具有低电压穿越能力的双馈风电场故障特性分析

在机组故障期间转子Crowbar投入不能为电网提供无功支持同时会从电网吸收一定无功从而导致电网运行情况进一步恶化,针对Crowbar保护的弊端提出一种低电压穿越方法,利用DC-Chopper代替Crowbar,同时在故障情况下通过对转子侧变流器进行解耦控制,控制定子侧给电网提供一定无功支持,能更好的实现机组故障穿越。基于此策略在PSCAD平台上搭建了的双馈风电场仿真模型,对比验证了风电场具有低电压穿越能力及控制策略的优越性。在此基础上,分别仿真分析不同故障类型下双馈风电场的故障特性。研究结果表明传统转子Crowbar电路的投入是机组故障电流频率为非工频的原因,而采用其他非转子Crowbar电路的机组故障电流频率为工频;风电场联络线发生任何类型的不对称接地故障,风电场侧都会表现出弱电源特性,单相接地故障表现出的弱电源特性更为明显。这对故障选相元件将会受到严重影响。研究成果具有一定的实际价值和意义。     

宁夏嘉泽风电场低电压穿越特性仿真分析

通过电力系统全数字仿真装置(Advanced Digital Power System Simulator,ADPSS)对嘉泽风电场建立仿真模型,采用单台风电机代替同型号风电场风电机组的方法,获得不同运行方式下风电场最低电压及风电场内各风电机组机端电压,以验证整个风电场的低电压穿越能力。结果表明:在不同运行工况下,嘉泽风电场具备低电压穿越特性,符合国家标准要求。     

恒速异步发电机型风电场低电压穿越能力仿真研究

本文以一个机端母线设置为PQ节点的恒速异步发电机型风电场接入无穷大系统为例,对风电场接入系统线路发生三相接地短路故障时的风电场低电压穿越(LVRT)能力进行了仿真分析,研究结果显示风电场的LVRT能力主要取决于故障发生后系统维持暂态电压稳定的能力,即取决于故障切除时间ts的大小。当ts小于或等于故障极限切除时间tvc时,风电场则具备一定的LVRT能力;当系统具有较大的tvc值时,可有效提高风电场低电压穿越的持续时间;在ts≤tvc的前提下,故障切除时间越短,风电场并网点电压恢复正常水平的速度越快。当风电机组机端并联电容器组、SVC、STATCOM等无功补偿设备时,均可有效增大系统的tvc值,从而显著提高风电场的LVRT能力;其中STATCOM对风电场LVRT能力的补偿效果最好。     

风电场低电压穿越能力的规定

问：风电场低电压穿越能力的规定有哪些？ 答：风电机组低电压穿越是指当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时,存一定的电压跌落范围内,风电机组能够保证不脱网连续运行。具有低电压穿越能力的风电场有利于整个电网的稳定与安全。     

基于短路试验的风电场低电压穿越能力验证方法研究

随着电网风电装机规模的不断增大,风电场是否具有低电压穿越功能直接影响风电并网安全。目前风电场低电压穿越测试的方法主要以设备测试为主,即对单台风力发电机组进行抽检测试,验证整个风电场具备低电压穿越能力。采用单台测试设备检验风电场低电压穿越能力效率较低,且不能验证整个风电场其他设备的低电压穿越能力。通过短路试验方式来验证风电场低电压穿越能力,并在通辽地区进行现场试验验证。试验结果表明采用短路试验的方法能够更好、更快地开展低电压穿越测试工作,确保大规模风电接入后的电网安全稳定运行。     

风电场低电压穿越过程中短路信号的研究

针对系统电压跌落的同时,部分并网风电场又发生某种短路故障进行了研究。文中对风力发电系统在同步旋转参考坐标系下的稳态和暂态进行数学建模。在MATLAB/SIMULINK的平台上满足持续并网的条件下,分析风电场在无故障和部分风机组发生短路故障时的完成系统低电压穿越的能力,并基于小波进行故障分析。依据各项仿真数据,得出结论:发生单相短路时,风电场能较稳定地进行穿越;而两相或三相短路时,在系统电压恢复瞬间将会有强烈的能量振荡和冲击电流,因此应尽可能在系统电压恢复前就切除故障。     

风电场实现低电压穿越技术改造方案

我国风电设备制造业刚刚起步,风电机组普遍不具备低电压穿越(LVRT)能力,对风电机组进行改造所需的成本昂贵,因此考虑对风电场进行技术改造。分析并综述了国内外实现风电场LVRT技术改造的主要方案,现阶段并联动态无功补偿装置和串联动态电压调节器比较可行,未来储能装置由于其具备有功无功调节的多种功能,将会广泛地应用于风电场提高低电压穿越能力。     

风电场低电压穿越研究

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,指出风电场具备LVRT能力的必要性.     

双馈变流器控制策略对风电场低电压穿越能力的影响研究

风电场低电压穿越能力与风电机组在故障期间的响应特性、风电场集电系统、无功补偿装置性能和接入电网条件等因素密切相关,其中故障期间单台风电机组的无功电流特性尤为重要。为了分析故障过程中风电机组无功电流特性对风电场稳定性的影响,基于通过验证的风电机组模型,在电力系统仿真软件DIgSILENT/PowerFactory中搭建了100 MW风电场的详细模型,包括风电机组、箱式变电站、场内馈线、主变压器、无功补偿装置和送出线路等。在不同电网强度下,对比分析风电机组在故障过程中具备吸无功、发无功不同特性时,风电场在故障过程中的电压分布、并网点有功和无功的暂态特性。研究结果表明,风电机组具备灵活的无功电流调节能力对风电场故障穿越能力的实现至关重要。     

应用STATCOM提高风电场低电压穿越能力

研究了用STATCOM来提高恒速异步机风电场的低电压穿越能力.对目前风电场低电压穿越能力较低的原因以及STATCOM应用于风电场的作用机理分别进行了分析.在Matlab/Simulink中建立了含风电场和STATCOM的电力系统仿真模型,通过仿真实验验证了STATCOM在提高风电场低电压穿越能力方面所发挥的重要作用.仿真结果表明:STATCOM可以帮助风电场在电网故障后快速重建电压,抑制发电机转子加速,并且缩短了风电场的故障极限切除时间,确保了风电场连续并网运行以及电网的安全稳定.     

风电场接入对周边地区电网电压稳定性的影响分析

考虑风资源的随机性和所接入电网的结构特点,针对主流的双馈机组所构成的风电场,分析了风电场接入对接入点周边地区电网电压稳定性的主要影响,详细论述了风电场接入容量与电压稳定性的关系、电网出现大扰动时的暂态稳定性以及风电场低电压穿越能力。在此基础上,提出了改善电压稳定性的相关措施,研究了静止同步补偿器（static sync...     

风电场电流保护动作特性等价低电压穿越容量性能分析

文中将风电场接入规范定义的低电压穿越特性引入到风电场集电线路电流保护的动作特性中,提出了电流保护动作特性等价的风电机组低电压穿越能力评价指标——低电压穿越容量百分比系数,量化分析了工段和Ⅱ段电流保护动作特性等价的低电压穿越容量,提出了提高电流保护等价低电压穿越容量的改进措施。     

含光伏电站的输电网不对称故障分析方法

根据国内最新光伏能源并网规程的要求提出了一种新的光伏并网逆变器低电压穿越运行控制策略,当系统发生严重故障时,优先输出尽可能大的无功电流,以为电网提供较大的无功支撑;而当系统发生非严重性故障时,可同时保证光伏电站的最大有功输出及其对系统的无功支撑。在此基础上,建立了光伏电站受并网点电压和当前时刻所捕捉最大有功功率共同控制的受控电流源模型,并进一步研究了含大型并网光伏电站的输电网不对称故障分析理论和方法,利用对称分量法建立了不对称故障电路方程,提出了基于试根法的计算机求解方案。最后,通过算例计算与仿真设计,验证了理论分析的可行性与有效性。     

基于解析法的电网故障时双馈风力发电机电磁暂态过程研究

电磁暂态过程是双馈型风力发电机低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)问题的关键所在,对其准确分析是探究和提高风电机组LVRT运行性能的基础和依据。鉴于常规分析进行较多的假定与近似,难以准确地描述这一电磁暂态过程。文章从双馈电机数学模型出发,运用解析运算的方式对故障时电机的电磁暂态过程进行详细推导和深入分析,并借助叠加原理和拉普拉斯变换方法逐步推导出电机定、转子磁链和电流的解析表达式,并在此基础上讨论了电磁暂态过程的重要特征。最后,通过仿真验证推导的正确性以及解析表达式的准确度。所得解析表达式不仅能够为相关LVRT策略的提出提供理论依据,而且能够为大型风电场建模,尤其是考虑电力系统稳定性的仿真建模提供理论参考。     

风力发电机组故障穿越问题综述

介绍了当今世界主流风电市场的风电并网规程,进一步研究后重点综述了风电机组故障穿越诸多问题,如低电压穿越、高电压穿越、频率穿越。还分析了三种主流风电机组故障穿越能力和电力系统之间的相互影响,汇总了三种主流风电机组低电压穿越能力的工程实现方案。最后结合多年的实际工程经验,以各国电网风电接入规程和各种风电机组故障穿越特性为线索,探讨了需要重点注意的故障穿越技术问题,并总结出了决定风电机组低电压穿越特性的12项技术要素。     

采用新型动态撬棒的DFIG低高电压连锁故障穿越技术研究

针对传统撬棒电路(采用固定电阻)在解决双馈风力发电机(DFIG)低高电压连锁故障穿越时,难以兼顾发电机转子侧电流和直流母线电压的抑制问题,采用电机电磁暂态分析的方法,找出了双馈风力发电机转子电流、电压与撬棒电阻的关系,提出一种撬棒电阻动态自适应的控制方法。该方法适用于低电压、高电压及低高电压连锁故障,解决了电网故障穿越时无法同时抑制转子电流和母线电压的波动问题。采用理论分析和仿真实验,证明该方法在电压跌落故障、电压骤升故障以及低高压连锁故障下能够有效地抑制转子电流和直流母线电压的波动,提高了系统的故障穿越能力。     

风电场柔性直流输电的故障穿越方法对风电机组的影响

柔性直流输电(VSC-HVDC)系统是大型风电场并网的较好选择,当发生交流系统故障时,故障穿越控制器可维持该系统的稳定性。然而,控制器会对风电机组造成一定影响。针对大型风电场VSC-HVDC系统接入的故障穿越问题,文中首先在PSCAD/EMTDC中建立了含有普通异步/双馈风电场详细模型的两端VSC-HVDC系统仿真模型,并验证了升频法和降压法两种典型的故障穿越方法。然后进一步研究了不同类型风电机组在不同的故障穿越方法下的特性和差异,从而得出风电场VSC-HVDC系统的故障穿越方法对风电机组的影响规律。研究得出的结论可以为不同类型的风电机组接入VSC-HVDC系统时故障穿越方法的选择提供一定的参考依据。     

海上风电并网可靠性分析及提升关键技术综述

针对跟网型双馈风电场配置的传统低电压控制策略在多电压扰动场景下普适性差的问题,该文提出一种考虑机组状态差异化的风电场短期电压分散预防控制策略。首先,分析配置无功控制、Crowbar保护电路的双馈风电场低电压穿越动态特性,获取各风电机组低电压穿越期间电流及阻抗特性;然后,借助考虑风电场内阻抗变化的节点电压法,构建机组注入电流与机端电压间的动态关系,确定各机组低电压穿越期间对场站内节点电压的影响程度;进一步,设计不同电压扰动场景下的风电场电压控制目标,构建适应多种电压跌落深度的风电场预防控制策略;最后,在Simulink及RTLAB OP5600实时数字仿真平台中搭建含4台双馈风电机组的风电场和某实际风电场电磁暂态模型,验证所提风电场控制策略有效性。

     

风力发电机组低电压穿越能力的试验分析

针对多起因系统故障引起电压跌落,导致风力发电机组脱网事故,对风电机组的低电压穿越能力进行分析,采用风电机组低电压穿越移动测试装置对风电机组进行低电压穿越能力测试。测试结果表明:风电机组低电压穿越能力测试可以精确记录风电机组低电压穿越期间电压、电流等各项参数指标,对并网风机及系统的稳定运行意义重大。     

大规模风力发电机脱网故障模型研究与展望

对大规模风力发电机（以下简称风机）脱网事故进行分析并对故障模型进行综述.比较了常规电厂和风电场的区别,分析总结风机种类及其故障特征,在此基础上探讨风电发展及其并网技术,并对风机低电压穿越能力进行分析.通过研究国内外风电并网技术,对风机脱网事故原因进行分析,阐述了各种风机脱网故障模型的仿真效果,最后针对风机脱网故障模型问题提出总结及展望,认为应加强风电机组电磁暂态通用模型研究.