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风电场电压无功协调控制及低电压穿越问题探究摘要：文章对风力发电系统的发展现状、特点和运行中的问题进行分析和介绍，并对风电场的电压无功协调控制和低电压穿越能力进行探讨，通过试验分析策略的有效性。
关键词：风电场；电压无功协调控制；低电压穿越1引言在全球能源危机和环境恶化不断加剧的形势下，我国在进行能源结构调整、开发风能、水能等可再生清洁型能源的同时，也提出了在各个行业进行节能减排的号召。
而对于风电企业来说，目前风电场建设的规模、数量和装机容量在不断增加，且风力发电技术的技术含量较高，风力发电技术在快速发展的同时，也暴露出许多由于缺少低电压穿越能力而引起的脱网事故等影响其运行稳定性的问题，严重影响着风电场并网发电的稳定性和供电服务质量，所以风电场运行的安全性和稳定性成为电力行业对风电场关注的重点，本文主要对风电场电压无功协调控制与低电压穿越问题进行研究，以期提高风电场并网运行的安全与稳定。
2风力发电系统概述近年来，尤其是进入本世纪以来，风力发电逐渐成为世界诸多国家的可持续发展战略的重要组成部分，尤其是近几年以来，全球风电产业飞速增长，以欧洲各国以及美国等发达国家为例，其风电发展已经成为重要的战略目标，风电装机容量以及单机容量都呈增加趋势。
而我国的风能资源极其丰富，进入本世纪以来风电装机容量每年都以超过100%的增长速度飞速增长，目前已经成为累积和新增风电装机容量和单机容量最多的国家。
总结其发展情况具有以下特点：一是风电企业的整体规模在不断扩大，而且在所有的发电形式中所占的份额在不断增长；二是风电装机单机容量呈递增趋势；三是以我国为例，我国的风力发电行业正在向着商业化和稳定化方向发展，并且由于海风具有稳定性高、抗干扰性强、风能储量大等优点逐渐成为风电开发的热点；四是风电开发的成本较高，但是目前随着风力发电技术的发展而逐渐降低，而且其风力发电企业的运营成本较其他发电形式要低很多。
但是在风电场的运行过程中，由于电网失压或风电自身中存在的低电压穿越、无功补偿和变流器故障等问题，容易导致风电场在并网运行中出现脱网事故，所以为了确保其运行的稳定性，通常采用桨距失速调节技术、主动失速调节技术、变桨距调节技术和变速恒频技术等对风电机组进行控制，但是由于其并网结构较为薄弱且自动控制技术较低，容易出现风电机组由于缺乏低电压保护而出现各类事故的问题，所以需要对风电场的电压无功协调控制和低电压穿越能力进行研究。
分析风电机组低电压穿越能力影响因素摘要：随着我国城市化进程的加快，我国城市建筑数量呈一个稳定增长的趋势，城市人口也越来越多，人们对电力资源的需求也越来越大，这为我国风电机组的发展提供了基础。
风电机组是构成我国电力资源的重要组成部分，它对于解决我国电力问题发挥了显著的作用。
只不过随着近几年我国风电机组规模的增长，出现了一系列的运行问题，比如风电机组在运行过程中出现了因为低电压穿越能力不足而导致的风电机组大面积脱网事件，严重阻碍了电力企业的进一步发展。
基于此，本文就对影响风电机组低电压穿越能力的相关因素进行了一个较为详细的概述。
关键词：风电机组；低电压；穿越能力；影响因素引言：在这几年的发展中，我国经济水平得到了一个显著的提升，经济的增长推动了各个行业领域的发展，基于我国电力发展需求，风力发电逐渐成为我国主要发电方式。
风电机组是风力发电的核心，通过风力发电，可以在一定程度上缓解我国能源匮乏的问题，所有我们要重视风电机组的管理。
风电机组在运行过程中，受外界因素影响，会出现各种各样的问题，最为突出的就是因为低电压导致穿透能力不足，使得风电机组出现大面积故障问题，不仅影响电力正常供应的稳定性，还会造成严重的经济损失。
一、低电压穿越能力的定义风力发电是近几年才逐渐发展起来的，所以风电机组在我国电力行业所占比例较低，随着我国对风电行业的大力扶持，风电机组得到了一个快速的发展，当然，也取得了一定的应用效果。
也正是随着风电机组数量的增加，风力发电过程中存在一些问题也逐渐突显了出来，风电机组数量越多，对电网的穿透效率就越高，如果在同一时间段出现大规模的脱网事故，会严重影响电力系统正常运行的稳定性。
为了提高风电机组的整体稳定性，我们需要进一步深化风电机组的低电压穿越能力，有效提高其风险抵御能力。
从另一个角度来说，为了风力发电机的端电压不会降低，使其保持在一个稳定状态下，我们需要保证风电机组低电压穿越能力符合运行标准，还能够通过无功运转的方式为系统供电。
风电场的低电压穿越下图为对风电场的低电压穿越要求。
风电场并网点三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不脱网连续运行；并网点电压只要有一相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。
一、电压运行范围（新） 当风电场并网点的电压偏差在其额定电压的－10％～＋10％之间时，风电场内的风电机组应能正常运行。
当风电场并网点电压偏差超过＋10％时，风电00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.2-101234电网故障引起电压跌落要求风电机组不脱网连续运行风电机组可以从电网切出时间（s ）并网点电压（p .u .）0.625场的运行状态由风电场所选用风电机组的性能确定。
二、电压控制要求1、风电场应配置无功电压控制系统；根据电网调度部门指令，风电场通过其无功电压控制系统自动调节整个风电场发出（或吸收）的无功功率，实现对并网点电压的控制，其调节速度应能满足电网电压调节的要求。
2、当公共电网电压处于正常范围时，风电场应当能够控制风电场并网点电压在额定电压的－97％～＋107％范围内。
3、风电场变电站的主变压器应采用有载调压变压器。
风电场具有通过调整变电站主变分接头控制场内电压的能力，确保场内风电机组在条款1所规定的条件下能够正常运行。
（依据：GB/T 12325-2008《电能质量供电电压偏差》，提出当风电场并网点的电压偏差在－10％～＋10％之间时，风电场内的风电机组应能正常运行。
）根据风电场接入电网技术规定，在2009年2月后通过审查的，风机必须带有低电压穿越功能，如不具备一律不允许并网。
新疆达坂城风电场，目前购置的华创CCWE-1500/70.DF机型具备低电压穿越能力，当风电场并网点的电压偏差在其额定电压的－10％～＋10％之间时，风电场内的风电机组应能正常运行满足风电场低电压穿越能力要求；能够在并网点电压突降到20%Ue时625ms不切除。
浅谈风电场低电压穿越技术摘要：低电压穿越能力：是指在风机并网点电压跌落时，风机能够保持并网，对过电压、过电流进行抑制技术，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。
关键词：浅谈；风电场；低电压；穿越技术一．规程与标准根据《国家能源局关于加强风电场并网运行管理的通知》（国能新能【2011】182号），风电机组应严格按照《风电机组并网检测管理暂行办法》的要求，具备低电压穿越的能力，并通过有关机构的检测认证；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。
《风电场接入电力系统技术规范》（GB/T 19963—2000）中对风电场低电压穿越能力的基本要求：（1）风电场内的风电机组具有并网点电压跌至20﹪额定电压时能够保证不脱网连续运行625ms的能力。
（2）风电场发生跌落后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。
二.发生低电压穿越的原因针对电网故障引起的故障，通常可以分为电网单相接地故障、电网两相接地故障、电网两相相间短路故障以及电网三相相间短路故障引起的电压跌落，根据电力系统运行经验表明，在各种类型的电网故障中，单相接地故障占大多数，容易引起不对称故障电路，而对于我们风力发电场，除了考虑电网电压的波动，还应该分析风电场集电线路和风机所对应的箱变等可以引起风电机组网侧电压波动的因素。
三．永磁同步风力发电机组实现低电压穿越的原理1. 永磁直驱同步风力发电系统永磁直驱同步风力发电系统是一种新型发电系统，采用风轮直接驱动多极低速永磁同步发电机发电，然后通过全功率变流器变换电路，将电能转换后并入电网。
2.全功率变流器全功率变流器是由发电机侧变流器和网侧变流器两个三相PWM电压型变流器构成，发电机侧变流器实现对永磁同步发电机的控制，网侧变流器实现输出并网，输出有功、无功功率的解耦和直流侧电压控制，永磁直驱同步风力发电系统依靠全功率变流器实现高性能控制。
浅析双馈式风力发电机低电压穿越技术双馈式风力发电机在风电场中使用越来越广泛，具有功率大、转速调节范围宽广、响应迅速等优点，但在低电压条件下运行时，容易出现穿越现象，严重影响了风电场的稳定运行。
因此，针对双馈式风力发电机的低电压穿越问题，人们提出了许多解决方案，其中较为常见的有功率控制策略、双馈式风力发电机容量调整策略、控制双馈式风力发电机的电动机及逆变器等。
功率控制策略是一种经济、简单的方法，通过调整风力发电机的输出功率实现防止低电压穿越现象。
具体方法是当电网电压下降时，风力发电机通过控制转子的转速，降低输出功率，从而防止其穿越。
然而，在实际应用中，这种方法存在着一定的缺陷，容易造成浪费风能现象，降低风电场的发电效率。
双馈式风力发电机容量调整策略是一种改进的方法，其思路是调整双馈式风力发电机的容量，提高其在低电压条件下的适应性，从而避免低电压穿越问题的出现。
这种方法比较灵活，容易操作，无需改变发电机的结构，但是实现上需要配备相应的控制器以及一定的调试成本。
另外，这种方法不能完全避免低电压穿越现象的出现，因此还需要配合其他控制策略的使用。
控制双馈式风力发电机的电动机及逆变器是一种相对较为复杂的方法，其思路是通过调整电动机及逆变器的控制方式，实现对发电机输出电流的调节，从而防止低电压穿越现象的发生。
这种方法虽然实现难度较大，但具有较高的控制精度和稳定性，可适用于各种不同类型的风力发电机。
同时，由于其控制精度高，可以有效防止风电场的系统失稳问题。
总之，解决双馈式风力发电机低电压穿越问题是一个复杂而又关键的技术问题，需要在实际应用中不断进行探索和实践。
各种控制策略的使用可以相互补充、协同作用，提高风电场的运行效率和稳定性，实现可持续发展。
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]。
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。
风力发电机低电压穿越原理
风力发电机低电压穿越（LVRT）的原理主要是在电网发生故障或电压跌落时，风力发电机组能够保持并网状态，并向电网提供无功功率，从而支持电网恢复正常运行。
具体来说，当电网发生故障或电压跌落时，风力发电机组通过控制策略，能够快速检测到电网的状态变化，并实时向电网提供无功功率支撑。
这样做的目的是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。
风力发电机组低电压穿越的实现依赖于先进的控制系统和算法，能够快速响应电网的故障或电压跌落，并进行相应的控制和调节。
同时，还需要保证风电机组的机械和电气系统在低电压穿越过程中的安全和稳定性。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询风力发电领域专家。
有关风力发电低电压穿越技术的分析摘要：近些年来，风力发电在供电总量中的比重逐年增加，再加上风力穿透功率的不断上升，风力发电对于地区性电网稳定性影响越来越大，如果电网出现故障导致电压跌落，风力机组通过解列来解决问题势必会造成系统的不稳定，严重还会造成局部甚至是整个系统的全面崩溃，而低电压穿越技术就是在这个背景下开始受到各界的关注。
文章首先描述了我国目前风力发电低电压穿越技术的相关规定，其次分析不同风机主要机型在电网电压跌落时表现的具体特征，最后对不同机型暂态特征以及低电压穿越技术进行了详细分析。
关键词：风力发电；低电压；穿越技术中图分类号： TM315 文献标识码： A1.前言当今世界风力发电厂装机容量正处于逐年上升的态势，目前在欧美一些发达国家，风力发电在全国电网供电中所占的比重非常高，例如欧洲的丹麦风力大点比例已经超过了20%，而风力发电有比较容易产生运行故障，所以必须考虑在电网发生故障的时候风机的运行状态对整个电网稳定性的影响，所以目前世界上众多的电网公司都集合自身实际对风力发电机组并网提出了更多更高的技术性要求，而低电压穿越技术正是能够解决这个问题的新技术，而低电压穿越技术又是公认的风电机组设计中最难的一项技术，穿越技术的使用性能将会直接的影响到风机的大规模使用。
低电压穿越技术就是在风机并网点电压出现跌落现象的过程中，风机仍然能够保持并网，甚至还可能会给电网提供一定量的功率，支持电网的恢复，还有可能直接坚持到电网恢复正常。
电压跌落必然会给电机带来相应的暂态过程，例如过电压、过电流或者是转速上升等现象，情况严重还会影响到风机以及风机控制系统安全运作。
通常情况下如果是电网出现故障，风机就会实行被动式的自我保护程序，也就是立刻解列，还会保障风机的安全运行，这在风力发电电网穿透率相对较低的时候是可以接受的，但是一旦风力发电在整个电网中占得比重很大，那么整个系统的恢复难度就会增加，可能会增加故障产生的可能性，严重的会导致整个系统的解列瘫痪，所以有效的低电压穿越技术能够有效的稳定风场电网。
风力发电低电压穿越技术探究摘要：现如今，我国对于风电等新型能源比较重视。
风力发电机组在运行过程中，对于自然因素的依赖性较大，风力的不确定性使得其很容易出现电压跌落的情况，要求技术人员能够借助低电压穿越技术来对电压跌落带来的问题进行解决。
本文低压穿越技术展开了相关探究。
关键词：风力发电；低电压；穿越技术引言：近些年来，全球的风力发电行业发展十分迅速，发展前景可观，各个国家都十分重视风力发电技术，风电机组装机容量不断提升，即使在全球经济衰退的大背景下，在制造业行业中整个风电累计装增量的增长率依然遥遥领先。
由于我国的能源短缺问题、环境污染问题比较严重，风电技术由于清洁、可靠、无需进口的优势成为了发展的重点项目。
我国可以开发的陆地风能资源大约分别为253GW，海洋风能资源大约为750GW。
风电电源在应用中需注重与电网的协同运行，相关的研究包括电网风电接纳能力、风电机组低电压穿越能力等，但这些研究相对独立，对于技术之间的相互影响及制约作用等处于研究的空白阶段。
1风力发电低电压穿越概述1.1低电压穿越技术在发电中，造成低电压的原因一方面是来自电源输入侧的低电压，主要是由于电网电压的波动或主电力线路切换、雷击使电源正弦波幅值受影响、电厂本身的变压器超载或负荷不平衡等；另一方面，是来自负载侧的低电压，主要是大型设备启动和应用、线路过载或启动大型电动机等。
低电压穿越指当风力发电网络的电压下降时，风机依然能够维持电网的正常运行，并且向电网提供部分无功功率，直至电网恢复正常，穿越低压时间。
在不同国家和地区，对于低压穿越有着不同的要求，我国的标准是①风电机组在并网点电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行625ms的低电压穿越能力；②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，风电机组保持并网运行；③风电场所处电力系统频率在49.5Hz~50.2Hz 范围内，并网机组应正常连续运行；风电场所处电力系统频率在48Hz~49.5Hz(含48Hz)范围内，并网风电机组应不脱网连续运行 30min（图片1为风电场低电压穿越要求）.和美国风能协会AWEA的标准比较接近。
