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盤點2011:風電低電壓穿越技術解難題

2012-01-19 08:24:25 互聯網

2011年4月19日,清潔能源發電研究所承擔的國家“863”課題“風電機組低電壓穿越技術”在北京順利通過國家科技部組織的驗收。與會專家認為本課題研究工作全面,解決了低電壓穿越這一限制中國大規模風電并網的技術難題,一致同意通過驗收。

課題完成了基于Crowbar的改進型雙饋機組低電壓穿越方案,提出了基于全模糊控制器的勵磁控制器設計和直流側功率前饋控制以及系統不對稱控制等策略,完善了Crowbar的工程化設計和機組的協調控制。提出了串并聯聯合饋電的新拓撲,實現了極限情況的零電壓穿越。各項技術指標達到了合同規定要求,并應用于雙饋和直驅變流器產品中。同時,本課題建設完成了數字仿真環境、動模試驗平臺以及全功率測試環境,申請國家發明專利8項,發表論文32篇,參與標準制定6項,課題研究成果已經應用于風電變流器等相關產品,未來將創造明顯的經濟效益。

低電壓穿越(LVRT:LowVoltageRideThrough),指在風力發電機并網點電壓跌落的時候,風機能夠保持并網,甚至向電網提供一定的無功功率,支持電網恢復,直到電網恢復正常,從而“穿越”這個低電壓時間(區域)。LVRT是對并網風機在電網出現電壓跌落時仍保持并網的一種特定的運行功能要求。不同國家(和地區)所提出的LVRT要求不盡相同。目前在一些風力發電占主導地位的國家,如丹麥、德國等已經相繼制定了新的電網運行準則,定量地給出了風電系統離網的條件(如最低電壓跌落深度和跌落持續時間),只有當電網電壓跌落低于規定曲線以后才允許風力發電機脫網,當電壓在凹陷部分時,發電機應提供無功功率。這就要求風力發電系統具有較強的低電壓穿越(LVRT)能力,同時能方便地為電網提供無功功率支持,但目前的雙饋型風力發電技術是否能夠應對自如,學術界尚有爭論,而永磁直接驅動型變速恒頻風力發電系統已被證實在這方面擁有出色的性能。

2011年初,中國可再生能源學會宣布中國成為世界風電裝機第一大國和新增裝機量第一大國;2~4月,甘肅酒泉及瓜州、河北張家口連續發生多起風電機組大規模脫網事故;6~8月,國家能源局密集下發了多個關于加強風電管理的文件,風電行業調控力度加大,轉變風電發展思路;8月底,主要風機制造商半年報數據發布,業績均出現不同程度的下滑,中國電力企業聯合會的調查結果同時表明,7月份五大發電集團的風電業務利潤環比降低8.2億元。

中國風電市場來說,目前最大的商機是低電壓穿越。在中國的30000多臺風機容量中,有低電壓穿越功能的不到10%。低電壓穿越是對風機整體和風電場的要求,不能片面的理解為對單個風機或者是風機特定部件的要求,作為風機主機廠家,應全面客觀的理解低電壓穿越要求,從風機整體考慮去滿足電網導則的要求。




責任編輯: 中國能源網

標簽:盤點 風電 風能