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低电压穿越和频率保护
2025-09-29 08:48:49 责编:小OO
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1.具体LVRT实现方式描述:    4

2.实现LVRT的软硬件描述及流程框图    4

3 Converteam提供的LVRT    5

3.1 E.on 电网连接点的要求(01.08.2003)    5

3.1.1对于高压侧电网连接点的参数要求为:    5

3.1.2 风机并网点的要求    5

3.1.3.无功电流支撑    6

3.2 国内高压侧电网连接点条件    6

3.3 双馈异步风力发电低电压穿越总览    7

3.4 LVRT硬件    7

3.5LVRT试验波形    8

3.5.1 电网电压降到50%*Un,转速1100rpm不加转矩的的波形    8

3.5.2电网电压降到50%*Un,转速1100rpm加20%转矩的的波形    9

3.5.3电网电压降到50%*Un时转速1200rpm不加转矩的的波形    9

3.5.4电网电压降到50%*Un时转速1200rpm加20%转矩的的波形    10

4 ABB低电压穿越LVRT    11

4.1 电网故障时变频器与主控的数据交换:    11

4.2 设置有源CROWBAR:    12

4.3 ABB低电压穿越的现场试验:    13

5. 低电压穿越实现方法

6.频率保护范围

变流器LVRT实验报告

1.具体LVRT试验实现方式描述:

     LVRT试验的实现方式为,可通过多触头变压器实现多级电压切换,也可由电抗器投切方式形成所需要的电压跌落;其实现过程可通过多级接触器分合组合来实现。

2.实现LVRT的软硬件描述及流程框图

1.1 LVRT功能流程简图

3 Converteam提供的LVRT

3.1 E.on 电网连接点的要求(01.08.2003)

3.1.1对于高压侧电网连接点的参数要求为:

●频率范围:     47,5 Hz - 51,5 Hz

●电压范围:    +15% / -12%

●功率因数范围:     0.95 (感性) - 0.925(容性)

●无功电流电压支撑 (Iq = IN)

●穿越能力

3.1.2 风机并网点的要求

●1.频率范围:    47.5 Hz—51.5 Hz

●2.正常电压范围: 80 %[或90 %]-110 %  

●3.功率因数可以从全部有功到全部无功来匹配电网连接点的无功需求

●4.穿越能力要求

3.1.3.无功电流支撑

3.2 国内高压侧电网连接点条件

●频率范围:     48,0 Hz - 51,0 Hz

●正常电压范围:    +10% / -10%

●功率因数: 0.97 (感性) - 0.97 (容性).

●无功电流支撑(没有明确规定)

●穿越能力

              国内LVRT标准(草稿)

3.3 双馈异步风力发电低电压穿越总览

双馈异步风力发电低电压穿越总览

不脱网的仿真波形

3.4 LVRT硬件

LVRT硬件包括:

直流侧卸荷回路(IGBT和卸荷电阻) 

转子侧卸荷电阻和晶闸管桥

LVRT控制板

LVRT 硬件

3.5LVRT试验波形

3.5.1 电网电压降到50%*Un,转速1100rpm不加转矩的的波形

说明:不加转矩,转速为1100rpm

      A1:直流母线电压

      A2:有功电流

      A3:无功电流

3.5.2电网电压降到50%*Un,转速1100rpm加20%转矩的的波形

说明:加20%转矩,转速为1100rpm

      A1:直流母线电压

      A2:有功电流

      A3:无功电流

3.5.3电网电压降到50%*Un时转速1200rpm不加转矩的的波形

说明:不加转矩,转速为1100rpm

      A1:电网电压

      A3:有功电流

      A4:无功电流

3.5.4电网电压降到50%*Un时转速1200rpm加20%转矩的的波形

说明:加20%转矩,转速为1100rpm

      A1:电网电压

      A3:有功电流

      A4:无功电流

4 ABB低电压穿越LVRT

4.1 电网故障时变频器与主控的数据交换: 

在电网电压跌落状态下08.10 CCU STATUS WORD 位的状态。 

在检测到电网电压跌落之后,有功功率被去掉,风力发电传动将控制转换为低电压穿越模式。在电网电压返回到原值之后,低电压穿越模式会被关闭,有功功率会以100 ms的斜坡速率增加到设定值( 从零到额定功率)。参见参数146.28     

TORQUE RISE TIME。 

B10 LOW VOLTAGE FOR RIDE THROUGH 

当电网电压低于146.03 RT U/Un LEVEL 1 时置位。 

当电网电压高于146.03 RT U/Un LEVEL 1 时复位。 

B8 TORQUE REDUCTION 

当最终给定到DTC 的转矩给定被限幅,以至于无法达到所需的转矩设定时,将被置位。 

主控捕捉到B10和B8信号置1后需要迅速变桨,防止超速。待B10复位时进行正常的控制。 

B6 CROWBAR TRIGGERED 

当有源crowbar 需要变为ON 状态时,被置位。 

08.10 CCU STATUS WORD 

4.2 设置有源CROWBAR: 

(1)风电场必须具有在电压跌落至20%额定电压时能够维持并网运行620ms的低电压穿越能力;

(2)风电场电压在发生跌落后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(任何时间,只要电压值不低于图中的电压曲线)。

当电网电压为690V,设置变频器参数: 

30.06=138V 

146.01=ACTIVE CROWBAR 

146.03=90% level 1 

146.04=20%(只读参数,值为30.06的设定) level 2 

146.05=3000mS t1 

146.06=625mS. t2 

4.3. ABB低电压穿越的现场试验: 

实验对象2MW 双馈风机,配置有源CROWBAR的ACS800-67. 

下图1为实际三相电网电压。下图2为检测到的和估计的定子U相电流。 

5. Woodward SEG GmbH & Co. KG

(1)LVRT调节器主要配置:

-DC电压监测器,具有短时电压跌落监测功能

-相关软件控制方法

-其他硬件

(2)直流侧保护电路

SEG采用的是直流侧保护电路。直流侧保护电路的实现方式是在直流侧增加卸载单元,当电网电压跌落时,转子侧过流,网侧变流器输出功率受限,能量在直流侧累积会造成直流侧电压升高,可能会损坏直流侧电容和功率器件,此时通过投入卸载单元,可以消耗直流侧多余能量,保持电压稳定。常规的卸载单元采用功率器件与电阻串联形式。

(3)关于控制策略的思考

传统的变流器控制策略一般采用反馈式闭环控制策略,控制的输入量一般为系统输出的有功功率和无功功率参考值,当电网电压跌落时,网侧变流器会同时受到来自网侧和负载侧的双重扰动,因而容易发生直流母线电压不稳定现象。一种前馈式控制可以按干扰进行开环控制,当干扰出现时,被控量还未发生变化,前馈控制器可根据干扰的幅值和变化趋势对操纵变量进行控制,来补偿干扰对被控量的影响。

因此,当低电压发生时为了能快速有效的进行控制,可以将前馈与反馈控制结合起来。

6. 2MW风机频率保护

(1)上海电气2MW风机的频率保护范围:50+/-2.5Hz

(2)具体实现方法(略)下载本文

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