基于储能技术提高风电机组低电压穿越能力的分析和展望

杨 堤，程浩忠，马紫峰，方斯顿，徐国栋，管晟超，孙权才

（1.上海交通大学 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室，上海 200240；2.上海交通大学 化学工程系，上海 200240）

1 低电压穿越技术应用背景

截至2013年底，全球风电累计装机容量达到318 GW，2013年新增35.46 GW，同比增长12.5%，我国风电装机达到91 GW，全国风电累计核准容量在建项目为56.7 GW，占核准容量的42%。全球风电累计装机容量前五名分别是中国、美国、德国、西班牙、印度，分别占比 28.7%、19.2%、10.8%、7.2%、6.3%。全球历年风电装机情况如图1所示[1]。

图1 全球历年风电累计装机容量及增速Fig.1 Global annual wind-power installed capacity and growth speed

虽然风电是一种清洁的可再生能源，但是电网故障会对风电带来冲击，严重情况下会导致风电机组脱网甚至引起电网其他机组全部解列。2011年2月24日，酒泉风电机组大规模脱网，共计10座风电场274台风电机组脱网，致使最终脱网风机达598台。2011年4月17日，甘肃干河口第二风电场故障导致702台风机脱网。2011年4月17日，张家口华佳鑫风电场故障致使644台风机脱网。仅2011年，我国100 MW以上风电机组发生脱网事故193次，其中500 MW以上风电机组脱网故障有12次[2]。造成风机脱网事故的主要原因是风机不具备低电压穿越能力。当电网发生故障后并网点电压下降，会使风机转子侧过流直流侧过电压，严重时会使风机迫停。因此，风电场必须满足电网故障下，在电网低电压的一定时间内保证并网运行，即需要具备低电压穿越 LVRT（Low Voltage Ride Through）能力，以消除潜在的安全隐患。

低电压穿越技术是风电应用关键技术之一，已成为研究热点之一。常用的低电压穿越技术主要有控制策略法、Crowbar电路法等。……