幾種雙饋式變速恒頻風電機組低

1 引言
    并網(wǎng)風力發(fā)電是近十年來國際上發(fā)展速度最快的可再生能源技術(shù)。并網(wǎng)風力發(fā)電機與傳統(tǒng)的并網(wǎng)發(fā)電設(shè)備最大的區(qū)別在于，其在電網(wǎng)故障期間并不能維持電網(wǎng)的電壓和頻率，這對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性非常不利。電網(wǎng)故障是電網(wǎng)的一種非正常運行形式，主要有輸電線路短路或斷路，如三相對地，單相對地以及線間短路或斷路等，它們會引起電網(wǎng)電壓幅值的劇烈變化。
    雙饋式變速恒頻風電機組是目前國內(nèi)外風電機組的主流機型，其發(fā)電設(shè)備為雙饋感應發(fā)電機，當出現(xiàn)電網(wǎng)故障時，現(xiàn)有的保護原則是將雙饋感應發(fā)電機立即從電網(wǎng)中脫網(wǎng)以確保機組的安全。隨著風電機組單機容量的不斷增大和風電場規(guī)模的不斷擴大，風電機組與電網(wǎng)間的相互影響已日趨嚴重。人們越來越擔心，一旦電網(wǎng)發(fā)生故障迫使大面積風電機組因自身保護而脫網(wǎng)的話，將嚴重影響電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。因此，隨著接入電網(wǎng)的雙饋感應發(fā)電機容量的不斷增加，電網(wǎng)對其要求越來越高，通常情況下要求發(fā)電機組在電網(wǎng)故障出現(xiàn)電壓跌落的情況下不脫網(wǎng)運行（fault ride-through），并在故障切除后能盡快幫助電力系統(tǒng)恢復穩(wěn)定運行，也就是說，要求風電機組具有一定低電壓穿越(low voltage ride-through)能力。為此，國際上已有一些新的電網(wǎng)運行規(guī)則被提出。例如：德國北部的電力公司(e.on netz公司)要求風電場能夠在圖1所示的電壓范圍內(nèi)(即圖中陰影區(qū))不脫網(wǎng)運行[1][33]，電網(wǎng)電壓跌落到15%以后風電機組不脫網(wǎng)運行時間須持續(xù)達300ms，當電網(wǎng)電壓跌落低于曲線后才允許風電機組脫網(wǎng)。這里電壓指的是風電場連接點的電壓。而為英國部分地區(qū)供電的national grid電力公司則要求當高于200kv的輸電線路發(fā)生故障時，所有并網(wǎng)運行的電站或風電場必須在140ms內(nèi)保持不脫網(wǎng)運行[2]。另外蘇格蘭電力公司(scottish hydro-electric公司)對電網(wǎng)故障時電站或風電場不脫網(wǎng)運行也有類似的要求[3]。

             圖1 e.on netz公司對電網(wǎng)故障時風電場不脫網(wǎng)運行的電壓范圍要求[33]