低电压穿越试验报告
双馈风力发电机低电压穿越研究
关 键 词 ： 力 发 电机 ；低 电 压 穿越 ；能 量 存 储 风 中 图分 类 号 ：Ｍ６ ４ Ｔ １ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０ ｌＯ ２ １ ）６ ０ ２ — ３ １０ 一 Ｏ Ｘ（０ Ｉ０ — ０ ０ ０
Ｒｅ ｅ ｃ ｏ ｈｅ Ｌｏ Ｖｏ ｔ ｅ Ｒｉ ｅ Ｔｈｒ ｕｇ ｆ ＤＦＩ ｆ ｒ Ｗ ｉ ｄ ｎ ｒ ｔｎ ｓ ａｒ ｈ ｎ ｔ ｗ ｌａｇ ｄ ｏ ｈ ｏ Ｇ ｏ ｎ Ｇｅ ｅ ａ ｉ ｇ
Ｗ Ｕ ｉ ＸＩ Ｎａ ， Ｚ ＡＯ ａ ．ｉ Ｌｅ ， Ａ ｎ Ｈ Ｘｉ ｏ １ｎ， ＣＡＯ ｅ Ｐｉ
一
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该 电流 也 会 涌 入 转 子 回 路 和 交 流 变 频 器 ．致 使 电 流 侧 母 线 电压 升 高 ． 侧 变 流 器 的 电流 及 有 功 、 机 无 功 功 率 都 会 发 生 振 荡 ．同 时 引 起 转 子 回 路 产 生 过
式 中 ： ， ， ， 分 别 为 定 、 转 子 电 流 和 磁 链 ； ￡ 分 别 ‘ Ｌ ，
双 馈 变 速 发 电 机 组 可 依 靠 机 组 本 身 实 现
ＬＲ Ｖ Ｔ功 能 【。 外 部 系 统 故 障 引 起 风 电机 组 电压 ｌ在 Ｊ 跌 落 时 。 电场 仍 能维 持 运 行 ， 此 完 全 满 足 风 电 风 因
电压 、 电流 ， 致 变 换 器 和 转 子绕 组损 坏 。 过 导 在此分析 了 Ｌ Ｒ Ｖ Ｔ系 统 的工 作 原 理 。介 绍 了
（ ａｇ ａ ｎ ｅ ｉ ． ｎ ｎｎ Ｕ ｗ ￣ ＠，Ｗｕｉ２４ ２ ，Ｃ ｉ ） ￣ ｘ １ １２ ｈｎ ａ
低电压穿越技术(2011-9-28)
风力发电低电压穿越技术1. 低电压穿越技术的提出在风电场容量相对较小并且分散接入时，系统故障时风电场退出运行不会对系统稳定造成影响。
随着风电装机容量在系统中所占比例增加，风电场的运行对系统稳定性的影响将不容忽视。
世界各国电力系统对风电场接入电网时的要求越来越严格，甚至以火电机组的标准对风电场提出要求。
包括低电压穿越（Low Voltage Ride Through ，LVRT ）能力，无功控制能力，甚至是有功功率控制能力等，其中LVRT 被认为是对风电机组设计制造技术的最大挑战。
2. 低电压穿越的定义及要求定义：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)。
要求①：我国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，要求该电网电机组能够保证不脱网连续运行。
3. LVRT 国内外研究现状风力发电系统，根据发电机转速，可以分为失速型与变速恒频型，其中变速恒频又可以分为双馈型和直驱型；根据传动链组成，可以分为有齿轮箱和直接驭动型；有齿轮箱又可以分为多级齿轮+高速发电机型与单级齿轮+低速发电机型。
目前市场上风机类型可概括为三类,即直接并网的定速异步机FSIG(fixed speed induction generator)、同步直驱式风机PMSG(permanent magnetic synchronous generator)和双馈异步式风机DFIG(doubly-fed induction generator)。
这三种机型, FSIG 属于淘汰机型，以后的发展趋势是PMSG 和DFIG 。
①目前，各国对低电压穿越的要求不同，其中在行业中影响最大的是德国的E.ON 标准。
②低电压穿越特性曲线主要是由故障期间的电压最低值（即低电压穿越曲线中U/UN 的最小值）电压最低点的时间长度和故障恢复时间来决定。
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。
低电压穿越(LVRT)要求及测试
由德国联邦政府颁布的第一部关于可再生能源发电(EEG) 和热电联产
(BHKW) 的联邦法律
Fixed balance for power generation using renewable energy resources Wind, Water,
Biomass and Biogas, Photovoltaic
Low-Voltage Ride Through (LVRT) Requirements and Testing
低电压穿越（LVRT）要求及测试
Dr.-Ing. Karl-Heinz Weck
Forschungsgemeinsc
haft für Elektrische
Anlagen
und
Stromwirtschaft e.V.
常规的过流保护不起作用
Protection during faults by voltage and frequency variation
故障期间根据电压和频率变化进行保护
Basic requirement in Grid Codes fast disconnection at system faults
UCTE 400 kV
G
Subtransmission
个别地区超过20% WT connection to sub-transmission
次输电网110/132 kV
and transmission frequent
Industry工业
风电机组常接入次输电网及输电网
Voltage and load-flow in
History of Grid Codes in Germany since 2003 2003年后德国并网导则发展历程
风电场风电机组低电压穿越功能研究 张学航
风电场风电机组低电压穿越功能研究张学航摘要：风电的穿透功率和电网的安全性能是负相关的，故，在二者交接时，为了保证电力运行系统的稳定性，必须确保风电机组的技术达标，此外，机组的并网条件也更加严格，对于风电机组而言，低压穿越是其不可或缺的性能，倘若电压下降至某一维度，致使电网不能正常工作，风电场的并网电压也会随之降低，为保证风机不会脱落，低电压穿越功能便尤为重要，明确不同类型的风电机组在达到LVRT（Low Voltage Ride Through-LVRT）功能时所要求的技术措施，最后对低电压穿越过程进行探讨，简要讨论电压穿越功能所实现的工作流程。
关键词：风电场；风电机组；低电压穿越；功能研究1引言电网的稳定运行决定着电力系统的正常运转，日前，我国的风电并网大规模开展，并网电容量也日渐加大，一旦出现问题，损失极大，像中国的东北和西北两个区域，就曾因电网出现问题致使风电机组大规模撤除，这便致使了上百万的电力损失；还有，因为中国的风电机组的低压穿越技术不成熟，风电场和电力系统的交接无法在低压环境下顺利完成，近些年，电场脱机问题频频发生，损失巨大。
关于风电并网这一问题，实际上，我国是有要求的：需做到低压穿越，这样一来，倘若发生电力故障亦或是低压情况，风电场仍可以运作，突破低压的阻力，确保并网的继续运行，从而维持电力系统的有效运转。
2风电机组低电压穿越研究现状关于风电机组在低压环境下进行穿越的特点和性质，我国众多学者做过大量的研究，成果如下：一位学者指出，在实际情况下，对不同的母线发生三相短路问题进行剖析，通过观察记录临近的母线电压降低情况，进而总结归纳出风电机组需要在低压穿越时具备怎样的条件，与系统电气接线和风电场的接入方案联系紧密。
还有学者对低压穿越功能和双馈异步风电机组之间的联系进行了调研，发现：低压穿越功能对风电并网的电能质量提升有显著作用。
对于双馈风电机组而言，其低压穿越的方式大致有两种：一种是不增加硬件电路，另一种是增加硬件电路，接下来，本人将对这两种形式的调研成功进行归纳总结。
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。
风电场低电压穿越试验对集电线路保护的影响
只有做 好 日常的维护与保养 ，才 能保 证干 式变
压 器 的 正 常运 行 。
行的温度范 围内，要经常查看温控 器的显示温
度 是 否 在 正 常 范 围 内 ， 以及 测 温 报 警装 置 是 否
（ １ ）在干 式变压器 运行过程 中 ，在确 保 接件进 行紧固处理 。拧螺母 时，为 了避 免造成
【 关键 词 】低 电压穿越 试验 集电线路保护 风
机 脱 网
低 穿 试 验 装 置
图１ ：风机低穿试验模型 近年来，风 力发电的对于解决能源危机 、 环境 污染等方面有着十 分重要的意义 。云南省 风 电装机 容量也逐年增加 ，然而，在 出厂时 己 完成 低 电压穿越试验 的风 力发 电机 ，在并 网运 行 的过程 中仍有部分机 组不满足低 电压穿越 能
因 此 ， 有 必 要 在 风 机 并 网运 行 时 开 展 风 电 机 组
的低电压穿越试验 。
穿试验过程 中其他机 组正常运行 ，不会受到试
验影响而脱 网。
本 文 根 据 风 机 低 穿 试 验 模 型 ， 计 算 低 穿
试验装置保护定值 ，并结合 电网保护定值 ，对 正常运行方式 下和故 障情况下，分析低穿试验
迫空气冷 却两种方式 。由于变压 器过 负荷时 ，
其 负 载 损 耗 和 阻 抗 电压 增 加 较 大 ， 变 压 器 的 温
时，还 要观察绝缘表面有无爬 电痕迹 和碳 化现
象 ，若 有 应 采 取 相应 的 措 施 进 行 处 理 。
（ ２ ）可通过 观察法和 嗅觉法 ，定期对风
习与实践 ，掌握干式变压器 的结 构原理、安装
永磁直驱风电系统低电压穿越技术开题报告PPT
工程
第五章、
主要参考文献
［1］魏艳君等.电力电子电路仿真:MATLAB和Pspice应用［M］．机械 工业出版社,2012 ［2］阮毅，陈伯时．电力拖动自动控制系统［M］．机械工业出版 社， 2009 ［3］王兆安，刘进军．电力电子技术［M］．机械工业出版社，2009 ［4］霍志红. 风力发电机组控制技术［M］．中国水利水电出版社,2011 ［5］杨玉新，刘观起等. 永磁直驱风电机组低电压穿越技术的研究［J］. 电力学报，2012,27(2):35-41. ［6］韩国庆. 直驱式风力发电系统低电压穿越技术仿真研究［J］.工矿自 动化,2011,12:56-59. ［7］姚骏,廖勇,庄凯.永磁直驱风电机组的双PWM变换器协调控制策略［J］ 电力系统自动化，2009，12(3):66-71. ［8］胡书举,李建林,许洪华.永磁直驱风电系统低电压运行特性的分析 ［J]. 电力系统自动化，2007，31(17):73-77. ［9］吴素娟,张新燕,孙远.永磁直驱风电机组低电压穿越技术的仿真分析 ［J］.2010，4:43-48.
（5）低电压穿越技术研究背景及现状
低电压穿越（low voltageride through，LVRT），是指并网连接点 电压跌落时期，风机能够保持并网德同时能向电网输入无功功率支 持电网恢复至正常，从而“穿越"低电压的过程。低电压穿越技术关 系着风电的大规模应用，是风电并网的关键技术之一。
• （6）选题的依据和意义
研究工作进度
主要参考文献
第一章、本课题国内外研究动态，选题的依据和意义
• • • (1)能源危机。 专家预计全球现有石油储备量仅可维持100年左右的消耗。 中国石油储备量仅占全球的2%，而中国如果按现有消耗量，不到50年 国内原油资源将消耗殆尽。
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低电压穿越试验报告
试验目的：验证设备在低电压穿越情况下的性能和稳定性。
试验装置：
1. 电源：可调节的低电压电源
2. 被试设备：需要测试的设备
3. 测试仪器：电压表、电流表、示波器等
试验步骤：
1. 将电源接入被试设备的电源输入端，并确保电源输出电压为标称低电压值。
2. 观察被试设备的表现，并记录下来。
3. 逐步降低电源输出电压，直至被试设备无法正常工作或出现异常情况。
4. 记录下电源输出电压的最低值，以及被试设备在该电压下的表现和异常情况。
试验结果：
根据试验数据，可以得出以下结论：
1. 被试设备在标称低电压情况下能够正常工作，并没有出现异常情况。
2. 在逐步降低电压的过程中，被试设备能够维持正常工作，直到电源输出电压降至某一临界值。
3. 在临界值以下，被试设备无法正常工作或出现异常情况，例如频繁重启、功能失效等。
结论和建议：
根据试验结果，可以判断被试设备在低电压情况下的性能较好，并且能够保持稳定工作。
然而，在电源输出电压达到临界值以下时，被试设备可能无法正常工作，需要进一步优化设计以提高其低电压穿越能力。
建议在生产厂家的使用说明书中明确标注被试设备的最低工作电压范围，以引导用户正确使用，并减少可能的损坏风险。
在实际应用中，为了保证设备的稳定工作，建议在电源电压不稳定或电源质量不好的环境下，使用稳压器等设备来保护被试设备。