幾種雙饋式變速恒頻風電機組低

1 引言
    并網風力發電是近十年來國際上發展速度最快的可再生能源技術。并網風力發電機與傳統的并網發電設備最大的區別在于，其在電網故障期間并不能維持電網的電壓和頻率，這對電力系統的穩定性非常不利。電網故障是電網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外風電機組的主流機型，其發電設備為雙饋感應發電機，當出現電網故障時，現有的保護原則是將雙饋感應發電機立即從電網中脫網以確保機組的安全。隨著風電機組單機容量的不斷增大和風電場規模的不斷擴大，風電機組與電網間的相互影響已日趨嚴重。人們越來越擔心，一旦電網發生故障迫使大面積風電機組因自身保護而脫網的話，將嚴重影響電力系統的運行穩定性。因此，隨著接入電網的雙饋感應發電機容量的不斷增加，電網對其要求越來越高，通常情況下要求發電機組在電網故障出現電壓跌落的情況下不脫網運行（fault ride-through），并在故障切除后能盡快幫助電力系統恢復穩定運行，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運行規則被提出。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(即圖中陰影區)不脫網運行[1][33]，電網電壓跌落到15%以后風電機組不脫網運行時間須持續達300ms，當電網電壓跌落低于曲線后才允許風電機組脫網。這里電壓指的是風電場連接點的電壓。而為英國部分地區供電的national grid電力公司則要求當高于200kv的輸電線路發生故障時，所有并網運行的電站或風電場必須在140ms內保持不脫網運行[2]。另外蘇格蘭電力公司(scottish hydro-electric公司)對電網故障時電站或風電場不脫網運行也有類似的要求[3]。

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