風力發電控制系統發展現狀及展望

　　（2）需要進一步提高低電壓穿越運行能力（LVRT）。風力發電機組，尤其是雙饋型風機，抵抗電網電壓跌落的能力本身較差。當發生電網電壓跌落時，從前的做法是讓風機從電網切出。當風機在電網中所占比例較小時，這種做法對電網的影響還可以忽略不計。但是，隨著在網運行風機的數量越來越大，尤其是在風力發電集中的地區，如國家規劃建設的六個千萬千瓦風電基地，這種做法會對電網造成嚴重影響，甚至可能進一步擴大事故。歐洲很多國家，如德國、西班牙、丹麥等國家，早就出臺了相關標準，要求在這種情況下風機能保持在網運行以支撐電網。風機具有的這種能力稱為低電壓穿越運行能力（LVRT），有的國家甚至要求當電網電壓跌落至零時還能保持在網運行。我國也于今年8月由國家電網公司出臺了《風電場接入電網技術規定》，其中規定了我國自己的低電壓穿越技術要求，明確要求風電機組在并網點電壓跌落至20%額定電壓時能夠保持并網運行625ms、當跌落發生3s內能夠恢復到額定電壓的90%時，風電機組保持并網運行的低電壓穿越運行要求。應該說，這還只是一個初步的、相對較低的運行要求。在今后可能還會出臺更為嚴格的上網限制措施。這些要求的實現，主要靠控制系統中變頻器算法及結構的改善，當然和主控和變槳系統也有密切聯系。

    （3）實現在功率預估條件下的風電場有功及無功功率自動控制。目前，風電機組都是運行在不調節的方式，也就是說，有多少風、發多少電，這在風電所占比例較小的情況下也沒有多大問題。但是，隨著風電上網電量的大幅度增加，在用電低谷段往往是風機出力最大的時段，造成電網調峰異常困難，電網頻率、電壓均易出現較大波動。當前，電網對這一問題已相當重視，要求開展建設風電場功率預測系統和風電出力自動控制系統，實現在功率預測基礎上的有功功率和無功功率控制能力。事際上，這個系統的建設不是一件容易的事情，涉及到很多方面的技術問題。但是，無論如何說，序幕已經拉開。

    發展展望

    從上面的敘述中可以看出，控制系統作為風電機組中最關鍵的核心零部件，目前仍是國內風電設備制造業中最薄弱的環節，也是國內目前唯一沒有實現批量國產化的部件，其主要原因在第二部分中已經分析過。但是，我們也看到，以東方自控為代表的國內一些企業，已經在包括變頻器在內的控制系統的自主研發方面邁出了重要的步伐，取得了很多成果。因此，預計再經過兩到三年時間，將可實現風機控制系統的全面國產化配套，并具備如海上風機等更大型風電機組控制系統的自主研發能力，這樣，風機國產化的最后一個瓶頸也將被突破。同時，借此一角，也呼吁國內的風機用戶樹立對國產控制系統的使用信心，支持國產化事業的發展。同時，國內企業在服務支持及備件供應方面畢竟有較大的優勢，從長遠來看，一定會給風電企業帶來良好的回報。