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案例頻道

國(guó)內(nèi)首套面向風(fēng)電整機(jī)廠的低電壓
穿越測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用
介紹了國(guó)內(nèi)風(fēng)電整機(jī)廠家低電壓穿越測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用情況,以及系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹。

                              

    作者簡(jiǎn)介:
婁彥平 ,男,現(xiàn)任西門子工廠自動(dòng)化工程有限公司項(xiàng)目經(jīng)理,多年從事汽車及測(cè)試臺(tái)行業(yè)項(xiàng)目管理,通過(guò)PMP認(rèn)證及PM@Siemens認(rèn)證。組織實(shí)施本案例的設(shè)計(jì)、調(diào)試等工作。

    摘要:介紹了國(guó)內(nèi)風(fēng)電整機(jī)廠家低電壓穿越測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用情況,以及系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹。

    關(guān)鍵詞:風(fēng)電; 風(fēng)電整機(jī); 低電壓穿越;測(cè)試臺(tái);西門子

   1  低電壓穿越(Low Voltage Ride Through,簡(jiǎn)稱LVRT)概述

    風(fēng)電是可再生、無(wú)污染、能量大、前景廣的能源,大力發(fā)展清潔能源是世界各國(guó)的戰(zhàn)略選擇。風(fēng)電技術(shù)裝備是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,也是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障,世界各國(guó)紛紛采取激勵(lì)措施推動(dòng)本國(guó)風(fēng)電技術(shù)裝備行業(yè)發(fā)展,并培養(yǎng)了一流的風(fēng)電裝備制造企業(yè),同時(shí),風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步和風(fēng)電裝備制造企業(yè)的成長(zhǎng)又進(jìn)一步促進(jìn)了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前,在國(guó)家發(fā)展綠色新能源的政策支持下,我國(guó)風(fēng)電技術(shù)裝備行業(yè)也取得了較快的發(fā)展,風(fēng)電裝機(jī)連續(xù)四年翻番。在風(fēng)電裝機(jī)容量不斷增加的情況下,也帶來(lái)一些風(fēng)險(xiǎn),其中風(fēng)電整機(jī)的低電壓穿越能力關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全。

    低電壓穿越是當(dāng)電網(wǎng)故障或擾動(dòng)引起風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落時(shí),在一定電壓跌落的范圍內(nèi),風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能夠不間斷并網(wǎng)運(yùn)行,從而維持電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。配合近年來(lái)中國(guó)風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展,國(guó)家電網(wǎng)要求風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)當(dāng)具有低電壓穿越能力。隨著一些地區(qū)風(fēng)電供應(yīng)比例的急劇增加,大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)對(duì)地區(qū)電網(wǎng)穩(wěn)定性造成的影響愈發(fā)顯著。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的LVRT性能越來(lái)越受關(guān)注。

    2 項(xiàng)目背景

    目前國(guó)內(nèi)風(fēng)電整機(jī)廠在出廠前會(huì)對(duì)整機(jī)進(jìn)行一系列的出廠測(cè)試,但是整機(jī)出廠前都沒(méi)有有效的測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行LVRT的測(cè)試。國(guó)內(nèi)整機(jī)廠家和變流器廠家都在傾注大量精力和財(cái)力尋找解決方案。北車風(fēng)電公司在進(jìn)入風(fēng)電整機(jī)市場(chǎng)時(shí)就考慮到了此問(wèn)題,因此請(qǐng)西門子進(jìn)行此測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)施,此測(cè)試確保了每臺(tái)整機(jī)出廠時(shí)都具有良好的LVRT性能。

    3 系統(tǒng)描述

    LVRT測(cè)試系統(tǒng)的主要目的是模擬風(fēng)場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的瞬間跌落。根據(jù)測(cè)試的要求進(jìn)行相應(yīng)電壓幅值的跌落,并精確控制跌落的時(shí)間。美國(guó)風(fēng)場(chǎng)的LVRT標(biāo)準(zhǔn)如下:

    (1)風(fēng)電場(chǎng)必須具有在電壓跌至15%額定電壓時(shí)能夠維持并網(wǎng)運(yùn)行625ms的低電壓穿越能力;
    (2)風(fēng)電場(chǎng)電壓在發(fā)生跌落后3s內(nèi)能夠恢復(fù)到額定電壓的90%時(shí),風(fēng)電場(chǎng)必須保持并網(wǎng)運(yùn)行(任何時(shí)間,只要電壓值不低于圖1中的電壓曲線)。

                   

                                       圖1 風(fēng)電場(chǎng)電壓曲線圖

                   

                                              圖2(a)

                   

                                               圖2(b)

                                       圖2 測(cè)試時(shí)記錄的波形圖

    系統(tǒng)采用西門子大容量開(kāi)關(guān)柜、實(shí)時(shí)記錄儀、高精度電抗、封閉式母線系統(tǒng)。既實(shí)現(xiàn)了大電流的精確控制也兼顧了用戶電網(wǎng)的承受能力。

    根據(jù)機(jī)組的測(cè)試需求,可以實(shí)現(xiàn)10%、20%、50%、80%等多幅值跌落的模擬。

    此測(cè)試系統(tǒng),可以精確控制電壓跌落的時(shí)間長(zhǎng)度,精確記錄測(cè)試期間電網(wǎng)的電壓、電流、無(wú)功功率、整機(jī)及變流器的狀態(tài)。測(cè)試結(jié)果以數(shù)據(jù)報(bào)表、實(shí)時(shí)曲線的形式進(jìn)行存檔、打印。風(fēng)場(chǎng)用戶可以拿到一套完整的測(cè)試數(shù)據(jù),以便詳盡了解具體的性能數(shù)據(jù)。

    4 應(yīng)用情況

    此系統(tǒng)已經(jīng)成功投入使用,順利完成了第一批整機(jī)的測(cè)試。通過(guò)對(duì)測(cè)量點(diǎn)電壓電流等的監(jiān)控,所模擬的電壓瞬間跌落符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。為整機(jī)的LVRT能力測(cè)試提供了一個(gè)可靠、穩(wěn)定的平臺(tái)。

    測(cè)試時(shí)記錄的波形圖如圖2所示。

    5 應(yīng)用效果

    作為國(guó)內(nèi)風(fēng)電整機(jī)廠家首套LVRT測(cè)試系統(tǒng),確保了每臺(tái)出廠整機(jī)的LVRT特性,成為北車風(fēng)電公司的一大亮點(diǎn),極大增強(qiáng)了公司在該領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。

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