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储能技术提高风电机组低电压穿越能力的分析和展望

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2015-12-21  浏览次数:355
     当电网发生故障后并网点电压下降,会使风机转子侧过流直流侧过电压,严重时会使风机迫停。因此,风电场必须满足电网故障下,在电网低电压的一定时间内保证并网运行,即需要具备低电压穿越(LVRT)能力,以消除潜在的安全隐患。

低电压穿越技术是风电应用关键技术之一,已成为研究热点之一。常用的低电压穿越技术主要有控制策略法、Crowbar 电路法等。随着储能技术的发展,储能在低电压穿越方面的表现尤为突出,储能技术在风电应用中不仅具有缓冲电能、提高电能质量、改善电压稳定性等优点,而且在提高低电压穿越能力方面配置灵活、性能良好,因此,储能技术在低电压穿越技术中具有广阔的应用前景。

1、低电压穿越技术标准

我国在 2011 年出台的《风电场接入电力系统技术规定》关于风力发电低电压穿越技术规定:风电机组需在并网点电压跌落至20%的额定电压时保持 625 ms 并网运行;并网点电压跌落后需 3 s 内恢复到 90%的额定电压,并且风电机组需保持并网运行。

2、常用低电压穿越技术

(1)控制策略技术

a. 分序(正序或负序)控制;b. 线性化控制;c. 惯性能量控制;d. 混合补偿技术。

(2)辅助硬件技术

a. Crowbar 电路技术;b. 动态电压恢复器技术;c. 统一潮流控制器技术;d. 定子阻尼电阻技术。

(3)动态无功补偿技术

(4)柔性直流输电技术

3、基于储能技术的低电压穿越技术

储能系统提高低电压穿越的能力主要通过 2 种方式,如下图所示。

为了满足对能量密度、功率密度、使用寿命、成本等因素的综合考虑,基于储能技术的低电压穿越技术可将多种类型的储能技术结合使用,并采用如下图所示的拓扑结构形成混合储能系统。

基于储能技术的低电压穿越技术与常用低电压穿越技术相比,主要有如下优点:a. 成本适宜、使用寿命长;b. 调节速度快、低电压穿越容量易扩展;c. 协调控制性能良好;d. 兼具大容量储能、削峰填谷等良好性能。

4、基于储能技术提高低电压穿越能力的展望

基于储能技术的低电压穿越技术在未来的研究和应用中需要重点关注以下几点:a. 需要解决储能关键技术难点问题;b. 确定应用于低电压穿越技术的储能种类和容量;c. 确定储能在低电压穿越技术中的配置方案以及与辅助功能的协调控制;d. 研究多种储能技术互备用的可行性;e. 精确建模和快速检测能力;f. 促进大规模储能在低电压穿越中的推广应用。

5、结论

基于储能技术的低电压穿越技术与其他低电压穿越技术相比,高效可靠,成本适中,不仅可以提高低电压穿越能力,而且还可以发挥调峰、抑制振荡、改善电能质量、提高电压稳定性等多方面的作用。因此,随着储能技术的发展,基于储能技术的低电压穿越技术具有良好的应用前景,尤其是超级电容器具有高功率密度且调节速度快,维护较少,受地理环境等因素的制约较小,可和其他储能混合使用以提高低电压穿越能力,还可带来其他附加效益(如调峰效益)。  来源:电力自动化设备


 
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