风电机组低电压穿越技术的对比

1 引言

　　并网风力发电是近十年来国际上发展速度最快的可再生能源技术。并网风力发电机
与传统的并网发电设备最大的区别在于，其在电网故障期间并不能维持电网的电压和频
率，这对电力系统的稳定性非常不利。电网故障是电网的一种非正常运行形式，主要有
输电线路短路或断路，如三相对地，单相对地以及线间短路或断路等，它们会引起电网
电压幅值的剧烈变化。

　　双馈式变速恒频风电机组是目前国内外风电机组的主流机型，其发电设备为双馈感
应发电机，当出现电网故障时，现有的保护原则是将双馈感应发电机立即从电网中脱网
以确保机组的安全。随着风电机组单机容量的不断增大和风电场规模的不断扩大，风电
机组与电网间的相互影响已日趋严重。人们越来越担心，一旦电网发生故障迫使大面积
风电机组因自身保护而脱网的话，将严重影响电力系统的运行稳定性。因此，随着接入
电网的双馈感应发电机容量的不断增加，电网对其要求越来越高，通常情况下要求发电
机组在电网故障出现电压跌落的情况下不脱网运行（

faultride-through），并在故障切除

后能尽快帮助电力系统恢复稳定运行，也就是说，要求风电机组具有一定低电压穿越
（

lowvoltageride-through）能力。为此，国际上已有一些新的电网运行规则被提出。例如：

德国北部的电力公司（

e.onnetz 公司）要求风电场能够在图 1 所示的电压范围内（即图

中阴影区）不脱网运行［

1］［33］，电网电压跌落到 15%以后风电机组不脱网运行时

间须持续达

300ms，当电网电压跌落低于曲线后才允许风电机组脱网。这里电压指的是

风电场连接点的电压。而为英国部分地区供电的

nationalgrid 电力公司则要求当高于

200kv 的输电线路发生故障时，所有并网运行的电站或风电场必须在 140ms 内保持不脱
网运行［

2］。另外苏格兰电力公司（scottishhydro-electric 公司）对电网故障时电站或风

电场不脱网运行也有类似的要求［

3］。