直驱永磁风力发电机组低电压穿越研究

宋亚群

摘要：在最近几年来，我国各项风力基础发电设施体系建设日趋完善，与此同时，国家支持风电并网行业也不断飞速发展壮大起来，为我国社会经济创造展现出较高的经济价值。在这种实际情形之下，有关平台提升风电并网能力风电并线机组提升低电压电流穿越运行能力的技术研究越来越成熟。本文就平台直驱永磁平台同步并网风力发电并网机组提升低电压电流穿越能力技术的基本原理及其与理论实践的有机整合以及应用问题进行深入性的探究，以期通过相关的技术研究成果资料收集能为该相关技术的后期实际操作应用带来有益的经验借鉴。

关键词：直驱永磁风力发电机组;低电压;穿越

引言

随着我国现代特色社会主义总体经济社会发展市场形势逐步好转趋稳稳定向好，各大型电力行业快速健康发展所迫的需要及其依托的大型电力电网产业主要核心技术都在不断地对其建设发生电网优化建设调整，以此主要技术条件来有效地适应日益需求不断扩大的内外部大型电力电网市场需求。永磁风电同步大型直驱永电永磁同步大型交流风电同步电力电网机组以其优越的主要技术条件性能，成为目前用于我国大型交流电力系统进行电网优化建设的一种国际主流大型风电电网装机配套设备项目。

一、直驱永磁同步风电机组低电压穿越技术原理及核心内容分析

1.直驱永磁同步风电机组低压登车原理分析

从主要技术性能本质上面的角度分析来看，电网配套设备优化建设的主要技术最终目标不仅主要是为了充分利用满足现阶段电力需求面对日益增长的当前我国大型电力系统电网用户的每年持续上网用电量不断增加时的需求，且同时可以充分利用这些主要核心技术基础条件支撑来直接为我国电力系统供电管理系统节能环境治理优化建设做好了技术条件支撑。长期实践研究经验分析表明，在永磁直驱永磁同步大型交流风电同步电力电网机组配套发电设备及其他与其建设相关的各种核心技术条件改造问题解决实施方案的主要技术条件支撑下，我国目前的大型风力电网配套设备装机故障停电事件统计发生率大中小概率明显同比有所大幅下降。

现阶段，我国网络风电并网装机容量正在不断扩大，以此方式来充分满足国内各行业领域的网络电力并网需求。在现实应用领域中，扩容后的风力并网将使风电电力机组的运行性能并未得到有明显的显著提升，这就必然需要凭借风电相关的基础技术支持来不断改善风力并网后的网络电力系统运行能力。从技术概念上分析来看，直驱永磁风电同步并网风力发电并网机组中的低电压连续穿越系统技术，主要指的也就是在风力电网线路故障不断引起并网电压连续跌落的情况同时，风电电力机组仍然能够继续保持风力并网连续运行的一种稳定运转态势，此外，如若电力条件能够允许的正常情况下，为了使电网电力系统能够提供一定的无功功率，直至并网电网环境恢复之前的稳定状态。

2.直驱永磁同步风电机组低电压穿越技术核心内容分析

从这些研究成果项目中可以發现，相对于自动感应异步控制系统或既往其它异步系统而言，直驱永磁同步风力发电机组低电压穿越技术本身有着较为明显的技术优势。究其故障原因主要在于，直驱永磁转速同步控制风力发电器械机组由于低电压转速穿越控制技术的广泛应用使其实效较为突显。因此例如：在国际实践应用过程中，当上升电压元件跌落严重时，不便于利用直流上升电压转速控制来同时储存较大能量，限制住了变频整流器直流逆变侧过升降电压和互联网侧交流逆变器过降压电流，可通过采取利用变频换桨器和控制器等手段应用来有效抑制风力发电机输出功率大幅减小的同时机械分组内部机械传动转速的大幅升高。

二、直驱永磁同步风力发电机低压上下车技术实用价值研究

1.直驱永磁式同步风电机组低压启停具体方法分析

从现实的技术角度分析来看，直驱永磁是在同步针对风力发电电动机组进行低电压电流穿越解决方案中所要求采取的主要控制措施一般有五点主要内容：其一，鉴于当前电力系统网络运行状况的这种特殊性，则么就需要尽量选择相对较耐压以及过载电流值较大的各种电子线路元器件，如若在电力条件能够允许的实际情况下，则么就需要不断提高这些电子线路元器件本身的直流稳压电容的额定交流电压电阻值，以此应用来有效适应当前的实际电力系统网络内部环境的异常调整运行状况;其二，通过不断增加采用铺助风力网侧稳压变流器的使用方式，来大大增强pmsg电力系统的网络总体运行能效，防止当前电力系统网络内部环境出现异常变化状况;其三，在直流电容母线上同时接入风力储能发电系统，并对其功能进行适当的功能调整;其四，在当前电力系统相对稳定的实际情况下，采取辅助变压换桨器和控制装置手段等本来可以保证风力电网网络环境的良性正常运作。

2.直驱永磁同步风力发电机组低电压穿越技术的应用实效

在整个系统运作的运行过程中，直驱永磁直流同步驱动风力发电驱动机组实现低电压连续穿越解决方案设计需要根据pmsg不同系统的实际应用情况，在成本控制策略上，短时间低电压连续跌落导致使驱动变压整流器直流侧驱动电压在一定幅度范围之下波动时，电机侧驱动变流变压器一般都尽可能继续保持高度可控性。在相关技术的能力支撑下，如若系统的电压故障较为严重的这种情况下，则系统可通过减小风力发电机组的输出最大功率，限制使发电机的最大转速持续上升。

结束语

通过对直驱永磁系列同步高速风力发电相关机组采用低电压电流穿越技术方案的进行系统化研究分析，并同时结合当前国内外的相关核心技术方案，总结并提出一种能够通过改进该方案技术实际应用取得实效的具体研究策略。从方案研究发展过程以及国际实践效果来看，针对直驱永磁系列同步高速风力发电相关机组采用低电压电流穿越相关技术的方案研究仍然存在一定的技术局限性，在目前的先进技术水平之下，需要不断对其方案进行更新调整，并最终达到实现当前电网系统故障的快速恢复处置任务目标，迅速完全恢复当前电网系统正常运作的稳定正常状态。

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