第39卷2011年10月云南电力技术YUNNANELECTRICPOWERVol.39No.5Oct.2011

风电场低电压穿越研究

马

鹏

呼伦贝尔021000）

（国华呼伦贝尔风电有限公司，内蒙古

摘

要：从风电场实现低电压穿越功能所面临的问题出发，分析了各种问题下所对应的解决方案，指出

电网稳定性

低电压穿越

文章编号：1006－7345（2011）05－0028－02

制造、安装和运行维护不良所致。如长期运行过

风电场具备LVRT能力的必要性。关键词：风力发电中图分类号：TM73

文献标识码：B

1前言

程中过电压、设备直接遭受雷击、绝缘材料自然老化和机械损伤等原因就常使设备绝缘损坏而造成短路；短路故障会引起电网的电压降低，造成很大的短路电流，影响电气设备的正常工作和电力系统的稳定性，甚至可能导致供电中断。

2）风电机组质量方面：以恒速风力发电机组为例，目前为止主要采用异步发电机，这类机型具有无电刷、结构简单、成本低、维护费用低、操作简单等优点，因为得到了广泛的应用，但是其存在稳定性问题。当电力系统发生短路故障时，异步发电机需要大量的无功功率来为其本身励磁，如果不能提供所需的无功，则发电机电磁转矩下降，和机械转矩之间的不平衡将会导致风机加速，直至不稳定最终切除电网。该类型机组本身不具备LVRT能力，因此为了实现其LVRT功能，必须对风机本身进行相应的改造。

3）风电场无功支撑方面：以恒速风力发电机组为例，无功补偿对于提高其稳态和暂态特性是一个非常重要的手段。一般情况下，风机机端并联固定电容器组，以提高稳态时风机的功率因数。但当电网发生故障时，由于其不能动态实时提供风机在故障运行时所需的大量无功功率、不能保持恒定的风机机端电压，将会造成风机的切机，因此必须辅助增加其它动态无功补偿装置来实现其LVRT功能。

当电网发生故障时，风机机端电压跌落，电网电压无法恢复；而且电压跌落会给电机带来一系列暂态过程，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统的安全运行；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（LVRT）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（LVRT）能力是指在风机并网点电压跌落时，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。以下主要从风电场实现低电压穿越功能所面对的问题出发，分析了各种问题下所对应的解决方案，指出风电场具备LVRT能力的必要性。低电压穿越能力规定见相关规程。

2风电场低电压穿越面临的问题

1）低电压产生原因：电网发生短路故障将

会造成电压跌落，电网低电压将引起风电机组并网点电压下降。造成电网短路的主要原因是由于电气设备载流部分的绝缘被破坏，这种绝缘损坏是由于未及时发现和消除的设备缺陷，以及设计、收稿日期：2011－04－0728