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风电机组或风电场高电压穿越问题

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问题描述

低电压穿越现在已经改造完毕,有没有必要进行风电机组的高电压穿越研究,难点在哪。直驱机组和双馈机组在高电压下的反应有什么不同?

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春天来了·100.00

2017-06-02 13:16:01提问

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看了一下上面两位专业人士的回复,我觉得已经讲得很好了,在学术界已经逐步提一个新的概念了,叫做“异常电压穿越”,高电压、低电压、零电压,乃至上述情况的混合过程,总之都要根据外部电压的变化,灵活自如地调整自身工作模式,确保异常电压期间的安全稳定并网运行。当然,所谓的异常电压其实是常规低电压、高电压穿越的延伸,之前的工作可以作为异常电压穿越研究的基础,也比既有的工作难度要大。但在故障期间可能会分阶段地出现低电压、高电压等多个过程,因此并网系统的异常电压穿越研究还是非常有意义的,而且是个很大的技术难点,值得深入研究探讨

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  123·320.00

2017-07-09 16:25:52回答

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风电大规模脱网的典型过程为风电机组低电压脱网场内电压升高→ 风电机组高电压脱网, 高电压脱网机组数量与低电压相当2012年中国华北地区某电网发生三相短时短路故障, 具备低电压穿越能力的风电机组成功低电压穿越后, 在随后的电网电压恢复过程中, 由于电力系统与风电场无功补偿装置缺乏快速自动投切能力, 电网故障切除, 造成系统局部无功过剩, 电力系统发生了短时高电压故障, 大量成功低电压穿越的风电机组因电网短时高电压故障而脱网, 造成了系统故障进一步扩大, 严重威胁电力系统的安全稳定运行。因此其实进行高电压穿越是很有必要的。

双馈发电机电网电压突变引起的双馈发电机转子开路电压瞬时值主要由两部分组成第一部分是由电网电压突变后的稳态值与转差率决定的稳态分量频率为双馈发电机转差频率第二部分则是由电网电压突变量与转差率决定的暂态衰减分量频率为发电机转子旋转频率。

由于直驱型风力发电机组通过全功率变 流 器将永磁发 电 机 与 电 网 隔 离电 网 故 障 不 会 对 发 电机产生直 接 影 响同 时 机 侧 变 流 器 与 发 电 机 直 接相连对机 侧 变 流 器 的 控 制 实 质 为 对 发 电 机 的 控制则在分析 HVRT 控制策略时只需将网侧变流器的控制作为主要研究对象当网侧变流器工作在单位功率因数状态时直流侧电压dc应不小于电网线电压的峰值则当电网电压骤升时直流母线电压将随之升高直接威胁变流器的正常运行因此为保证电网电压骤升期间风力发电机组的正常运行需采取有效的高电压穿越控制,抑制直流电压升高。

参考文献:

双馈风电机组高电压穿越控制策略与试验-电力系统自动化;

基于双模控制的永磁直驱型风力发电机组高电压穿越控制策略的研究-现代电力

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  千金一诺·0.00

2017-06-25 17:01:09回答

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1、电网电压跌落过程中,弱风电场启动无功补偿装置进行无功补偿时,当电网电压恢复时,如果无功功率未能及时切除,则会形成过补偿,造成电网电压骤升,2011年3月酒泉风电基地、2012年5月张家口某风电场发生过此类故障,造成机组脱网。国外已进行了相关研究,未来还是有必要对风机组高电压穿也进行研究。

2、难点:高压故障一般发生在低压故障之后,此时系统并未完全恢复稳态,相较于低压穿越,高电压更加难以穿越,单纯依靠撬棒电阻实现HVRT会增加机械应力及有功、无功的冲击。

3、DFIG定子侧与电网直接连接,电网电压骤升会引起双馈电机定子和转子磁链的变化,由于磁链守恒不能突变,定子和转子绕组中会出现暂态直流分量,不对称故障时还会有负序分量,由暂态电流产生的磁链来抵消定子电压骤升产生的磁链变化。因感应电机的转子高速旋转,直流暂态分量将会导致定转子电路中感应电压和电流的升高,严重时会超过电力电子器件和电机的安全限定值,造成设备的损坏;同时暂态过程会造成DFIG电磁转矩的波动,这将给齿轮箱造成机械冲击,影响风电系统的寿命

      直驱式通过变流装置与电网连接,网侧的变化不会直接影响到永磁电机,因此直驱式在实现HVRT上具有明显的优势。当电网电压骤升时,因变流器功率限制,网侧变流器的输出电流会减小,功率不平衡造成电网多余的能量通过网侧对直流母线电容充电,引起直流母线电压的上升;不对称骤升时,还会引起直流侧的2倍频波动,不仅威胁到变流器、电容器件的安全,也会影响输出电能的质量。

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  怒吼洛神·0.00

2017-06-05 15:07:35回答

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