10
时间: 05:07
定速机组
0MW
236kV 244kV
0MW
251kV
38Mvar 电容器组
Post-Fault 故障后
11
时间: 05:13
系统调整后 After regulationFra bibliotek0MW
235kV
0MW
237kV
38Mvar 电容器组
控制电压
12
1.3 电网故障大面积风电切机的后果 Results of wind turbine break down
2020年，达到1.5亿风电装机 Year 2020, 150GW wind power
Northeast power grid 东北电网
Northwest power grid 西北电网
North China power grid 华北电网
Tibet 西藏
East China power grid
14000
12000 10000
累计装机容量
8000 （MW）6000
4000
2000
0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 年份
截至2009年底 风电吊装容量：2268万kW 风电装机容量：1613万kW
（根据中电联统计数据）
2
中国的风电发展情况介绍 Wind power development status
风电机组的低电压穿越的实现
Realization of wind turbines LVRT capability
我国风电并网标准的各方面要求
The Chinese wind power grid code requirements
4
1、 我们为什么需要低电压穿越
Why do we need LVRT (from power system point of view)
Central China power grid
华东电网
华中电网
千万千瓦风电基地 10GW Wind Power Base
South China power grid 南方电网
Taiwan 台湾
3
主要内容 Content
我们为什么需要风电的低电压穿越
Why do we need Low Voltage Ride Through of wind power
6
1.2 我们为什么需要低电压穿越 Why do we need LVRT
50.0Hz
50.2
49.8
发 电Generation
用 电 consumption
常规电源 Power Plant
电网(Power System)
用电负荷 （Load）
风电 （Wind）
保持系统功率平衡、频率稳定。 ­ Keeping power balance and frequency stable of power system
电网发生电压跌落对风电机组的影响 ­ 机械、电气功率的不平衡影响机组稳定运行 ­ 暂态过程导致发电机中出现过流，可能损坏器件 ­ 附加的转矩、应力可能损坏机械部分 The impact of voltage dips on wind turbine ­ Unbanlancing torque may influnce the stable operation of
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1.4 电网故障大面积风电切机的原因 Reason of wind turbine break down
变速风电机组由于变频器对电网故障过于敏感，电网轻微故障会引起机组切除。 风电机组都是0s启动切除。 风电机组没有低电压穿越功能，当风电装机更大时，电网频率会有问题。 ­ The tripping of variable speed wind turbine caused by the grid
双馈变速机组的Crow-bar resistance 解决方案
只是旁路转子变频器，定子侧变频器仍挂网运行。 Crow-bar 动作期间，成为普通的异步机。
Crow-bar resistance solution of DFIG based wind turbines
Bypass the rotor side converter, and grid side converter will be still in operation.
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1.1 低电压穿越（LVRT）的概念 Concept of Low Voltage Ride Through
什么是低电压穿越？ ­ LVRT：Low Voltage Ride Through ­ 当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在一定
电压跌落的范围内，风电机组能够不间断并网运行。 Wind turbines should stay connected to the network and keep operation following voltage dips caused by shortcircuit on any or all phases, where the voltage measured at the HV terminals of the grid connected transformer remains above the predefined voltage profile. ­ 也有故障穿越的提法。FRT：Fault Ride Through
223MW
234kV
38Mvar 电容器组
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吉林电网风电机组切机情况介绍 Briefing of large scale wind turbine break down
80ms后故障线路三相切除； 80-110ms后，洮南大通风电场内所有机组跳闸；120-150ms 后，富裕风电场所有风机跳闸；同发龙源、华能场内所有风电 机组跳闸； 05:07:55 故障线路重合成功； ­ 80ms later, the 3 phases of faulted line was tripped ­ 80 - 110ms later, all the wind turbines in TaoNan Datong
Crow-bar 动作时间很短，60~80ms；Crow-bar的电阻可以阻 尼转子磁链，当转子磁链衰减后就可以退出，此时稳态短路电 流已不是很大。
Crow-bar退出后，变频器重新同步，控制能力恢复。
Crow-bar resistance solution of DFIG based wind turbines
Behaving as a normal induction machine during the activation of Crow-bar.
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2.2 双馈风机低电压穿越实现的解决方案 Normal solutions of DFIG
双馈变速机组的Crow-bar resistance 解决方案
潮流反转； 电网电压由于潮流变化导致偏高或偏低； 电网频率有较大变化，严重时会引起频率稳定问题甚至大 停电。 ­ Load Flow reversal ­ Power Grid voltage increase or decrease caused by
load flow variation ­ Grid frequency variation, even power grid blackout.
disturbances is arisen from the higher sensitivity of converter to overcurrent. ­ The wind turbines are tripped instantaneously.
-低电压穿越必不可少！ 其提出主要是基于有功平衡的考虑。
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中国的风电发展情况介绍 Wind power development status
中国目前的风电大规模开发情况下，风电并网的技术难题、运行难题、 输电瓶颈逐步显现，风电并网难成为目前一个关注热点。 Grid Integration issue is becoming a focus highlight now.
Duration of Crow-bar activation is 60-80ms. The resistance of crow-bar damping the rotor flux and crow-bar out of service when the rotor flux declines.
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2.2 双馈风机低电压穿越实现的解决方案 Normal solutions of DFIG
典型Crow-bar控制电路 Typical Crow-bar control circuit
DFIG 双馈机
Rotor Side
转子侧 变频器
Converter
转子短路器 (Crow-bar)
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2.2 双馈风机低电压穿越实现的解决方案 Normal solutions of DFIG
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吉林电网风电机组切机情况介绍 Briefing of large scale wind turbine break down
时间: 2008.04.09 早晨 天气情况: 刮风，下小雨。 故障位置: 白城至开发变66kV线路(19km) ，距离白城变2.4km。 故障类型: 2相短路 (B-C) 发生时间 05:07:54 保护动作情况: 线路距离保护与过流保护动作 ­ 2008.04.09 morning ­ Windy, small rain. ­ Fault type: 2 phase short circuit (B-C) happened at 05:07:54 ­ Fault location: 66kV distribution line from Baicheng to Kaifa