并且,針對風電場發生三相短路引起的電壓跌落問題,為了故障電壓的快速恢復,總裝機容量在百萬千瓦級規模及以上的風電場群,每個風電場在低電壓穿越過程中應具有一定的動態無功支撐能力。我國風力資源豐富,風電裝機容量偏小,并且常常處于電力系統末端,我國制定的風電低電壓穿越標準相對歐美風電大國偏低,但符合我國的國情。
圖1低電壓穿越曲線
2LVRT技術方案(略)
本文采用的是雙饋異步風力發電系統(DFIG),如圖2所示,風力機通過一個多級齒輪箱連接到風力機。DFIG的定子側通過一個升壓變壓器直接連接到電網,轉子側通過三相交-直-交變頻器實現交流勵磁,并經升壓變壓器連接到電網,該變頻器采用的是電壓型PWM變頻器,可分為轉子側變流器(RSC)和一個網側變流器(GSC),二者由電容器連接。
其中RSC用于DFIG的運行控制,其控制效果直接影響DFIG的運行性能,而GSC主要是控制直流母線電壓的恒定。為了減少風電場內部的功率損耗,二者均運行在恒功率運行模式,即穩態運行時與電網沒有無功功率的交換。
該系統采用Crowbar電路保護轉子側變流器及直流母線卸荷電路DC-chopper聯合保護的方式,實現風電場低電壓穿越。在并網點并聯動態無功補償裝置STATCOM,實現對風電場無功功率的連續迅速調節。
圖2雙饋風電系統接線圖
圖3主動型Crowbar電路
圖4直流卸荷電路控制框圖
圖5STATCOM控制框圖
3仿真分析
本文使用Digsilent仿真軟件對DFIG系統的低電壓穿越能力展開研究,采用的是三機九節點系統,原系統的G3同步發電機組,由10臺額定容量為雙饋風電機組代替,不考慮風電場內部風機的接線形式,風電場通過升壓變壓器連接至電網。