风电机组低电压穿越能力一致性评估方法
风电机组低电压穿越能力一致性 评估方法（暂行）
国家风电技术与检测研究中心
2011年11月
目录
1 概述 (1)
2 评估流程 (1)
3 书面材料 (2)
4 现场检查 (3)
4.1 工厂检查 (4)
4.2 风电场检查 (4)
5 平台测试 (4)
5.1 变桨系统平台测试 (4)
5.2 发电机平台测试 (7)
6 模型仿真 (8)
7 其他情况 (9)
8 评估报告及证书 (9)
1 概述
本文件将同一制造商生产的基于相同的类型、设计和容量等级，仅零部件配置不同的风电机组，视为是同系列风电机组。
为了简化同系列风电机组并网检测，按照关键零部件对各项检测内容的影响程度，将风电机组并网检测分为现场测试和评估两种方式，如表 1所示。
表 1 风电机组并网检测与评估
①电能质量 ②功率调节 ③低电压穿越 ④电网适应性
1.主控制系统 测试 测试 测试 测试
2.变流器 测试 测试 测试 测试
3.发电机 测试 测试 评估 评估
4.叶片 测试 评估 评估 评估
5.变桨系统 评估 评估 评估 评估
本文件规定了某一型号风电机组通过低电压穿越特性检测后，在容量不变或降容使用的情况下，同系列其他型号的风电机组，即风电机组在主控制系统和变流器不变的情况下发电机、变桨系统、叶片中任一变化后的低电压穿越性能评估方法和流程。
除表1中所列部件之外的零部件发生变化的，不需要进行测试和评估确定低电压穿越特性。
2 评估流程
同系列风电机组中的某一机型通过低电压穿越特性检测且满足标准要求后，可以通过提供书面材料、现场检查、平台测试、模型仿真的方式，对其他机型的低电压穿越特性进行评估。同系列风电机组低电压穿越特性评估证书出具的完整流程如图 1所示。流程通过后，可以申请评估机构出具的最终评估报告及证书。
图 1 评估流程
3 书面材料
风电机组制造商提供基于仿真和理论分析的文件，用于证明发电机、变桨系统或叶片的改变不会影响低电压穿越性能，需要提供的书面材料原则上应包括以下内容：
1)风电机组低电压穿越测试报告；
2)风电机组参数；
3)更换部件的不同点及作用：描述各种机型发电机、变桨系统和叶片的不
同点，如发电机等值电路及参数、叶片翼型、长度等，并从技术角度解
释部件改变对低电压穿越性能的影响；
4)部件更换后对主控和变流器控制的影响：低电压穿越过程中主控、变桨
和变流器的主要控制及配合逻辑；
5)风电机组电气接线图；
6)其他具有不同参数的部件：提供文件说明不同点，并提供分析报告证明
这些改进/变化不会影响到低电压穿越特性；
7)仿真模型（能够用于低电压穿越仿真的模型）及说明文档：要求仿真模
型的低电压穿越特性应与实际测试的机型具有相同的特性，模型参数应
该可以改变，通过改变这些参数校验同系列风电机组的低电压穿越特性；
说明文档包括对模型的仿真说明和参数设置说明等。
表 2所示为书面材料汇总表，根据更换部件的不同提供的书面材料有所差异。表 2中“√”为必要项，“×”为可选项。评估机构在收到制造商提供的材料后，逐项检查材料是否齐全、是否满足要求，必要时可通过邮件、传真等书面方式进行技术交流确认材料的合适性，并做好记录。
表 2 书面材料汇总表
4 现场检查
现场检查的目的是核实实际机组与文件提供的机组具有相同的结构配置，并确认同系列风电机组中各个机型之间的差别。现场检查的形式为工厂检查或风电场检查，或根据实际情况采用工厂检查加上风电场检查相结合的方式。
4.1 工厂检查
工厂检查的目的是确认生产过程中同系列各机型生产、组装工序是否按照相同的流程进行，以及参数铭牌是否与提供的材料一致。主要检查的内容包括：
1)组装工厂生产流程检查；
2)同系列各机型成品机舱、试验记录及各主要部件的参数记录及铭牌检查。
4.2 风电场检查
风电场检查的目的是确认同系列特定机型参数铭牌是否与提供的材料一致。主要检查部件参数铭牌信息，并与提供的材料比较。
现场检查完成之后，风电机组并网检测机构整理现场搜集到的材料和文本资料，形成特定格式的工作记录，明确标注参数等重要信息，并与提供的材料比较得出同系列机组一致性/差异性的结论，用于低电压穿越特性评估。
5 平台测试
5.1 变桨系统平台测试
变桨系统平台测试用于变桨系统和/或叶片更换后的测试评估。按照变桨系统的类型，将变桨系统的平台测试分为液压变桨系统平台测试和电动变桨系统平台测试。
5.1.1 液压变桨系统平台测试
液压变桨系统由液压变桨执行机构和液压变桨控制系统组成。此平台测试包含液压系统执行机构平台测试和对应电气系统平台测试。
5.1.1.1 液压变桨系统执行机构平台测试
液压变桨系统由作为执行机构的液压缸，控制液压动力的控制阀块，液压储能的蓄能器，提供液压能源和滤清的液压站，以及使它们相互连接的旋转连接器，液压软管，液压管，分流阀块等组成。
单缸连杆式变桨系统使用一个液压缸杆连接所有变桨推杆；独立变桨系统的每个叶片有独立的液压执行机构（每个液压缸悬挂于轮毂，通过液压推杆和悬臂
机构施加转动叶片的转矩）。
1.测试目的
通过模拟控制系统断电时液压变桨系统的动作情况，检验液压变桨系统是否能达到设计功能参数。
2.测试方法
在正常情况下变桨，记录变桨角度和液压动力下降曲线，以此为参照。在控制系统断电周期和恢复时间段检验变桨系统全动作范围区间内的变桨功能。液压系统需要完全满足变桨设计功能（变桨位置角度，压降）。
3.测试步骤
1）液压系统上电至正常工作状态；
2）测试全变桨功能，从设定角度到90度，记录液压系统压降；
3）从设定角度开始变桨1秒后，控制系统掉电，3秒后恢复控制系统供电；
记录变桨角度和液压系统轮毂蓄能器端液压压力下降曲线。
4.评判标准
液压系统在给定测试环境中满足设计功能性要求。
5.1.1.2 变桨系统中电气控制器的故障测试
变桨系统中电气控制模块接收主控PLC给定输入，输出控制信号给变桨控制电磁阀。系统掉电时，电气控制模块应由UPS或其他备用电源继续供电，正常执行控制功能。
1.测试目的
本测试旨在检验变桨系统中的电气控制器在低电压穿越时，仍然能够从UPS 或其他备用电源得到正常工作所需的足够电能，并能正常输出与主控PLC要求一致的变桨动作指令。
2.测试方法
测试方法采用故障测试法。其具体方法为：系统正常运行一段时间后，人为制造3相和2相主电路失电状况，3秒后再恢复正常供电。整个过程中，变桨系统应能按照主控PLC发出的变桨位置命令执行正常的变桨动作。
3.测试步骤
1）测试系统上电；
2）加载至稳态，记录变桨系统输入、输出信号；
3）故障测试。分别将3相及2相电压掉电3秒并恢复。分别记录如下波形：
a. 电网供电电压；
b.变桨系统中电气控制器的电源电压；
c.变桨控制器
的输入信号；d.变桨控制器的输出信号。
4.评判标准
电网掉电前后，变桨控制器输出的信号相同，变桨功能执行正常。
5.1.2 电动变桨系统平台测试
电动变桨系统平台测试包括变桨系统的驱动力和故障穿越能力测试。
1.测试目的
变桨系统的驱动力测试旨在确定变桨系统的驱动能力能覆盖所有对应使用的叶片的变桨力矩；变桨系统的故障穿越能力测试旨在是检验变桨系统在低电压穿越时，仍然能够按照主控PLC发出的变桨位置命令执行正常的变桨命令，即在电网故障的情况下，变桨系统仍然能够正常工作，不会由于电网故障导致变桨系统影响风电机组的低电压穿越特性。
2.测试方法
测试方法采用稳态测试和故障测试相结合的方法。稳态测试时系统供电正常；故障测试采用变桨系统零电压穿越测试方法，具体做法是：设定转矩载荷，测试输入的电压信号和输出的桨叶角度和速度信号，正常运行一段时间后，人为制造
3相和2相主电失电3秒后恢复正常供电。整个过程中，变桨系统应能按照主控PLC发出的变桨位置命令执行正常的变桨动作。
3.测试步骤
1)测试系统上电；
2)设定主控控制命令及模拟叶片的负载转矩，不同的叶片应设定不同的负
载转矩，可按照认证机型最长叶片负载转矩设定负载转矩；
3)稳态测试：通过加载系统给变桨系统提供额定转矩，给定转速/位置指
令，计算加速时间（从给定指令开始到达到目标速度的时间）、定位精
度（给定位置值与定位完成后实际位置值之差）和转速误差（给定转速
与实际稳定转速的差值）；
4)故障测试（测试故障下的持续运行能力）：
z通过加载系统给变桨系统至少提供1.5倍额定转矩，测试包括快速、慢速、正转、反转，控制接触器断开3相电网电压3秒后闭合，同步记录
电压跌落波形和转速/位置波形；
z通过加载系统给变桨系统至少提供1.5倍额定转矩，测试包括快速、慢速、正转、反转，控制接触器断开2相电网电压3秒后闭合，同步记录
电压跌落波形和转速/位置波形。
4.评判标准
正常供电时，变桨系统满足设计功能性要求；电网失电前后，变桨系统输出的信号正确，变桨系统功能执行正常。
5.1.3 其他材料
提供必要的论证材料，说明所有的测试/测量符合测试要求，以及证明严密性的其他材料，包括：
1)测试平台描述；
2)测试/测量设备的校准证书/报告，即：转矩、电压测量的传感器及数据
采集仪的校准证书，以及转速和角度测量的编码器说明书及合格证。 5.1.4 其他情况
可以不进行变桨平台测试的情况包括：
1)主控制系统和叶片不变的情况下，不同型号变桨系统已在同系列2种及
以上机型的低电压穿越现场测试通过，则对于已测试的机型中各变桨系
统可互换使用；提供每个机型的完整测试报告（包含风速、桨距角、转
速信息），不需要单独对变桨系统进行测试；
2)如果具有较大惯量叶片的风电机组通过了低电压穿越测试且变桨系统
一致，其同系列具有较小惯量叶片的机型无需再进行变桨系统平台测试。
5.2 发电机平台测试
5.2.1 测试目的
发电机平台测试用于发电机更换后的测试评估。采用相同的变流器仅发电机不同时，通过发电机平台测试确定发电机的更换对同系列风电机组低电压穿越特性的影响。根据测试数据的处理，综合分析各种发电机在特定变流器控制下的一
致性。
5.2.2 测试方法
采用稳态转矩特性评估的方法确定不同发电机对变流器控制的响应情况。即在转速一定的情况下，使用不同的发电机和同一种变流器，给定转矩指令，测试实际转矩调整到目标转矩值的响应时间、调节时间和稳态误差。实际测试时根据不同发电机测试的响应值之间偏差确定发电机‐变流器系统的特性一致性。
5.2.3 其他材料
1)平台的描述；
2)测试/测量设备的校准证书/报告，即：电压、电流及数据采集仪的校准
证书，以及转速测量的编码器说明书及合格证。
5.2.4 其他情况
1)其他不变，发电机降容使用时，不需要进行发电机系统测试，需要提供
技术文件说明如何实现降容运行，包括硬件变化和主控制系统、变流器
的控制软件参数的变化；
2)如果发电机等效参数不发生变化，只有部分电气参数发生变化，不需进
行平台测试，但需要提供一致性说明材料及电气仿真模型；
3)对于通过全功率变流器并网的风电机组，由于变流器将发电机与电网解
耦，在低电压穿越过程中，机侧控制策略不发生变化，不需要单独针对
发电机进行评估验证，但需要提供说明材料及电气仿真模型。
6 模型仿真
通过电气模型的仿真，校验同系列机组的软件一致性，进一步确认第3节提供文件的真实性。更换发电机或叶片时应进行模型仿真。
对电气模型的仿真验证的步骤如下：
1)提供与实际测试具有相同低电压穿越特性的电气仿真模型；
2)验证提供的模型仿真结果与现场测试特性是否一致；
3)对满足要求的模型，改变模型参数后进行同系列其他机型的仿真。
7 其他情况
本方法未明确规定的部分，评估机构可根据实际情况适当调整评估材料和评
估步骤。
8 评估报告及证书
核查以上所有检查项目，对同系列风电机组出具低电压穿越评估报告及证书。
风电机组功率特性评估
风电机组功率特性评估 作者:国能日新 一、概念和意义 风电机组功率特性评估是指对已经投产运行的风力发电机组的设计目标进行的系统、客观的分析和评价。通过对机组实际运行状况的检查总结和分析评价，确定是否达到预期目标。 风电机组功率特性评估工作对风电场的建设和发展有着重要的意义。目前风电场存在设计发电量与实际发电量不符的情况。国能日新公司风电场风电机组后评估解决方案通过对风电机组实发功率特性的测试和评估，深入了解风电场设计效益与实际效益之间的差异，找出风电场设计、管理或风电机组自身存在的一些问题，给风电场科学运营以及未来风电场风电机组选型提供有力依据。 二、执行流程 1、数据收集和分析 （1）数据收集 风电机组功率特性评估需收集风电场监控系统中记录的所有风机运行发电数据、现场测风塔数据、当地气候数据以及风电机组的技术文档等资料。 （2）数据分析 检查测风塔原始数据，对其进行完整性和合理性分析，检验出缺测和不合理数据，经过数据净化、再分析处理，整理出一套连续一年完整的逐小时测风数据，进而与风电机组数据进行相关性对比分析。 2、风资源评估 利用风电场并网运行以后的风能资源数据，进行风电场风能要素分析，并与风电场前期可研阶段的数据进行对比分析，总结评估经验，为后期项目开发建设提供支持。 风能要素包括：风速、风向、风功率、空气密度等。 3、功率特性分析 （1）数据净化
在实际发电过程中，风电机组可能人为停机、故障、或者采集缺失、数据错误，因此必须对风电机组的原始数据进行合理性检验和数据净化。通过数据的合理性检验，可以得到基本有效和完整的发电数据，而数据净化可以保证所采集的数据都是可以用于风电机组性能评估的有效发电数据。 （2）数据处理 由于测风塔数据和风机数据记录方式、时标不同的原因，需要依据最大相似度的原则使二者的时间坐标保持一致。此处，将采用最先进的粒子群优化算法对时标进行寻优。保证二者时间坐标的完美统一。 （3）相关性分析 通过上述数据净化及数据处理，再把测风塔数据合理的映射到风机的坐标位置。按照最大相关度方法，对数据进行线性和非线性回归分析，进而得到每台风电机组实际的风资源数据序列，通过与每台机组发电数据在时间轴上对齐，便可得出与风机功率特性曲线极为相近的图形。 （4）曲线生成 通过上述分析和处理获得原始图形。为得到机组的实测功率曲线，必须在原始图形的基础上进行最终的曲线拟合，获得一条完整的功率特性曲线，即体现风电机组实际出力能力的功率特性曲线图。 三、案例分析 1、中广核云南楚雄牟定大尖峰风电场功率特性评估 云南省楚雄州牟定大尖峰风电场位于云南省楚雄州牟定县西南部山地，高程2100~2500m，属于高山地形。现安装33台单机容量为1.5MW的风力发电机组，总装机容量49.5MW。 2、武汉凯迪平陆凯迪风口风电场功率特性评估 武汉凯迪平陆风口风电场一期36台风电机组功率曲线性能测试工程，包括武汉国测诺德10台1.0MW机组和东汽26台1.5MW机组，装机容量为49MW。 通过对风场风电机组实际运行数据进行采集、净化、相关性及数据处理，最终完成全场风能资源综合分析、风电机组可利用率分析、风电机组可靠性及发电量分析，并根据分析结果对风场未来运营提供建议信息。（技术支持：北京国能日新系统控制技术有限公司）
变频器低电压穿越能力
低电压穿越能力 低电压穿越能力（Low voltage ride through capability），就是指风力发电机的端电压 降低到一定值的情况下不脱离电网而继续维持运行,甚至还可为系统提供一定无功以帮助系 统恢复电压的能力。具有低电压穿越能力的风力发电机可躲过保护动作时间,故障切除后恢 复正常运行。这可大大减少风电机组在故障时反复并网次数,减少对电网的冲击。 具有低电压穿越能力可保证风电机组在电网故障电压降低的情况下 , 尽最大可能与电网连接 ,保持发电运行能力，减少电网波动。一般 230 kV 或更高电压等级线路的故障，在 6 个周波(120 ms)内被切除 ,电压恢复到正常水平的 15 %需要 100 ms ,恢复到正常水平的 75 %或者更高水平则需要1 s ，LVRT功能是要风电机组在故障电压短时间消失期间 ,保持持续运行的能力 ,如此后电压仍处在低压 ,风电机组将被低压保护装置切除。 低电压穿越能力的具体实现方式 目前实现低电压穿越能力的方案一般有三种：1).采用了转子短路保护技术，2).引入新型拓扑结构，3）.采用合理的励磁控制算法。 1、转子短路保护技术（crowbar电路） 这是目前一些风电制造商采用得较多的方法，其在发电机转子侧装有crowbar电路，为转子侧电路提供旁路，在检测到电网系统故障出现电压跌落时，闭锁双馈感应发电机励磁变流器，同时投入转子回路的旁路（释能 电阻）保护装置,达到限制通过励磁变流器的电流和转子绕组过电压的作用，以此来维持发电机不脱网运行（此时双馈感应发电机按感应电动机方式运行）。 2、新型拓扑结构包括以下几种：1).新型旁路系统 2).并联连接网侧 变流器 3).串联连接网侧变流器 3、采用新的励磁控制策略 从制造成本的角度出发，最佳的办法是不改变系统硬件结构，而是通 过修改控制策略来达到相同的低电压穿越效果：在电网故障时，使发电机 能安全度越故障，同时变流器继续维持在安全工作状态。
电厂变频器低电压穿越改造方案
****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。
风电项目信贷评审要点及风险防控措施
核心提示：风能具有蕴藏量大、可再生、分布广、无污染等特性，风力发电是当前技术最成熟、适用范围最广的可再生能源产业，近十年来在全球范围内得到迅猛发展，装机容量年均增速达30%。 一、我国风电行业发展现状及产业调整背景 风能具有蕴藏量大、可再生、分布广、无污染等特性，风力发电是当前技术最成熟、适用范围最广的可再生能源产业，近十年来在全球范围内得到迅猛发展，装机容量年均增速达30%。中国风能资源丰富、开发潜力巨大，政府从改善能源结构、应对气候变化、促进经济社会发展等角度出发，通过颁布《可再生能源法》及出台一系列产业政策推动风电行业发展，取得了显著成果。自2005年起，中国风电总装机连续5年实现翻番;2010年，中国全年风电新增装机达1600万千瓦，累计装机容量达到4183万千瓦，首次超过美国，跃居世界第一;2012年，中国全年风电新增装机1405万千瓦，累计装机容量达到7641万千瓦，超越核电成为继煤电、水电之后的我国第三大电源。然而，在我国风电行业经历多年的爆发式增长后，盲目投资、无序建设所引发的问题也日渐显现。就电源类项目而言，风电机组法并网的现象不断加剧，全国范围内限电弃风达到了前所未有的规模。据统计，2012年风电限电规模达到200亿千瓦时，“弃风”比例超过12%，风电企业由限电弃风造成的损失达50亿元以上。在此格局下，《可再生能源发展十二五规划》对风电产业政策的指导方针由“促发展”转变为“重调整”，政府一方面以行政指令的形式督促各相关方加快落实风电并网和消纳工作，另一方面加强了电源类项目的准入管理。2011年颁布的《风电开发建设管理暂行办法》提出对风电项目建设实行了年度开发计划管理的要求。在政策引导及市场作用下，2012年风电行业增长速度显著减缓，当年新增装机容量较上年降低20%，8年来首次出现增幅下降。随着调控加强、投资放缓，风电行业已进入了产业调整期。 中国投资研究网认为，风电行业长远发展前景仍然看好，现阶段的产业调整尽管在一定程度上减缓了行业扩张速度，但有利于择优汰劣，扭转粗放式增长的格局。从银行的角度而言，无需因噎废食、全面停止风电信贷投放;通过系统的评审和甄别，仍然能够筛选出品质优良的风电项目，在有效防控风险的同时取得稳健的投资回报。 二、风电项目的运作模式与经济特点 (一)资金投入集中在建设期，以风机设备投资为主 风电项目建设期投资规模较大，主要成本包括风机设备费用和风场辅助设施费用两部分。目前全国各地区风电项目的单位千瓦投资在7000—10000元范围内，其中风机设备投资占比约达70%—80%。近年来随着国产风机技术的逐步成熟及同业竞争的日渐加剧，风机设备价格持续下降，其在风电项目总投资中的占比也不断降低。除设备投资外的辅助设施成本在各项目之间差异较大，主要受地质条件、施工难度、征地补偿、接入电网距离等因素的影响。 (二)建设周期较短，建成后运营成本低、成本结构相对简单 风电项目工程技术十分成熟，其建设流程已模式化，故建设周期较短，全项目建设周期通常为1—2年。项目投运后，生产成本主要包括固定资产初始投入折旧、人工成本、维护 检修费用等，组成结构较为简单，在不考虑融资相关财务费用的前提下，运营成本与营业收入相比规模较小。此外由于在生产过程中无原材料、燃料等的消耗，风电项目的运营成本较稳定，受外部市场波动的影响较小。 (三)在确保上网电量的前提下，项目运营收入较为稳定根据我国《可再生能源法》规定，符合要求的风电项目产能由电网全额收购。2009年，发改委在《关于完善风力发电上网电价政策的通知》中明确了四类资源区的标杆上网电价，为风电项目的运营收入水平提供了稳固保障。在确保接入电网的前提下，销
基于调峰约束的风电接纳能力分析
基于调峰约束的风电接纳能力分析 进入21世纪以来,随着能源的日趋枯竭以及环境问题日益突出,能源的可持续性面临巨大挑战,大力发展可再生能源成为人类的必然选择。风力发电是当今世界增长最快的可再生能源发电方式,我国的风力发电近几年得到了迅猛的发展,风电装机容量逐年提高,我国以及欧美许多国家均提出了宏大的风电发展规划目标。 由于风电具有较强的随机性和波动性,大规模风电并网会对电力系统的安全、稳定运行以及电能质量带来严峻挑战,从而限制风力发电的发展规模。我国电源结构以燃煤火电为主,调峰电源较为匮乏。 风电大规模并网加剧了匮乏程度,使调峰问题凸显。风电装机容量快速增长与调峰问题引起的风电接入困难的矛盾越来越严重。 如何有效评估未来电网的风电接纳能力已成为宏观决策部门和风电企业都 非常关心的问题。为了量化分析大规模风电对电网调峰影响,建立一种以调峰能力为约束的风电接纳能力计算方法,本文主要研究工作如下：(1)风电功率波动特性分析。 风电特性统计分析是风电并网研究的基础工作。首先,根据我国国内某地区的实测电网数据对基于NASA地球观测数据库的区域风电功率计算分析方法进行验证。 然后,对烟台电网几个主要的风电装机地区的风电功率波动率和风电最大出力的时空分布特性进行分析。最后,对地区电网风电功率的汇聚效应进行统计分析,为电网规划风电提供科学依据。 (2)研究地区电网风电接入对电网的备用需求和调峰能力的影响。为了定量
研究风电并网对电力系统的可靠性和备用配置影响,本文基于全概率公式给出了一种风电并网后的电力系统备用计算模型。 在充分考虑负荷预测误差、机组随机故障、风电功率预测误差的前提下,为含不同风电入网容量的电力系统调度提供了备用量化指标。在此基础上,以RTS-96测试系统为例,验证了本文所提方法的可行性,计算了风电接入前后系统所需备用容量的变化。 (3)给出了基于电网调峰约束的风电接纳能力计算方法,分析了调峰能力对风电接纳能力的影响。分析了山东电网电源的调峰特性,以此为依据计算山东电网2012年不同季节典型日的风电接纳能力。 研究了风电与抽水蓄能电站协调运行及联络线功率调整参与调峰对风电的接纳能力的影响。最后,考虑风电功率的汇聚效应以后,给出山东电网2012年电网接纳风电能力。
调峰裕度--风电接纳能力
对于含风电场的电力系统而言，在以下两种运行方式下风电场的并网运行对系统运行的调峰能力冲击最大，只要在这两种运行方式下能够保证系统稳定，就可以保证系统在其他运行方式下也能稳定运行。1 1）系统负荷最大在这种情况下，系统热备用较少如果在很短的时间内风速由额定值减小至零风速，则风电场的有功功率会在短时间内由最大输出功率降为零；如果此时热备用发电容量较少，有功缺额将使电网调峰困难。 2）系统负荷最小在这种情况下，风速如果在很短时间内由零风速增至额定风速，风电场的有功功率将会在短时间内由零增加到最大输出功率，其反调峰特性将对系统的调峰产生较大影响。 备用容量包括：负荷备用容量为最大发电负荷的2%--5% ，低值适用于大系统，高值适用于小系统（根据陕西调度运行方式一般取经验值3% ）事故备用容量为最大发电负荷的左右，但不小于系统1台最大机组的容量。 备用容量知识： 一、作用及分类 电力系统之所以需要备用容量，主要是由于电力工业生产的特点和用户用电的不均衡性所决定的。电能的生产，输送和消费几乎同时进行，电能又不能大量储存，而用户的用电又具有随机性和不均衡性特点，因此，为了保证电力系统安全，可靠，连续地发供电，则必须设置足够的备用容量。装机容量必须大于最大负荷的要求，两者的差额称为备用容量。 用途：(1) 负荷备用。具体又分周波备用和负载备用，用于满足电力系统由于负荷突然变动的调频需要，以保证系统的正常周波的周波备用；用于补偿一些预计不到的负荷需求的负载备用。 (2) 检修备用。为保证电力系统正常设备的运行效率和提高设备的使用寿命，设置检修备用是必不可少的。检修备用是用于满足设备定期计划检修的容量设置。 (3) 事故备用。用于替代发生事故的机组出力，承担系统的事故负荷备用。事故备用是保证系统稳定和保证系统重要用户供电可靠性的需要。 按状态： (1) 热备用。又称旋转备用，指运转中的机组可发最大功率与最大负荷的差额，其表现为部分机组空载或欠载运行的容量之和。 (2) 冷备用。属于等待调用未运转的机组可发容量。 在发展规划设计中,主要考虑冷备用问题。 电力系统的备用率为 (3-1) 式中K ——电力系统的备用率； N y——电力系统的装机容量(kw) ； P m——电力系统的最大负荷(kw) 。 其中备用率K 的大小确定与系统规模,用电结构,电压等级等因素有关。 关于备用容量的确定方法。合理确定各种备用容量，应从可靠性与经济性两个方面进行分析和论证。但目前经常所使用的方法还属于一种经验估计方法，在我国的《电力系统设计技术规程》中规定，各种备用容量的确定是按占系统最大负荷的一定百分比来估算。 二、周波和负荷备用
低电压穿越
低电压穿越：当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在电压跌落的范围内，风电机组能够不间断并网运行。 低电压穿越 英文:Low voltage ride through 缩写: LVRT 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 低电压穿越 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)。LVRT是对并网风机在电网出现电压跌落时仍保持并网的一种特定的运行功能要求。不同国家(和地区)所
基本要求 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。 风电场低电压穿越要求 右图为对风电场的低电压穿越要求。 a) 风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保证不脱网连续运行625ms的能力； b) 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，风电场内的风电机组能够保证不脱网连续运行。 不同故障类型的考核要求 对于电网发生不同类型故障的情况，对风电场低电压穿越的要求如下： a) 当电网发生三相短路故障引起并网点电压跌落时，风电场并网点各线电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证不脱网连续运行；风电场并网点任意线电压低于或部分低于图中电压轮廓线时，场内风电机组允许从电网切出。 b) 当电网发生两相短路故障引起并网点电压跌落时，风电场并网点各线电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证不脱网连续运行；风电场并网点任意线电压低于或部分低于图中电压轮廓线时，场内风电机组允许从电网切出。 c) 当电网发生单相接地短路故障引起并网点电压跌落时，风电场并网点各相电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证
低电压穿越技术规范书
低电压穿越技术规范书 1 总则 1.1低电压穿越技术规范书适用于光伏发电站并网验收、风电场接入并网验收、光伏逆变器型 式试验、风力发电机组的低电压穿越检测平台，包括主要设备及其辅助设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2低电压穿越技术规范书要求该检测平台能够同时满足现场安装在风电场的单台风电机组低 电压穿越能力检测，满足光伏发电站并网接入验收的低电压穿越能力检测，满足光伏逆变器与风电发电机组的型式试验的低电压穿越试验检测。 1.3低电压穿越技术规范书所提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节做出规定,也 未充分引述有关标准和规范的条文。供方应保证提供符合本规范书和工业标准的优质产品。 2 低电压穿越技术使用条件 2.1低电压穿越技术环境条件 a) 户外环境温度要求：－40℃~ 50℃； b) 户外环境湿度要求：0~90% ； c) 海拔高度：0~2000米（如果超过2000米，需要提前说明）。 2.2安装方式：标准海运集装箱内固定式安装。 2.3储存条件 a）环境温度－50℃～50℃； b）相对湿度0～95% 。 2.4低电压穿越技术工作条件 a) 环境温度－40 oC～40oC； b) 相对湿度10%～90%，无凝露。 2.5低电压穿越技术电力系统条件 a) 电网电压最高额定值为35kV，电压运行范围为31.5kV~40.5kV；同时也可以同时满足 10kV\20kV电网电压的试验检测。 b) 电网频率允许范围：48~52Hz；
c) 电网三相电压不平衡度：<= 4%； d) 电网电压总谐波畸变率：<= 5%。 2.6负载条件 负载包括直驱或双馈式等风力发电机组，其总容量不大于6.0MVA。其控制和操作需要满足国家关于风电机组电电压穿越测试与光伏发电站的相关测试规程技术要求。 本检测平台能够同时满足同等条件下光伏电站或光伏逆变器的低电压穿越能力测试。 2.7接地电阻：<=5Ω。 3低电压穿越技术检测平台的技术要求 3.1 结构及原理要求 根据模拟实际电网短路故障的要求，测试系统须采用阻抗分压方式，原理如下图1所示(以实际为准)。测试系统串联接入风电机组出口变压器高压侧(35kV、20 kV、10 kV侧)。 图1 低电压穿越技术测试系统原理图 3.2 测试系统功能要求 （1）整体要求 ?测试系统紧凑式安装； ?任何测试引起的测试系统电网侧电压波动均小于5%Un； ?测试接入系统电压等级：适用于35kV系统，如果需要可考虑兼容10kV系统；
风电项目节能评估
风电项目节能评估 风电项目从前期立塔、圈地、风资源评估、规划，到后续预可、可研报告编制，再到编制完成后各项支持性文件的办理、审批，项目核准，直至施工图设计、开工建设，需要经历不短的时间。各地区对支持性文件的要求有所区别，但随时国家对于节约能源的逐步重视，各地区均要求开发商开展风电项目的节能评估工作，那么，节能评估工作该如何开展？ 一、要求 根据《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》（以下简称《能评办法》）要求，需根据能源消费量（当量值），选择编写相应的节能评估文件： 1、节能评估报告书：电力消费量≥500万kWh，或石油消耗量≥1000t，或天然气消耗量≥100万m3，或综合能源消费量≥3000t 标准煤； 2、节能评估报告表：电力消费量≥200万kWh但＜500万kWh，或石油消耗量≥500t但＜1000t，或天然气消耗量≥50万m3但＜100万m3，或综合能源消费量≥1000t标准煤但＜3000t标准煤； 3、节能登记表：电力消费量＜200万，或石油消耗量＜500t，或天然气消耗量＜50万m3，或综合能源消费量＜1000t标准煤； 如需编制节能评估报告书或节能评估报告表，建设单位应委托有
能力的机构进行编制；如需进行节能登记，建设单位可自行填写节能登记表报送备案。 二、编制要点 1、报告的编制思路：①可研阶段的节能措施：从两方面摘录，一方面着重风电本身工艺，另一方面着重降低场用电率；②可研存在的问题；③针对问题提出能评的措施。 2、风电能评项目重点在于分析论述。 3、风电项目常用的对标方法：①标准对照；②类比分析；③专家判断。三者的优先关系为：①＞②＞③。 4、摘要表中重点标出：①可研主要节能措施，根据对降低场用电率贡献大小列出；②可能存在的问题；③能评给出的措施。 5、可研报告中没有写明的设备参数，应由能评单位补全并需在能评报告中补充。 6、能评的范围：风机变频器出口到升压站高压侧。其中，新建项目中开发商投资的范围即是我们评估的范围；扩建项目则对新增设备的节能方案进行评估、对与前期共用设备进行分摊完成能耗计算。 7、能评是核准的前置性意见，可研报告应尊重能评意见，而能评单位需要站在第三方的角度进行客观评估。 8、能评是服务于业主的过程，不单要对可研提出改进措施，可研中没有深化的部分，能评要进行深化与细化。
低电压穿越性能论文
浅谈风电场涉网性能 ——低电压穿越性能 编制：韩树才 项目：中宁天润项目 提交时间：2014-12-24 部门：宁夏事业部
摘要 随着风力发电技术的迅速发展和其装机容量的不断增大，风力发电技术面临着提高电能质量和电网稳定性的严峻挑战。当电网发生故障导致电压跌落时，若风电机组不具备低电压穿越能力将会从电网切除，风电机组的大面积切机不仅将对电网稳定性造成巨大影响，而且还会对风机本身产生影响，因此风电机组具备较高的低电压穿越能力很重要。 关键词：风电场；电流保护；低电压穿越；集电线 目录
摘要 (2) 一、风电场低电压穿越简述 (3) （一）风电场低电压穿越能力基本概念 (4) （二）风电场低电压穿越能力评估 (4) （三）风电场低电压穿越面临的问题 (5) 二、风电场机组配置及特性改进 (8) （一）风电场电气结构保护配置 (8) 三结束语 (9) 参考文献 (10) 一、风电场低电压穿越简述
（一）风电场低电压穿越能力基本概念 大容量风电场并网必须具备一定的低电压穿越能力（英文缩写 LVRT），在电网故障等紧急情况下提供一定的电压和无功支撑。如出现过电压、过电流或转速上升等，严重危害风机本身及其控制系的安全运行；当电压无法恢复时，风电机组将会实施被动式自我保护解列，从电网中切除，从而更大地增加整个系统的恢复难度，甚至可能加剧故障，最终导致整个电网瘫痪。因此必须采取有效的低电压穿越措施，以维护风场电网的稳定和提高电能传输效率。低电压穿越能力主要体现在两个关键指标上：电压跌落幅值和持续时间。 电压跌落幅值：电网中严重的电压跌落基本上都是由系统故障引起的，继电保护将检测电压跌落的幅值并判断是否动作跳闸，直接决定电压跌落的持续时间，从而影响对并网风电场的低电压穿越能力要求如果能有效地辨识风电场并网处母线电压跌落的危害程度，自适应调整故障间隔的保护控制策略，将有效地整体降低健全间隔上风电机组感受到的电压跌落持续时间，从而提高风电场低电压穿越能力； 持续时间：利用电容器的瞬间对大电感放电当电流达到峰值时，使电流延续通过，从而达到较长的放电时间，风机能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时段，提高风电场的整体平稳运行能力。 因此，有必要将风电场低电压穿越能力规范要求引入到继电保护的动作特性中，研究改进风电场集电线路继电保护的动作特性，降低对并网风电机组拖网风险。（二）风电场低电压穿越能力评估 国家电网公司于2009年颁布《风电场接入电网技术规定》，规定风电场低电压穿越要求如图1所示，其关键点为：并网点电压跌落至额定电压的20％时，风电机组必须保持运行0.625ｓ；当并网点电压为额定电压的90％时，风电机组应稳定运行。考虑到风电机组输出功率的非突变性，将图１所示的低电压穿越能力规范反映到风电机组中，表现为低电压运行状态下的风电机组大电流输出能力要求，以维持风电机组输入、输出功率的平衡。
风电供热提高低谷风电消纳能力评估
风电供热提高低谷风电消纳能力评估 聂国坚 内蒙古粤电蒙华新能源有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010000 摘要：目前我国风电并网容量位居世界第一。风电出力的波动性和间歇性使得大规模风电并网要求电力系统留有足够的备用和调峰电源，因此未来电网面临着风电消纳、接入方式及送出通道等方面的挑战。结合案例，就风电供热提高低谷风电消纳能力进行了相关探究。 关键词：风电供热；低谷风电；消纳能力；评估 中图分类号：TU995；TM614 文献标识码：A 文章编号：1671-5799（2016）26-0170-02 风力发电是目前可规模化开发且大规模并入电网的新能源发电方式。近年来，我国风电并网装机年平均增长速度高达75%，风电的发电量年平均增速为80%。2014年底，我国的风电装机9637万kW，占总体发电装机容量的7%，占全球风电装机的27%；上网电量1534亿kW×h，占总发电量的2.78%。根据国家新能源规划，2015年和2020年风电装机容量将分别达到1亿kW和2亿kW，“三北”地区集中式开发为主和中东部地区分布式开发为主的发展特点进一步凸显。我国电源结构较为单一，调节灵活性不足，风电大规模并网消纳压力较大。尤其是风电发展缺乏统一规划，导致电网建设滞后于电源建设，且跨区电网互联规模不足，风电无法在更大范围内消纳。随着装机规模的不断扩大，风电消纳形势愈加严峻。 1 风电供热现状分析 根据我国风电出力及冬季负荷特性，风电供热试点普遍采用蓄热式的电加热技术。在负荷低谷期启动电加热设备，供热的同时储热热量用于白天供热，不仅可以增加低谷期电网负荷，还可以享受电网低谷电价。试点工程主要采取的运行模式是风电供暖项目确定合作意向后，风电企业需要出资兴建热力站，购买电蓄热锅炉等供热设备并与电网公司、热力公司签订协议。设备到位后，供热站按照峰谷电价政策购电，使用电力生产热量供应给热力公司。由于热力站的初期投资较大，在热价不高于燃煤锅炉的前提下，如果单独核算热力站的经营效益会处于亏损状态，需要对风电企业进行电量补偿，即通过增加风电企业上网电量，减少其弃风损失来补偿热力站的亏损。在实际运行过程中，按照现行的用户电价、热价以及风电上网电价计算，参与供暖的风电企业需多发1倍于热力站所需的电量才能保证盈利，显然这种方式只有通过挤占其他电源的发电计划额度才能实现。由于项目所在地区调峰困难本已较为明显，其结果必然加剧对其他电源调度的难度，失去了增加电网调峰能力的意义。 根据目前试点项目采用的电网低谷期加热和蓄热、全天供热的方式进行锅炉和蓄热系统设计建设，每万平方米供热面积的设备投入费用为120～150万元，近两年实际供热收入折合成供热企业用电价格为0.15～0.20元／（kW·h），考虑到设备折旧和运行维护成本，保证供热企业独立核算而不亏损，购入电价不能超过约0.06元／（kW·h）。按照输电费用（含国家各种税费）约0.20元／（kW·h）计算，风电企业需要以不超过0.14元／（kW·h）的价格售电才能保证供热企业不亏损。按照东北地区风电价格和脱硫标杆电价计算，只有第Ⅳ类资源区的风电场享受国家可再生能源发展基金的补贴大于0.14元／（kW·h），而大部分风电场属于第Ⅲ类及以上的资源区，必然缺乏参与这种直购电方式的积极性，还需有相应的财政激励政策。 2 影响风电消纳的主要因素 2.1 系统调峰能力 随着国民经济产业结构的优化调整，人民生活水平的提高，社会用电结构发生了较大变化，电网峰谷差逐步加大，部分地区的用电峰谷差率已达到40%。我国以煤电为主的电源结构（煤电装机占发电总装机的71%，其中风电富集地区调峰能力差的热电联产机组占相当比重），调峰能力较差，电网调峰矛盾突出。 2.2 系统备用水平 为保证电力系统安全稳定运行，系统须预留有足够的备用容量，包括负荷备用、事故备用和检修备用。风电由于自身的间歇性和波动性特点，不适合承担系统备用容量，需要其他常规机组留有足够的备用，以应对风电波动性出力，保证风电波动不影响用户的正常需求。 2.3 电网网架约束与送出 我国风能资源分布与电力负荷中心分布不一致，大规模集中开发并外送将成为我国风电的主要利用方式。“三北”地区是我国最大的成片风能资源丰富带，具备基地式、大规模开发的条件，适合建设百万kW级、千万kW级的大型风电基地。受当地电力需求水平、电网规模等因素的制约，就地消纳风电的能力十分有限，需要同步加强跨省跨区的电网互联，扩大风电的消纳范围和规模。 2.4 负荷水平 近年来，受经济增速放缓影响，全社会用电量和电网负荷增长缓慢，尤其在风电富集地区，负荷增长速度明显落后于风电的增长速度，加之常规电源的开发，挤占了风电接纳空间。2013年以来，“三北”地区电网最高用电负荷同比增长在4%以下，远低于风电装机25%的增速，系统调峰难度进一步增加。 2.5 风电出力特性 随着风电的快速增长，其波动性对电网安全稳定运行的影响日益增加。“三北”地区风电最大日内波动幅度占当日最大负荷的比例均超过系统预留的备用容量，系统实时调度运行压力不断增大。同时，风电的反调峰特性使得部分电网等效负荷峰谷差率大幅升高，进一步增加了调峰压力。 3 案例分析 我们利用算例量化的办法来对风电供热提高风电消纳能力的潜力进行评估。为了确保仿真风电数据能够尽量的体现出风电的典型特征。我们选取若干个地理位置分散且季节特性较为类似的风电场。风电的总装机容量为399.7MW。取供暖的时间为当年的10月15日至次年的4月15日，总共183天。选取风电低谷限电时段为当日的22：00——次日的05：00。电热锅炉在低谷的时段内制热供暖，并同时为其他时段供暖进行蓄热，低谷时段之外，电锅炉停止运行。 3.1 风电运行特性分析 供暖其低谷时段内，风电的出力特性主要用于对风电供热电量和电热锅炉规模进行测算。因此选取风电数据的供暖其低谷限电时段出力特性来作为分析的依据。同时利用经验分布函数，来对风电出力分布的概率密度分布情况进行拟合。经验分布函数不会对模型的概率分布函数形式进行任何的假设，而是基于历史值的基础上，经过计算得到变量的概率分布模型。因为风电的功率的影响因素较多，目前也没有一种特定的分布形式能够对其进行准确的描述。因此这里仅仅利用经验分布模型来对风电功率的概率分布进行构建。 3.2 根据供热需求计算低谷风电供热电量的提高风电 消纳能力测算 该方案主要基于供热负荷需求的前提条件，利用给定的 （下转第 172 页）
【CN109921462A】一种基于LSTM的新能源消纳能力评估方法及系统【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910170396.7 (22)申请日 2019.03.07 (71)申请人 中国电力科学研究院有限公司 地址 100192 北京市海淀区清河小营东路 15号 申请人 国家电网有限公司 国网江苏省电力有限公司 (72)发明人 李驰 黄越辉 刘纯 王跃峰 礼晓飞 王晶 陆晓 雷震 郝雨辰 金鑫 (74)专利代理机构 北京安博达知识产权代理有 限公司 11271 代理人 徐国文 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) (54)发明名称 一种基于LSTM的新能源消纳能力评估方法 及系统 (57)摘要 本发明涉及一种基于LSTM的新能源消纳能 力评估方法及系统，将电网运行数据进行降维处 理后得到新能源消纳能力影响因素对应的数据； 将数据带入预先建立的映射关系模型，获得电网 接纳新能源的实际出力；基于电网接纳新能源的 实际出力和电网接纳新能源的理论出力之间的 平均绝对误差百分比和均方根误差，对新能源消 纳能力进行评估；其中，所述映射关系模型包括： 通过LSTM深度神经网络训练得到新能源消纳能 力影响因素与电网接纳新能源的实际出力之间 的映射关系。权利要求书3页 说明书7页 附图3页CN 109921462 A 2019.06.21 C N 109921462 A
1.一种基于LSTM的新能源消纳能力评估方法，其特征在于，所述方法包括： 将电网运行数据进行降维处理后得到新能源消纳能力影响因素对应的数据； 将所述数据带入预先建立的映射关系模型，获得电网接纳新能源的实际出力； 基于所述电网接纳新能源的实际出力和电网接纳新能源的理论出力之间的平均绝对误差百分比和均方根误差，对新能源消纳能力进行评估； 其中，所述映射关系模型包括：通过LSTM深度神经网络训练得到新能源消纳能力影响因素与电网接纳新能源的实际出力之间的映射关系。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述映射关系模型的建立包括： 获取历史电网运行数据； 对所述历史电网运行数据进行降维处理，得到新能源消纳能力影响因素对应的样本数据； 将所述样本数据划分为训练数据和测试数据； 将训练数据输入LSTM深度神经网络中进行训练，通过训练得到所述新能源消纳能力影响因素与电网接纳新能源的实际出力之间的映射关系。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将样本数据划分为训练数据和测试数据包括： 基于预先定义的时间分辨率采集全年的历史电网运行数据，将历史电网运行数据作为样本数据； 对所述样本数据进行归一化处理，对处理后的训练样本进行维度的变换； 根据预先设定的训练率，将经过维度变换获得的n维样本数据划分为训练数据和测试数据。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电网运行数据包括：风电理论功率、光伏理论功率、负荷、外送联络线、旋转备用容量、火电和水电机组装机容量、最大和最小开机数量，最大和最小技术出力。 5.根据权利3所述的方法，其特征在于，通过下式确定样本数据： X(t)＝(x 1(t),x 2(t),...,x n (t))(t＝1，2，3， (8760) 其中，n表示数据维度，t为每个样本数据的采样时间点。 6.根据权利3所述的方法，其特征在于， 通过下式对样本数据进行归一化处理： 其中，x i 为数据的实际值，x imin 为数据的最小值，x imax 为数据的最大值，x *i 为归一化后的标准值。 7.根据权利2所述的方法，其特征在于，所述将训练数据输入预先构建的LSTM深度神经网络中进行训练，通过训练得到所述新能源消纳能力影响因素与新能源实际出力之间的映射关系包括： 采用主成分分析法，在训练数据中筛选出降维的主成分； 基于主成分累计方差贡献率确定主成分的特征值，并将所述主成分特征值对应的特征向量定义为影响新能源消纳能力的重要因素，通过LSTM深度神经网络训练得到新能源消纳能力影响因素与电网接纳新能源的实际出力之间的映射关系。 权 利 要 求 书1/3页2CN 109921462 A
低电压穿越规范
低电压穿越 当前光伏发电已成为太阳能资源开发利用的重要形式，其中大型光伏电站的接入，将对电网的安全稳定运行产生深刻影响，特别是在电网故障时光伏电站的突然脱网会进一步恶化电网运行状态，带来更加严重的后果。 当光伏电站渗透率较高或出力加大时，电网发生故障引起光伏电站跳闸，由于故障恢复后光伏电站重新并网需要时间，在此期间引起的功率缺额将导致相邻的光伏电站跳闸，从而引起大面积停电，影响电网安全稳定运行[3]。因此，亟须开展大型光伏电站低电压穿越技术的研究，保障光伏电站接入后电网的安全稳定运行。 一、低电压穿越使用条件 1、环境条件 a) 户外环境温度要求：－40℃~ 50℃； b) 户外环境湿度要求：0~90% ； c) 海拔高度： 0~2000米（如果超过2000米，需要提前说明）。 2、低电压穿越安装方式：标准海运集装箱内固定式安装。 3、储存条件 a）环境温度－50℃～50℃； b）相对湿度 0～95% 。 4、低电压穿越工作条件 a) 环境温度－40 oC～40oC； b) 相对湿度 10%～90%，无凝露。
5、低电压穿越电力系统条件 a) 电网电压最高额定值为35kV，电压运行范围为31.5kV~40.5kV；同时也可以同时满足10kV\20kV电网电压的试验检测。 b) 电网频率允许范围：48~52Hz； c) 电网三相电压不平衡度：<= 4%； d) 电网电压总谐波畸变率：<= 5%。 6、低电压穿越负载条件 负载包括直驱或双馈式等风力发电机组，其总容量不大于6.0MVA。其控制和操作需要满足国家关于风电机组电电压穿越测试与光伏发电站的相关测试规程技术要求。 本检测平台能够同时满足同等条件下光伏电站或光伏逆变器的低电压穿越能力测试。 7、低电压穿越接地电阻：<=5Ω。 二、低电压穿越技术要求 光伏电站低电压穿越技术（Low Voltage Ride Through，LVRT）是指当电网故障或扰动引起的光伏电站并网点电压波动时，在一定的范围内，光伏电站能够不间断地并网运行。 2010年底，国家电网公司出台的《光伏电站接入电网技术规定》（企标）明确指出[10]，“大中型光伏电站应具备一定的低电压穿越能力；电力系统发生不同类型故障时，若光伏电站并网点考核电压全部在图中电压轮廓线及以上的区域内
低电压穿越
在背靠背NPC转换器的风力发电系统中用于低电压穿越的存储在发电机转子惯量的能量的应用 萨尔瓦多阿勒颇子，会员，IEEE，亚历杭德罗卡，学生会员，IEEE，塞尔吉奥布斯克茨蒙日，高级会员，IEEE，萨米尔库罗，会员，IEEE，和本吴，研究员，IEEE 摘要 随着风电装机容量的增长，风力发电成在整个发电系统中已占据十分重要的比例。所以，电力系统运营商包括风电厂的监管为了提高整个电力系统的控制水平，无论是在稳态和暂态操作状态。因此，风力发电系统需要验证电力系统运营商规定的电网连接的要求。当出现电网电压降时，低电压穿越（LVRT）技术要求的承诺生成在所产生的有功功率和向电网提供的有功功率之间的不匹配。传统的解决方案假设有源电力过剩消耗在一个直流环节电阻上。在本文中，一个连续的控制方案提出了中性点钳位转换器。在电网电压骤降时，发电机侧和电网侧转换器的控制器同时工作以符合储存在涡轮发电机的机械系统惯性的有功功率过剩同时保持恒定的直流母线电压的低电压穿越技术的要求。仿真和实验结果验证了所提出的控制方案。 关键词：低电压穿越（LVRT），中性点钳位转换器，风能转换。 一、引言 上世纪90年代初以来，风力发电装机容量已明显增加[ 1 、2]。到2010年底，世界总装机容量的风力发电能力达到194.5GW [如图 1 ]，同时并入电网的风能不断增加。例如，在西班牙，平均风能渗透度在2008、2009、2010年分别已经达到11%，13.8%，和16% [ 3、4、5 ] 。然而，风电穿透暂时达到更高的重要性，例如，在西班牙已达到53% （2009年11月8日）[ 6 ]。 在这样的背景下，电力系统运营商通过逐步更新他们的电网连接要求（GCR）确保可靠性和效率来应对这种新的情况。这种更新的电网连接要求包括在整个电力系统的运行控制的分布式发电[ 7 、8] 。 典型的稳态或准稳态运行的要求如基于系统电压和频率的反应和有功功率调节在电网连接要求被指定。在短暂的操作，当电网跌落时低电压穿越（LVRT）技术要求需要风力发电厂保持连接，有助于通过具体的取决于电网电压跌落深度的配置文件向电网提供有功和无功功率来保持网络的电压和频率稳定。因此，低电压穿越技术可能是在电网连接要求中最具挑战性的，至少从风能转换系统（WECS）的观点可以看出。所有这些要求大大影响现代的风能转换系统中功率转换器和控制器的设计 [9 、10 ]。
超低压穿越
低电压穿越（Low voltage ride through，LVRt） 低电压过渡能力：Low V oltage Ride Through ，LVRT ；Fault Ride Through ，FRT 曾称“低电压穿越”。定义：小型发电系统在确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。 一、风力发电机低电压穿越技术 1、问题的提出 对于变频恒速双馈风力发电机，在电网电压跌落的情况下，由于与其配套的电力电子变流设备属于AC/DC/AC型，容易在其转子侧产生峰值涌流，损坏变流设备，导致风力发电机组与电网解列。在以前风力发电机容量较小的时候，为了保护转子侧的励磁装置，就采取与电网解列的方式，但目前风力发电的容量都很大，与电网解列后会影响整个电网的稳定性，甚至会产生连锁故障。于是，根据这种情况，国外的专家就提出了风力发电低电压穿越的问题。 2、LVRT概念的解释 当电网发生故障时，风电场需维持一段时间与电网连接而不解列，甚至要求风电场在这一过程中能够提供无功以支持电网电压的恢复即低电压穿越。 目前对于风力发电低电压运行标准，主要以德国e.on netz公司提出的为参考。 双馈风力发电机由于其自身机构特点，实现LVRT存在以下几方面的难点：
1）确保故障期间转子侧冲击电流与直流母线过电压都在系统可承受范围之内； 2）所采取的对策应具备各种故障类型下的有效性； 3）控制策略须满足对不同机组、不同参数的适应性； 4）工程应用中须在实现目标的前提下尽量少地增加成本。 3、电网电压跌落后DFIG运行的暂态过程分析（感觉这部分内容需要理论推导） 在电网电压跌落情况下，风电机组中的双馈感应发电机会导致转子侧过流，同时转子侧电流的迅速增加会导致转子励磁变流器直流侧电压升高，发电机励磁变流器的电流以及有功和无功都会产生振荡。这是因为双馈感应发电机在电网电压瞬间跌落的情况下，定子磁链不能跟随定子端电压突变，从而会产生直流分量，由于积分量的减小，定子磁链几乎不发生变化，而转子继续旋转，会产生较大的滑差，这样便会引起转子绕组的过压、过流。如果电网出现的是不对称故障的话，会使转子过压与过流的现象更加严重，因为在定子电压中含有负序分量，而负序分量可以产生很高的滑差。过流会损坏转子励磁变流器，而过压会使发电机的转子绕组绝缘击穿。 二、低电压穿越技术的具体实现 目前的低电压穿越技术一般有三种方案：一种是采用了转子短路保护技术，二种是引入新型拓扑结构，三是采用合理的励磁控制算法。本周我主要看了前两种，以下分别介绍。 1、转子短路保护技术（crowbar电路）