盘点2011：风电低电压穿越技术解难题

2011年4月19日，清洁能源发电研究所承担的国家“863”课题“风电机组低电压穿越技术”在北京顺利通过国家科技部组织的验收。与会专家认为本课题研究工作全面，解决了低电压穿越这一限制中国大规模风电并网的技术难题，一致同意通过验收。

课题完成了基于Crowbar的改进型双馈机组低电压穿越方案，提出了基于全模糊控制器的励磁控制器设计和直流侧功率前馈控制以及系统不对称控制等策略，完善了Crowbar的工程化设计和机组的协调控制。提出了串并联联合馈电的新拓扑，实现了极限情况的零电压穿越。各项技术指标达到了合同规定要求，并应用于双馈和直驱变流器产品中。同时，本课题建设完成了数字仿真环境、动模试验平台以及全功率测试环境，申请国家发明专利8项，发表论文32篇，参与标准制定6项，课题研究成果已经应用于风电变流器等相关产品，未来将创造明显的经济效益。

低电压穿越（LVRT：LowVoltageRideThrough），指在风力发电机并网点电压跌落的时候，风机能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个低电压时间（区域）。LVRT是对并网风机在电网出现电压跌落时仍保持并网的一种特定的运行功能要求。不同国家（和地区）所提出的LVRT要求不尽相同。目前在一些风力发电占主导地位的国家，如丹麦、德国等已经相继制定了新的电网运行准则，定量地给出了风电系统离网的条件（如最低电压跌落深度和跌落持续时间），只有当电网电压跌落低于规定曲线以后才允许风力发电机脱网，当电压在凹陷部分时，发电机应提供无功功率。这就要求风力发电系统具有较强的低电压穿越（LVRT）能力，同时能方便地为电网提供无功功率支持，但目前的双馈型风力发电技术是否能够应对自如，学术界尚有争论，而永磁直接驱动型变速恒频风力发电系统已被证实在这方面拥有出色的性能。

2011年初，中国可再生能源学会宣布中国成为世界风电装机第一大国和新增装机量第一大国；2~4月，甘肃酒泉及瓜州、河北张家口连续发生多起风电机组大规模脱网事故；6~8月，国家能源局密集下发了多个关于加强风电管理的文件，风电行业调控力度加大，转变风电发展思路；8月底，主要风机制造商半年报数据发布，业绩均出现不同程度的下滑，中国电力企业联合会的调查结果同时表明，7月份五大发电集团的风电业务利润环比降低8.2亿元。

中国风电市场来说，目前最大的商机是低电压穿越。在中国的30000多台风机容量中，有低电压穿越功能的不到10%。低电压穿越是对风机整体和风电场的要求，不能片面的理解为对单个风机或者是风机特定部件的要求，作为风机主机厂家，应全面客观的理解低电压穿越要求，从风机整体考虑去满足电网导则的要求。