随着双馈感应异步风力发电机组在电网中所占容量逐年骤增,电网对并网风力发电机组要求越来越高,要求其具有一定的低电压穿越能力。在电网出现电压跌落过程中要求其能成功穿越故障,而不是从电网中直接切除,如果直接从电网中切除,将会造成更大的连锁反应,甚至造成电力系统崩溃。
随着风力发电机组在电网中所占比例逐年增大和新能源产业快速发展,欧洲一些国家已经提出了风力发电机组低电压穿越能力的一些性能指标,我国暂时还没有提出类似的指标。这些性能指标就是要求在终端电压跌落过程中,发电机组不能直接脱离电网,而是在电网故障期间向电网输送一定的无功分量,帮助发电机终端电压恢复至正常运行状态。在欧洲一些风力发电技术发达的国家,已经提出了低电压穿越技术准则,当电网电压跌落在规定范围之内时,发电机应该向电网输送一定的无功功率帮助电网电压恢复。由于发电机组容量在逐渐增大,不允许电网电压在规定范围之内与电网解列,这样风力发电机组必须具有一定的低电压穿越能力。当电网电压跌落超出其规定范围之内时,才允许发电机与电网解列。智能AVC与智能电网的发展方向一致,在接纳可再生能源的同时,必须考虑到提高风力发电机组的低电压穿越能力,为今后的大规模发展奠定坚实的基础。
目前最实用的是在转子绕组中串入Crowbar电路,在电网电压出现跌落时,为转子提供旁路电路释放能量,限制定转子过电流和直流母线电容的安全,其电路如图7-13所示。
智能AVC需要采用新型故障穿越控制策略来提高风电机组的低电压穿越水平,新型故障穿越(Fault Ride-through Technology,FRT)控制策略能够改善传统的基于旁路电阻Crowbar装置的LVRT暂态控制性能,在一定程度上能够解决常规Crowbar电路低压穿越技术的不足。(www.xing528.com)
图7-13 转子Crowbar电路双馈风力发电系统拓扑
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