直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組低電壓穿越研究

宋亞群

摘要：在最近幾年來，我國各項風力基礎(chǔ)發(fā)電設(shè)施體系建設(shè)日趨完善，與此同時，國家支持風電并網(wǎng)行業(yè)也不斷飛速發(fā)展壯大起來，為我國社會經(jīng)濟創(chuàng)造展現(xiàn)出較高的經(jīng)濟價值。在這種實際情形之下，有關(guān)平臺提升風電并網(wǎng)能力風電并線機組提升低電壓電流穿越運行能力的技術(shù)研究越來越成熟。本文就平臺直驅(qū)永磁平臺同步并網(wǎng)風力發(fā)電并網(wǎng)機組提升低電壓電流穿越能力技術(shù)的基本原理及其與理論實踐的有機整合以及應用問題進行深入性的探究，以期通過相關(guān)的技術(shù)研究成果資料收集能為該相關(guān)技術(shù)的后期實際操作應用帶來有益的經(jīng)驗借鑒。

關(guān)鍵詞：直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組;低電壓;穿越

引言

隨著我國現(xiàn)代特色社會主義總體經(jīng)濟社會發(fā)展市場形勢逐步好轉(zhuǎn)趨穩(wěn)穩(wěn)定向好，各大型電力行業(yè)快速健康發(fā)展所迫的需要及其依托的大型電力電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)主要核心技術(shù)都在不斷地對其建設(shè)發(fā)生電網(wǎng)優(yōu)化建設(shè)調(diào)整，以此主要技術(shù)條件來有效地適應日益需求不斷擴大的內(nèi)外部大型電力電網(wǎng)市場需求。永磁風電同步大型直驅(qū)永電永磁同步大型交流風電同步電力電網(wǎng)機組以其優(yōu)越的主要技術(shù)條件性能，成為目前用于我國大型交流電力系統(tǒng)進行電網(wǎng)優(yōu)化建設(shè)的一種國際主流大型風電電網(wǎng)裝機配套設(shè)備項目。

一、直驅(qū)永磁同步風電機組低電壓穿越技術(shù)原理及核心內(nèi)容分析

1.直驅(qū)永磁同步風電機組低壓登車原理分析

從主要技術(shù)性能本質(zhì)上面的角度分析來看，電網(wǎng)配套設(shè)備優(yōu)化建設(shè)的主要技術(shù)最終目標不僅主要是為了充分利用滿足現(xiàn)階段電力需求面對日益增長的當前我國大型電力系統(tǒng)電網(wǎng)用戶的每年持續(xù)上網(wǎng)用電量不斷增加時的需求，且同時可以充分利用這些主要核心技術(shù)基礎(chǔ)條件支撐來直接為我國電力系統(tǒng)供電管理系統(tǒng)節(jié)能環(huán)境治理優(yōu)化建設(shè)做好了技術(shù)條件支撐。長期實踐研究經(jīng)驗分析表明，在永磁直驅(qū)永磁同步大型交流風電同步電力電網(wǎng)機組配套發(fā)電設(shè)備及其他與其建設(shè)相關(guān)的各種核心技術(shù)條件改造問題解決實施方案的主要技術(shù)條件支撐下，我國目前的大型風力電網(wǎng)配套設(shè)備裝機故障停電事件統(tǒng)計發(fā)生率大中小概率明顯同比有所大幅下降。

現(xiàn)階段，我國網(wǎng)絡風電并網(wǎng)裝機容量正在不斷擴大，以此方式來充分滿足國內(nèi)各行業(yè)領(lǐng)域的網(wǎng)絡電力并網(wǎng)需求。在現(xiàn)實應用領(lǐng)域中，擴容后的風力并網(wǎng)將使風電電力機組的運行性能并未得到有明顯的顯著提升，這就必然需要憑借風電相關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)支持來不斷改善風力并網(wǎng)后的網(wǎng)絡電力系統(tǒng)運行能力。從技術(shù)概念上分析來看，直驅(qū)永磁風電同步并網(wǎng)風力發(fā)電并網(wǎng)機組中的低電壓連續(xù)穿越系統(tǒng)技術(shù)，主要指的也就是在風力電網(wǎng)線路故障不斷引起并網(wǎng)電壓連續(xù)跌落的情況同時，風電電力機組仍然能夠繼續(xù)保持風力并網(wǎng)連續(xù)運行的一種穩(wěn)定運轉(zhuǎn)態(tài)勢，此外，如若電力條件能夠允許的正常情況下，為了使電網(wǎng)電力系統(tǒng)能夠提供一定的無功功率，直至并網(wǎng)電網(wǎng)環(huán)境恢復之前的穩(wěn)定狀態(tài)。

2.直驅(qū)永磁同步風電機組低電壓穿越技術(shù)核心內(nèi)容分析

從這些研究成果項目中可以發(fā)現(xiàn)，相對于自動感應異步控制系統(tǒng)或既往其它異步系統(tǒng)而言，直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機組低電壓穿越技術(shù)本身有著較為明顯的技術(shù)優(yōu)勢。究其故障原因主要在于，直驅(qū)永磁轉(zhuǎn)速同步控制風力發(fā)電器械機組由于低電壓轉(zhuǎn)速穿越控制技術(shù)的廣泛應用使其實效較為突顯。因此例如：在國際實踐應用過程中，當上升電壓元件跌落嚴重時，不便于利用直流上升電壓轉(zhuǎn)速控制來同時儲存較大能量，限制住了變頻整流器直流逆變側(cè)過升降電壓和互聯(lián)網(wǎng)側(cè)交流逆變器過降壓電流，可通過采取利用變頻換槳器和控制器等手段應用來有效抑制風力發(fā)電機輸出功率大幅減小的同時機械分組內(nèi)部機械傳動轉(zhuǎn)速的大幅升高。

二、直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機低壓上下車技術(shù)實用價值研究

1.直驅(qū)永磁式同步風電機組低壓啟停具體方法分析

從現(xiàn)實的技術(shù)角度分析來看，直驅(qū)永磁是在同步針對風力發(fā)電電動機組進行低電壓電流穿越解決方案中所要求采取的主要控制措施一般有五點主要內(nèi)容：其一，鑒于當前電力系統(tǒng)網(wǎng)絡運行狀況的這種特殊性，則么就需要盡量選擇相對較耐壓以及過載電流值較大的各種電子線路元器件，如若在電力條件能夠允許的實際情況下，則么就需要不斷提高這些電子線路元器件本身的直流穩(wěn)壓電容的額定交流電壓電阻值，以此應用來有效適應當前的實際電力系統(tǒng)網(wǎng)絡內(nèi)部環(huán)境的異常調(diào)整運行狀況;其二，通過不斷增加采用鋪助風力網(wǎng)側(cè)穩(wěn)壓變流器的使用方式，來大大增強pmsg電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡總體運行能效，防止當前電力系統(tǒng)網(wǎng)絡內(nèi)部環(huán)境出現(xiàn)異常變化狀況;其三，在直流電容母線上同時接入風力儲能發(fā)電系統(tǒng)，并對其功能進行適當?shù)墓δ苷{(diào)整;其四，在當前電力系統(tǒng)相對穩(wěn)定的實際情況下，采取輔助變壓換槳器和控制裝置手段等本來可以保證風力電網(wǎng)網(wǎng)絡環(huán)境的良性正常運作。

2.直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機組低電壓穿越技術(shù)的應用實效

在整個系統(tǒng)運作的運行過程中，直驅(qū)永磁直流同步驅(qū)動風力發(fā)電驅(qū)動機組實現(xiàn)低電壓連續(xù)穿越解決方案設(shè)計需要根據(jù)pmsg不同系統(tǒng)的實際應用情況，在成本控制策略上，短時間低電壓連續(xù)跌落導致使驅(qū)動變壓整流器直流側(cè)驅(qū)動電壓在一定幅度范圍之下波動時，電機側(cè)驅(qū)動變流變壓器一般都盡可能繼續(xù)保持高度可控性。在相關(guān)技術(shù)的能力支撐下，如若系統(tǒng)的電壓故障較為嚴重的這種情況下，則系統(tǒng)可通過減小風力發(fā)電機組的輸出最大功率，限制使發(fā)電機的最大轉(zhuǎn)速持續(xù)上升。

結(jié)束語

通過對直驅(qū)永磁系列同步高速風力發(fā)電相關(guān)機組采用低電壓電流穿越技術(shù)方案的進行系統(tǒng)化研究分析，并同時結(jié)合當前國內(nèi)外的相關(guān)核心技術(shù)方案，總結(jié)并提出一種能夠通過改進該方案技術(shù)實際應用取得實效的具體研究策略。從方案研究發(fā)展過程以及國際實踐效果來看，針對直驅(qū)永磁系列同步高速風力發(fā)電相關(guān)機組采用低電壓電流穿越相關(guān)技術(shù)的方案研究仍然存在一定的技術(shù)局限性，在目前的先進技術(shù)水平之下，需要不斷對其方案進行更新調(diào)整，并最終達到實現(xiàn)當前電網(wǎng)系統(tǒng)故障的快速恢復處置任務目標，迅速完全恢復當前電網(wǎng)系統(tǒng)正常運作的穩(wěn)定正常狀態(tài)。

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