低电压穿越技术一般有三种方案:一种是采用了转子短路保护技术,二种是引入新型拓扑结构,三是采用合理的励磁控制算法。本周我主要看了前两种,以下分别介绍。
转子短路保护技术

比较典型的crowbar电路有如下几种:
(1)混合桥型crowbar电路,如图1所示,每个桥臂有控制器件和二极管串联而成。
(2)IGBT型crowbar电路,如图2所示,每个桥臂由两个二极管串联,直流侧串入一个IGBT器件和一个吸收电阻。
(3)带有旁路电阻的crowbar电路,如图3所示,出现电网电压跌落时,通过功率开关器件将旁路电阻连接到转子回路中,这就为电网故障期间所产生的大电流提供了一个旁路,从而达到限制大电流,保护励磁变流器的作用。
为什么需要低电压穿越
低电压穿越(Low voltage ride through,LVRT),低电压过渡能力,曾称“低电压穿越”。定义:小型发电系统在确定的时间内承受一定限值的电网低电压而不退出运行的能力。

光伏逆变器低电压穿越原理
因为火电或水电是可控发电能源,机组本身有励磁调节系统,维持机端电压稳定。而风是不可控能源,风机多是异步或永磁式发电机,机组本身无励磁调节系统,发电机、变压器等设备都要消耗无功。当电网事故,系统电压降低,风机无调节励磁功能,来支持电网电压恢复,反而因电压降低(09-085)Ue,低电压保护动作而跳闸,当大量机组跳闸,势必会因线路充电功率、无功消耗设备减少使系统电压升高,很多风机又会因过电压(11-115)Ue跳闸,使事故扩大。因此国网要求风机在电压降低20%-90%继续运行2S不脱网运行,并提供无功支持,支持电网电压恢复。
风机的低电压穿越时间为什么规定625ms
光伏逆变器低电压穿越:
避免在电网电压异常时脱离,引起电网电源的不稳定。 逆变器交流侧电压跌至20%标称电压时,光伏逆变器能够保证不间断并网运行1s;光伏逆变器交流侧电压在发生跌落后3s内能够恢复到标称电压的90%时,光伏逆变器能够保证不间断并网运行。
我国风力低电压穿越标准图示曲线,当电网电压跌落至这条曲线之下风力发电机组才允许切离电网
电网电压跌至20%时要求机组在625毫秒内不脱网运行,一方面保护了风力发电机组,一方面保护了电网,同时并网运行的机组还能够为电网提供无功补偿,帮助电网重新启动,这是我国的电网运行准则,不同的国家会针对自己的电网建设标准和水平来制定这一时间。
光伏逆变器需要低电压穿越吗?
你文中“风电在电网电压跌落期间不能脱网运行”的跌落范围是有限定条件的,在白色区域范围内,风机不能脱网运行。只有当电网电压跌落低于规定曲线以后才允许风力发电机脱网,而且当电压在凹陷部分时,发电机应提供无功功率。按照《国家电网公司风电场接入电网技术规定》(修订版)(2009)规定的风电场低电压穿越要求:
a) 风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保持并网运行625ms的低电压穿越能力;

b) 风电场并网点电压在发生跌落后 3s 内能够恢复到额定电压的 90%时,风电场内的风电机组保持并网运行。对于目前尚不具备低电压穿越能力且已投运的风电场,应积极开展机组改造工作,以具备低电压穿越能力。
1、光伏逆变器需要低电压穿越功能。
2、逆变器又称电源调整器,根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用二种。根据波形调制方式又可分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器和组合式三相逆变器。对于用于并网系统的逆变器,根据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器。
3、低电压穿越:当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时,在电压跌落的范围内,风电机组能够不间断并网运行。对于光伏电站当电力系统事故或扰动引起光伏发电站并网电压跌落时,在一定的电压跌落范围和时间间隔内,光伏发电站能够保证不脱网连续运行。


