发电机故障引起的双馈风力发电机组低电压穿越研究

陈昆明

上海电气风电集团有限公司 上海 200241

为使电网运行稳定，要求接入的风力发电机组具备低电压穿越功能，即要求当风电场并网点电压跌落，且跌落一定范围内时，风机不脱网运行。因此，风机需要增加一系列软硬件以实现低电压穿越功能。

如图1所示，风场并网点位于风电场升压站高压侧母线或节点，并非单台风机并网点。由于风场并网点短路容量远大于单台风机并网点短路容量，风场并网点电压跌落必然会引起单台风机并网点电压跌落。但是，单台风机并网点电压跌落不一定会引起风场并网点同比例电压跌落。风机变流器电网电压检测点位于单台风机并网点，该点电压跌落可能由电网线路(风场并网点及前级高压电网)短路引起，也可能由风机发电机内部短路引起。由于变流器只能检测单台风机并网点电压，因此，即使有电压跌落也无法判断是电网线路短路还是发电机内部定子短路。如果电压跌落由发电机内部定子短路引起，变流器仍因低电压穿越功能不脱网控制，会引起机组重大事故，甚至起火，损失将相当严重。

基于风电场实际运行案例，依据低电压穿越相关标准，对比电网故障和发电机故障两种情况引起电压跌落时变流器的运行数据，研究提出针对由发电机故障引起的低电压穿越机组保护功能，进而优化机组安全控制策略。

图1 风机并网结构图

1 低电压穿越的标准要求

1.1 Q/GDW 392—2009[1]

风电场内的风电机组在并网点电压跌至20%Un(额定电压)时，能够保证不脱网连续运行625ms。……