低电压穿越功能

一：什么是低电压穿越？能不能简单点说？

所谓低电压穿越亥是指风力发电机组的一种能力。

随着风电机组装机容量的增加，当电网发生故障，电压跌落时，不具备低电压穿越能力，或低电压穿越能力不够的风电机组，为了自保，会退出电网，如果大量的风电机组退出电网，会导致电网电压继续跌落，造成供电电网瘫痪。

具备低电压穿越能力的风电机组则不同，当电压跌落时，加大力度向电网输送无功，尽力维持电网电压。当电网电压恢复时，恢复正常的有功输出。

二：低电压穿越能力的作用

具有低电压穿越能力可保证风电机组在电网故障电压降低的情况下 ,尽最大可能与电网连接 ,保持发电运行能力，减少电网波动。一般 230 kV 或更高电压等级线路的故障，在 6 个周波(120 ms)内被切除 ,电压恢复到正常水平的 15 %需要 100 ms ,恢复到正常水平的 75 %或者更高水平则需要1 s ，LVRT功能是要风电机组在故障电压短时间消失期间 ,保持持续运行的能力 ,如此后电压仍处在低压 ,风电机组将被低压保护装置切除。

三：低电压穿越能力的介绍

低电压穿越能力（Low voltage ride through capability），就是指风力发电机的端电压降低到一定值的情况下不脱离电网而继续维持运行，甚至还可为系统提供一定无功以帮助系统恢复电压的能力。具有低电压穿越能力的风力发电机可躲过保护动作时间，故障切除后恢复正常运行。这可大大减少风电机组在故障时反复并网次数，减少对电网的冲击。

四：什么是低电压穿越系统？

低电压穿越（LVRT），指在风力发电机并网点电压跌落的时候，风机能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间(区域)

低电压穿越系统的主设备户内安装，核心部件包括电抗器组合、断路器组合、控制系统、测量系统四部分：其中电抗器采用国际知名品牌西门子或施耐德公司设计和生产；断路器组合采用国际知名品牌西门子、施耐德或ABB公司产品。

1）电抗器：限流电抗器根据接入的电网情况以及测试风电机组容量整体进行考虑，能够适应各种电网情况和风电机组，限流电抗器设计为阻值可调，确保在进行测试时，对电网的影响在允许范围之内。短路电抗器阻值可调，短路电抗器和限流电抗器配合调节实现不同程度的电压跌落。

2）连接铜排：连接铜排分为导电铜排和接地铜排，导电铜排用来连接抗器实现各种不同组合。

3）避雷器：电抗器相与相之间、每相与地之间接有避雷器；电抗器每个连接头之间均装有避雷器，对电抗器起到了很好的保护作用。

4）供电系统以及暖通、照明设备。

5）电抗器温度监测仪：试验过程中可能会在电抗器中流过很大的短路电流，使得电抗器发热，根据需要安装电抗器温度监测仪，随时监测电抗器温度，通过设定电抗器温度保护限值，当温度过高可以将电抗器以及整个测试系统从电网中切出。

6）紧急报警系统：电抗器温度过高，紧急报警系统启动，进入相应的控制程序。

7）断路器组合：断路器组合由SF6气体绝缘开关柜组合和SF6气体绝缘户内断路器共同组成，SF6气体绝缘开关柜体积小，所有带电部分均有气体密闭，没有任何带电体裸露，每一个断路器均和三工位开关配合，安全可靠，操作简单安装方便。开关柜组合和户内断路器配合，共同实现试验设备要求功能。

8）就地控制系统：就地控制系统用来控制所有断路器、隔离刀闸和接地刀闸的开断，自动完成所有试验项目。

9）测量与数据处理系统：系统根据触发指令开始测量和记录试验过程中的所有测试信息，并完成相关计算；系统能够实时显示和将测量结果并能导出为开放格式数据以用于分析计算。测试系统还包括远方监视和控制系统，在试验时远程控制完成所有试验项目，并对试验数据和结果进行处理。

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五：详细说明高压变频器的低电压穿越功能？

高压变频器及供电对象设备外部故障或扰动引起的暂态、动态或长时间电源进线电压降低到规定的低电压穿越区内时，能够可靠供电，保障供电对象的安全运行。

说白了，就是高压变频器本身，或者是高压变频器的负荷出现了故障，或者是由于其他干扰因素，导致高压变频器电源系统电压低的时候，高压变频器就要变成发电机，保证变频器负荷的稳定运行。再说的简单点儿，就是高压变频器需要具备电源功能。

六：为什么只有风电有低电压穿越的问题

因为火电或水电是可控发电能源，机组本身有励磁调节系统，维持机端电压稳定。而风是不可控能源，风机多是异步或永磁式发电机，机组本身无励磁调节系统，发电机、变压器等设备都要消耗无功。当电网事故，系统电压降低，风机无骇节励磁功能，来支持电网电压恢复，反而因电压降低（0.9-.085）Ue，低电压保护动作而跳闸，当大量机组跳闸，势必会因线路充电功率、无功消耗设备减少使系统电压升高，很多风机又会因过电压（1.1-.1.15）Ue跳闸，使事故扩大。因此国网要求风机在电压降低20%-90%继续运行2S不脱网运行，并提供无功支持，支持电网电压恢复。

七：低电压穿越是怎么一回事？求详细的解释

低电压穿越：当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在电压跌落的范围内，风电机组能够不间断并网运行。对于光伏电站当电力系统事故或扰动引起光伏发电站并网电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间间隔内，光伏发电站能够保证不脱网连续运行。

基本要求

对于风电装机容量占其他电源总容量比例大于5%的省（区域）级电网，该电网区域内运行的风电场应具有低电压穿越能力。

风电场低电压穿越要求

右图为对风电场的低电压穿越要求。

a) 风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保证不脱网连续运行625ms的能力；

b) 风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场内的风电机组能够保证不脱网连续运行。

考核要求

对于电网发生不同类型故障的情况，对风电场低电压穿越的要求如下：

a) 当电网发生三相短路故障引起并网点电压跌落时，风电场并网点各线电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证不脱网连续运行；风电场并网点任意线电压低于或部分低于图中电压轮廓线时，场内风电机组允许从电网切出。

b) 当电网发生两相短路故障引起并网点电压跌落时，同理。

c) 当电网发生单相接地短路故障引起并网点电压跌落时，风电场并网点各相电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证不脱网连续运行；风电场并网点任意相电压低于或部分低于图中电压轮廓线时，场内风电机组允许从电网切出。

有功恢复

对电网故障期间没有切出电网的风电场，其有功功率在电网故障切除后应快速恢复，以至少10%额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的值。

无功支撑

对于百万千瓦（千万千瓦）风电基地内的风电场，其场内风电机组应具有低电压穿越过程中的动态无功支撑能力，要求如下：

a) 电网发生故障或扰动，机组出口电压跌落处于额定电压的20%~90%区间时，机组需通过向电网注入无功电流支撑电网电压，该动态无功控制应在电压跌落出现后的30ms内响应，并能持续300ms的时间。

b) 机组注入电网的动态无功电流幅值为：K(1.0-Vt)In。 In为机组的额定电流；Vt为故障区间机组出口电压标幺值；Vt=V/Vn,其中V为机组出口电压实际值，Vn为机组的额定电压，K≥2。

必要性

据国家电力监管委员会2011年第四号《风电安全监管报告》统计，仅2011年一年，我国发生规模超过10万千瓦的风电机组脱网事故193次，超过50万千瓦的大型事故12次。风电机组脱网事故给电网安全稳定运行和可靠供电带来很大风险，同样也使风电场业主遭受电量损失。

据事故调查分析，部分并网运行的风电机组不具备低电压穿越能力，且故障期间未能有效地提供动态无功支撑，是造成风电大规模脱网的主要原因之一。当风电场不具备低电压穿越能力，电力系统发生扰动故障导致大量风电机组被切除时，系统潮流会发生严重转移，电网电压和频率均受到影响，不利于系统的稳定运行。

为维持电力系统的安全稳定运行和保证风电场并网安全，对风电场提出低电压穿越的要求是必要的。低电压穿越要求是电力系统功率平衡与频率稳定的需要，也是局部电网电压稳定及电压恢复的需要。[1]

3机组造价编辑

风电机组低电压穿越（LVRT）能力的深度对机组造价影响很大,根据实际系统对风电机组进行合理的LVRT能力设计很有必要。对变速风电机组LVRT原理 进行了理论分析,对多种实现方案进行了比较。在电力系统仿真分析软件DIgSILENT/PowerFactory中建立双馈变速风电机组及LVRT功能 模型。以地区电网为例,详细分析系统故障对风电机组机端电压......余下全文>>

八：低电压穿越的作用是什么？

降低系统故障时大容量风电退出对系统的影响

九：低电压穿越能力的检测

风电机组低电压穿越(LVRT)能力的深度对机组造价影响很大,根据实际系统对风电机组进行合理的LVRT能力设计很有必要。而如何检测低电压穿越能力是亟待解决的一个难题。目前市场已经出现一些低电压穿越能力的检测方法和设备：这些检测平台能够同时满足现场安装在风电场的单台风电机组低电压穿越能力检测，满足光伏发电站并网接入验收的低电压穿越能力检测，满足光伏逆变器与风电发电机组的型式试验的低电压穿越试验检测。也适用于光伏发电站并网验收、风电场接入并网验收、光伏逆变器型式试验、风力发电机组的低电压穿越检测平台，包括主要设备及其辅助设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

十：低电压穿越的相关信息

新的电网规则要求在电网电压跌落时，风力发电机能像传统的火电、水电发电机一样不脱网运行，并且向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网电压恢复，从而“穿越”这个低电压时期(区域)，这就是低电压穿越(LVRT)。双馈风电机组低压穿越技术的原理：在外部系统发生短路故障时，双馈电机定子电流增加，定子电压和磁通突降，在转子侧感应出较大的电流。转子侧变流器直接串连在转子回路上，为了保护变流器不受损失，双馈风电机组在转子侧都装有转子短路器。当转子侧电流超过设定值一定时间时，转子短路器被激活，转子侧变流器退出运行，电网侧变流器及定子侧仍与电网相连。一般转子各相都串连一个可关断晶闸管和一个电阻器，并且与转子侧变流器并联。电阻器阻抗值不能太大，以防止转子侧变流器过电压，但也不能过小，否则难以达到限制电流的目的，具体数值应根据具体情况而定。外部系统故障清除后，转子短路器晶闸管关断，转子侧变流器重新投入运行。在定子电压和磁通跌落的同时，双馈电机的输出功率和电磁转矩下降，如果此时风机机械功率保持不变则电磁转矩的减小必定导致转子加速，所以在外部系统故障导致的低电压持续存在时，风电机组输出功率和电磁转矩下降，保护转子侧变流器的转子短路器投入的同时需要调节风机桨距角，减少风机捕获的风能及风机机械转矩，进而实现风电机组在外部系统故障时的LVRT功能。风力发电技术领先的国家，如丹麦、德国、美国已经相继定量的给出了风力发电系统的低电压穿越的标准。图为美国电网LVRT标准，从图中曲线可以看出:曲线以上的区域是风电场需要保持同电力系统连接的部分，只有在曲线以下的区域才允许脱离电网。风电场必须具有在电网电压跌落至额定电压15%能够维持并网运行625ms的低电压穿越能力;风电场并网点电压在发生跌落故障后3s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场必须保持并网运行。只有当电力系统出现在曲线下方区域所示的故障时才允许脱离电网。另外，控制系统要嵌入动态电压暂降补偿器，当有暂降时瞬时将电压补偿上去，先保住控制系统不跳。ABB号称采用了一种ACtive CROWBAR来实现低压穿越功能。