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    作者簡介：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，多年從事汽車及測試臺(tái)行業(yè)項(xiàng)目管理，通過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：介紹了國內(nèi)風(fēng)電整機(jī)廠家低電壓穿越測試系統(tǒng)的應(yīng)用情況，以及系統(tǒng)的簡單介紹。

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

   1  低電壓穿越（Low Voltage Ride Through,簡稱LVRT）概述

    風(fēng)電是可再生、無污染、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，世界各國紛紛采取激勵(lì)措施推動(dòng)本國風(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)的成長又進(jìn)一步促進(jìn)了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，在國家發(fā)展綠色新能源的政策支持下，我國風(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。配合近年來中國風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展，國家電網(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)電場對地區(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性能越來越受關(guān)注。

    2 項(xiàng)目背景

    目前國內(nèi)風(fēng)電整機(jī)廠在出廠前會(huì)對整機(jī)進(jìn)行一系列的出廠測試，但是整機(jī)出廠前都沒有有效的測試系統(tǒng)進(jìn)行LVRT的測試。國內(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)市場時(shí)就考慮到了此問題，因此請西門子進(jìn)行此測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)施，此測試確保了每臺(tái)整機(jī)出廠時(shí)都具有良好的LVRT性能。

    3 系統(tǒng)描述

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

    （1）風(fēng)電場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)電場電壓曲線圖

                   

                                              圖2（a）

                   

                                               圖2（b）

                                       圖2 測試時(shí)記錄的波形圖

    系統(tǒng)采用西門子大容量開關(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)組的測試需求，可以實(shí)現(xiàn)10%、20%、50%、80%等多幅值跌落的模擬。

    此測試系統(tǒng)，可以精確控制電壓跌落的時(shí)間長度，精確記錄測試期間電網(wǎng)的電壓、電流、無功功率、整機(jī)及變流器的狀態(tài)。測試結(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)場用戶可以拿到一套完整的測試數(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)的測試。通過對測量點(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能力測試提供了一個(gè)可靠、穩(wěn)定的平臺(tái)。

    測試時(shí)記錄的波形圖如圖2所示。

    5 應(yīng)用效果

    作為國內(nèi)風(fēng)電整機(jī)廠家首套LVRT測試系統(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)域的競爭力。