直驅永磁風力發電機組低電壓穿越研究

宋亞群

摘要：在最近幾年來，我國各項風力基礎發電設施體系建設日趨完善，與此同時，國家支持風電并網行業也不斷飛速發展壯大起來，為我國社會經濟創造展現出較高的經濟價值。在這種實際情形之下，有關平臺提升風電并網能力風電并線機組提升低電壓電流穿越運行能力的技術研究越來越成熟。本文就平臺直驅永磁平臺同步并網風力發電并網機組提升低電壓電流穿越能力技術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，以期通過相關的技術研究成果資料收集能為該相關技術的后期實際操作應用帶來有益的經驗借鑒。

關鍵詞：直驅永磁風力發電機組;低電壓;穿越

引言

隨著我國現代特色社會主義總體經濟社會發展市場形勢逐步好轉趨穩穩定向好，各大型電力行業快速健康發展所迫的需要及其依托的大型電力電網產業主要核心技術都在不斷地對其建設發生電網優化建設調整，以此主要技術條件來有效地適應日益需求不斷擴大的內外部大型電力電網市場需求。永磁風電同步大型直驅永電永磁同步大型交流風電同步電力電網機組以其優越的主要技術條件性能，成為目前用于我國大型交流電力系統進行電網優化建設的一種國際主流大型風電電網裝機配套設備項目。

一、直驅永磁同步風電機組低電壓穿越技術原理及核心內容分析

1.直驅永磁同步風電機組低壓登車原理分析

從主要技術性能本質上面的角度分析來看，電網配套設備優化建設的主要技術最終目標不僅主要是為了充分利用滿足現階段電力需求面對日益增長的當前我國大型電力系統電網用戶的每年持續上網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基礎條件支撐來直接為我國電力系統供電管理系統節能環境治理優化建設做好了技術條件支撐。長期實踐研究經驗分析表明，在永磁直驅永磁同步大型交流風電同步電力電網機組配套發電設備及其他與其建設相關的各種核心技術條件改造問題解決實施方案的主要技術條件支撐下，我國目前的大型風力電網配套設備裝機故障停電事件統計發生率大中小概率明顯同比有所大幅下降。

現階段，我國網絡風電并網裝機容量正在不斷擴大，以此方式來充分滿足國內各行業領域的網絡電力并網需求。在現實應用領域中，擴容后的風力并網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的基礎技術支持來不斷改善風力并網后的網絡電力系統運行能力。從技術概念上分析來看，直驅永磁風電同步并網風力發電并網機組中的低電壓連續穿越系統技術，主要指的也就是在風力電網線路故障不斷引起并網電壓連續跌落的情況同時，風電電力機組仍然能夠繼續保持風力并網連續運行的一種穩定運轉態勢，此外，如若電力條件能夠允許的正常情況下，為了使電網電力系統能夠提供一定的無功功率，直至并網電網環境恢復之前的穩定狀態。

2.直驅永磁同步風電機組低電壓穿越技術核心內容分析

從這些研究成果項目中可以發現，相對于自動感應異步控制系統或既往其它異步系統而言，直驅永磁同步風力發電機組低電壓穿越技術本身有著較為明顯的技術優勢。究其故障原因主要在于，直驅永磁轉速同步控制風力發電器械機組由于低電壓轉速穿越控制技術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過升降電壓和互聯網側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電機輸出功率大幅減小的同時機械分組內部機械傳動轉速的大幅升高。

二、直驅永磁同步風力發電機低壓上下車技術實用價值研究

1.直驅永磁式同步風電機組低壓啟停具體方法分析

從現實的技術角度分析來看，直驅永磁是在同步針對風力發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容：其一，鑒于當前電力系統網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網絡內部環境的異常調整運行狀況;其二，通過不斷增加采用鋪助風力網側穩壓變流器的使用方式，來大大增強pmsg電力系統的網絡總體運行能效，防止當前電力系統網絡內部環境出現異常變化狀況;其三，在直流電容母線上同時接入風力儲能發電系統，并對其功能進行適當的功能調整;其四，在當前電力系統相對穩定的實際情況下，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網絡環境的良性正常運作。

2.直驅永磁同步風力發電機組低電壓穿越技術的應用實效

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

結束語

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

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