的需求。
以下介绍SWITCH变流器在风机行业一个关键的问题上的表现：
4. 低电压穿越功能
根据E-ON的要求，风机必须实现低电压穿越功能，才能符合接入电网的条件。
也即当风机并网点电压跌落水平高于图中实线范围时，要求风机不脱网，甚至以满电流发出无功功率以支撑系统电压。
图9：低电压穿越要求曲线
一直以来对于低电压穿越功能的实用型都存在争议。
但随着风机在不同电网条件环境下的应用，人们都开始意识到：风资源良好的地方，往往都处于电网末梢，其短路容量较低，在出现短路故障或有大电机负荷启动的时候，系统电压降低经常发生。
不能实现低电压穿越功能的机组，或者选择停机等待电网稳定，或者必须承受一次又一次的紧急停机——而这样的冲击对于桨叶、轴承等机械元件的可靠性都是不利的。
同时，在风电装机比例较高地区的电网上，在高风速期间，由于输电网故障引起的大量风电切除会导致系统浪流的大幅变化，甚至可能引起大面积的停电，造成频率稳定性的波动，从而影响整体电网的性能。
因此低电压穿越功能具有突出的现实意义，对于提高风机的长期可靠性和短期可利用率都是有益的。
作为直驱型风机变流器，SWITCH变流器具有良好的低电压穿越能力，下图为实际测试中的电流波形：
图10：SWITCH变流器三相低电压穿越试验波形
对于现场出现几率更高的单相低电压穿越，最近的试验表明SWITCH变流器也能够顺利的通过，关于此内容将另行撰文叙述。
5. 结论
直驱型风机在电网接入性能，机械系统可靠性、整机效率等方面对双馈型风机具有显著优势，在成本得到有效控制后，将会全面超越双馈型风机。
SWITCH变流器是一种四象限变频器，通过采用分布式控制，模块化功率单元设计，在保证较低成本的同时提高了生产的一致性，降低了产业化的难度。
高效的柜内散热能力，紧凑的柜体外形，方便灵活的实用工具，让SWITCH变流器对风机环境具有较好的适应能力。
低电压穿越功能对于风电场业主而言在短期的机组可利用率，和长期的机械系统可靠性两方面具有重要意义。
风机系统中的实践证明，SWITCH变流器具有良好的低电压穿越能力。
参考文献：
1. Rorbert Hennchen. .Comparison between Double Feed Asynchronues Generator and Synchronues Generator for Use in Wind Turbines[Z]. 2005.
2. The Switch公司，产品说明。