摘要：以风力发电低电压穿越技术为研究背景，对该技术在实践中的重点内容进行探究。先是论述了风机电压跌落暂态现象种类，其次对电压跌落对风电系统的影响进行讨论，同时对该技术的操作要点进行分析研究。希望论述后，可以给该领域的研究者提供帮助，以促进我国风力发电事业的有效进行。
关键词：风力发电；低电压；穿越技术；分析
0前言
对于风力发电来说，当前最为棘手的问题莫过于电压跌落的处理，由于其牵扯到诸多的内容，因而具体操作起来极为繁琐，近些年相关的技术探究也多以为此为突破和关注的重点。鉴于未来风力发电并网的具体实施，因而低压穿越技术的测试应逐步有序推进，从而使其为风力发电的高效实施提供基础保障。
1风机电压跌落暂态现象种类
1.1定速异步发电机
需要注意的是，对于定速异步发电机系统来说，由于定子和接电网处于直接连接的状态，因而如果电网的电压出现降落的情况，那么势必会对电机的定子端的运行造成不良的影响。如此长期地运行，就会造成转子的电势不断增大，而这样一种极端异常的情况对于电网的稳定运行来说始终都是一个巨大的安全隐患，因此对此类情况应重点关注并做到切实高效地处理。
1.2双馈异步式风力发电机
此类发电机与定速异步规格的发电机在连接原理上保持一致，由于都是直接与电网连接，因而电网电压的降落现象同样也会对其造成不良的影响。只不过这样的不良影响表现的稍有差异，转子会这样一个异常的状态下会产生较大的暂态电流，如此以来就会导致电子器件在使用寿命大受影响。而如果此时借助于电压增高的方式控制电流，那么变流器等器件的运行必定是凶多吉少。这样一连串的反应，导致的整个电网的严重瘫痪以及个别器件的故障或村坏。
1.3同步直驱式风力发电机
对于此类发电机来说，由于定子没有与电网直接相连，而是借助于背靠背式的双PWM变流器，但是这样还是会出现一些不定的异常情况。电压跌落的现象一旦出现，必定会使得发电机电网的功率大大下降，而此时发电机的输出功率会对其补充使其保持平衡状态。需要明确的是，由于发电机的输出功率时常处于不稳定的状态，而这样就极易造成直流母线的电压出现上升的情况，直流母线电压的上升则会导致变流器的运行出现异常的情况，严重的情况下则会造成后者的损毁。
2电压跌落对风电系统的影响
2.1FSIG的暂态过程
需要明确的是，由于其定子侧直接与电网相连，因而就使得定子的转速不能有效控制，同时其受到电网电压跌落影响的程度更为明显，或是出现转速下降或是异常飞升的情况。而最终造成的结果就是电力的严重损坏，与此同时电网要想获得自我复原也困难重重。
2.2DFIG的暂态过程分析
同样其定子侧也是与电网直接相连，而电网电压一旦出现跌落的情况，双馈电机的定子和转子之间的协调性就会出现混乱，之所以出现这样的现象，则在于转子磁链相应的守恒规则一般来说很难有效克服。同时，负序的分量也会在不对称故障的情况下形成。如果要对这样的磁链变化予以转变或是抵消，就应确保暂态电流可以形成磁链，从而对以上磁链缺失的不稳定情况予以填补。受制于高速旋转状态下的感应机里转子的状态，其在这样的状态下产生直流暂态的分量，进而使得定转子的电路发生异常的变化，或是感应电流和电流发生升高的现象，或是出现各类设备的损坏，而这些连锁的反应所导致的很大程度上将是风电系统效能的严重下降。
2.3PMSG的暂态过程分析
由于PMSG定子侧与电网不是直接相连的状态，而是借助于交流装置进行连接，因而电网的任何不良情况并不会对电机造成波及，由此也能看出此类器件的显著优势。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆即便出现电网电压跌落的情况，网侧变流器也会借助于输出电流的增大来确保输出功率的平衡，与此同时当功率输出达到最大限定值时，相应的电流的输出也会受到一定的限制，而此时的发电机并不能即刻做出调整，随之的便会出现诸多的能量淤积，尽管母线电容能够对其予以接受，但是这样就会造成母线的电压陡然升高；另外，如果出现不对称跌落的情况时，直流侧的波动即会出现双倍的升高，如此以来变流器和电容器的安全性就很大得到切实的保障，并且点电能的输出质量也会出现断崖式的下降。
3风力发电低电压穿越技术实现方案
3.1定速异步发电机中实现低电压穿越
通常情况下，定速异步发电机处于电压跌落的状态，必定会出现电磁转速增加的情况，之所以如此很大程度上与电磁转动距离缩短的缘故造成的。具体来看，以上问题的解决相对来说比较简单，而由于定速异步发电机自身极为简单的内部构造，因而变桨控制相对来说比较可靠。其主要是借助于变桨的方式来达到缩短电磁转矩的目的，如此以来转速恢复到正常状态。另外通过以上方式处理还与此类发电机的性能有关，由于其风机桨叶有着较大的惯性，而借助于变桨控制则能对此类情况的不良影响予以消解，从而有助于电网的稳定恢复。
以下两种方法在减少无功吸收方面的功效是极为显著的。第一种方法，通过在定速异步发电机上装配静态无功的补偿器，进而达到对各种等级功率的有效补充，此类方法的显著特点在于其对于低电压穿越技术的提升和改善；第二类方法，则是借助于静态补偿器来达到调整电压水平的目的，同样其在低电压穿越技术水平的提升上也是效果明显，并且不管电压怎样变动，相应的电流的补偿效果都不会有盈亏的情况。
3.2双馈异步式风力发电机中实现低电压穿越
要想双馈异步式风力发电机达到低电压穿越的效果，以下三种方法的应用较为可靠：
第一，通过转子短路保护技术予以有效防护。由于此类技术专门应对的就是低电压穿越技术水平的提升，同时如果出现电压跌落的情况时，此类发电机的变流器即立即闭锁，从而对相应的器件实施保护，如此发电机即能处于稳定运行的状态，而以往所出现的脱网的现象也能有效防范；
第二，以科学系统的部署予以有效控制。当出现电压跌落的情况时，即采用科学系统的分析和具体的谋划来对电流交流分量实施控制，与此同时对于磁链里暂态直流分量的处理也应切实予以实施，从而最终达到低电压穿越能力的显著增强；
第三，通过新型拓扑结构的学习，以达到相应技术的补充和水平的提升。借助于发电机定子端的变压器，进而实现变流器与电网的串联。需要明确的是，由于双馈异步式风力发电机的子端电压主要是通过变流器和网侧电压共同构成的，因而一旦变流器电压改变，那么定子磁链的电压必定也会出现大的变动。然而借助于这样的一种调整之后，电网电压再度出现跌落的情况，定子磁链所产生的振荡即能彻底消解，同时以往所产生的不良影响也会因此大大削弱。
4结语
由以上论述可以看出，风力发电尽管近些年来颇受激励，但是其中一些问题还是比较严重的，而未来的清洁能源的发展其必将成为极为重要的角色，因而对其的处理务必要确保高效科学。电网故障所引发的电压跌落的情况，使得各类发电机的运行受到严重的影响，而通过低电压穿越技术的应用在以上问题的处理上有着相对比较稳定切实的效果，从而为风力发电的稳定科学运行提供基础保障，以更好地服务社会和造福大众。
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论文作者:伊乐
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/16
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