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集中式風電場LVRT支持系統
【日期】 2012年1月5日   【瀏覽】 [5313]
 
 
1.綜述
電網發生短路故障時,造成風電場并網點的電壓跌落,在短路故障未排除期間,屬低電壓工況,我國大多投運的風電場不具備在此工況下持續運行的能力(低電壓穿越運行LVRT),出于對風電機自身的保護,極易出現大面積停機脫網的現象,給電網的穩定造成不利的影響,嚴重時會導致電網崩潰。
國家電網于2009年12月份對風電場低電壓穿越能力作出了明確的規定,不具備LVRT功能,不予以并網許可。國家電網Q/GDW 392-2009《風電場接入電網技術規定》中第8條“風電場低電壓穿越”描述:


A.風電場內的風電機組具有在并網點電壓跌至20%額定電壓時能夠保證不脫網連續運行625ms的能力;
B.風電場并網點電壓在發生跌落后2s內能夠恢復到額定電壓的90%時,風電場內的風電機組能夠保證不脫網連續運行。
 
2.集中式風電場LVRT支持系統(CLSS)
我公司研發的集中式風電場LVRT支持系統(CLSS),相對目前常用的針對每臺風機所采用的“Crowbar”的分布式LVRT方案,有著顯著的優勢:
A. 以維持或重建機端電壓為設計目標;
B. 以維持有功平衡為設計目標;
C. 網故障恢復時,可立即向電網輸送有功功率,無磁場重建過程。
D. LVRT支持系統投入時間短,小于20ms,風電機的激磁磁場衰減較小,有利于在低電壓期間重建機端電壓;
E. 適用各種風電機組;容量可調整,可積木式升級;并網點低電壓期間,CLSS在匯集線LVRT-A側保持電流、電壓維持電網故障前水平,實現風電場LVRT,不涉及到風電機內部結構改動;
F. 集中式結構,串聯安裝在風電場開關站進線斷路器和升壓變之間,施工范圍小,運維簡易;CLSS方案對絕大多數風電場都適用。

3.CLSS工作原理

CLSS的原理核心為“串聯動態負載阻抗補償方式”:正常工作時,“主開關”處于“合”狀態,通過測量匯集線上的電流電壓信號,CLSS控制器監視并網點電壓狀態,每隔1s,按歐姆定律用測得的電壓除以電流計算出相應的“即時等效負載阻抗”值,并以與該“即時等效負載阻抗”值全等的原則更新補償阻抗的調整策略。串聯動態阻抗補償維持風電場匯集線電壓、電流不變,功率也不變!CLSS可以使得風電場的“有功恢復”速度達到極致。
4.主要參數指標
系統電壓等級:10Kv、35kV;
系統容量:可多級擴展,最大為100MW,典型為50MW;
LVRT支持功能啟動時間:小于20ms;
LVRT支持時間:不小于2s;
LVRT支持功能退出操作時間:小于20ms;
有功功率維持精度:不大于6.25% 。
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