并且,針對風電場發(fā)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(guī)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(tài)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(tǒng)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(shù)方案(略)
本文采用的是雙饋異步風力發(fā)電系統(tǒng)(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(cè)通過一個升壓變壓器直接連接到電網(wǎng),轉(zhuǎn)子側(cè)通過三相交-直-交變頻器實現(xiàn)交流勵磁,并經(jīng)升壓變壓器連接到電網(wǎng),該變頻器采用的是電壓型PWM變頻器,可分為轉(zhuǎn)子側(cè)變流器(RSC)和一個網(wǎng)側(cè)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(nèi)部的功率損耗,二者均運行在恒功率運行模式,即穩(wěn)態(tài)運行時與電網(wǎng)沒有無功功率的交換。
該系統(tǒng)采用Crowbar電路保護轉(zhuǎn)子側(cè)變流器及直流母線卸荷電路DC-chopper聯(lián)合保護的方式,實現(xiàn)風電場低電壓穿越。在并網(wǎng)點并聯(lián)動態(tài)無功補償裝置STATCOM,實現(xiàn)對風電場無功功率的連續(xù)迅速調(diào)節(jié)。
圖2雙饋風電系統(tǒng)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(tǒng)的低電壓穿越能力展開研究,采用的是三機九節(jié)點系統(tǒng),原系統(tǒng)的G3同步發(fā)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(nèi)部風機的接線形式,風電場通過升壓變壓器連接至電網(wǎng)。