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    作者簡介：婁彥平 ，男，現任西門子工廠自動化工程有限公司項目經理，多年從事汽車及測試臺行業項目管理，通過PMP認證及PM@Siemens認證。組織實施本案例的設計、調試等工作。

    摘要：介紹了國內風電整機廠家低電壓穿越測試系統的應用情況，以及系統的簡單介紹。

    關鍵詞：風電； 風電整機； 低電壓穿越；測試臺；西門子

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

    風電是可再生、無污染、能量大、前景廣的能源，大力發展清潔能源是世界各國的戰略選擇。風電技術裝備是風電產業的重要組成部分，也是風電產業發展的基礎和保障，世界各國紛紛采取激勵措施推動本國風電技術裝備行業發展，并培養了一流的風電裝備制造企業，同時，風電技術進步和風電裝備制造企業的成長又進一步促進了風電產業的發展。目前，在國家發展綠色新能源的政策支持下，我國風電技術裝備行業也取得了較快的發展，風電裝機連續四年翻番。在風電裝機容量不斷增加的情況下，也帶來一些風險，其中風電整機的低電壓穿越能力關系到電網的穩定、安全。

    低電壓穿越是當電網故障或擾動引起風電場并網點電壓跌落時，在一定電壓跌落的范圍內，風力發電機組能夠不間斷并網運行，從而維持電網的穩定運行。配合近年來中國風力發電的快速發展，國家電網要求風力發電機組應當具有低電壓穿越能力。隨著一些地區風電供應比例的急劇增加，大規模風電場對地區電網穩定性造成的影響愈發顯著。風力發電機組的LVRT性能越來越受關注。

    2 項目背景

    目前國內風電整機廠在出廠前會對整機進行一系列的出廠測試，但是整機出廠前都沒有有效的測試系統進行LVRT的測試。國內整機廠家和變流器廠家都在傾注大量精力和財力尋找解決方案。北車風電公司在進入風電整機市場時就考慮到了此問題，因此請西門子進行此測試系統的設計實施，此測試確保了每臺整機出廠時都具有良好的LVRT性能。

    3 系統描述

    LVRT測試系統的主要目的是模擬風場并網點的瞬間跌落。根據測試的要求進行相應電壓幅值的跌落，并精確控制跌落的時間。美國風場的LVRT標準如下：

    （1）風電場必須具有在電壓跌至15%額定電壓時能夠維持并網運行625ms的低電壓穿越能力；
    （2）風電場電壓在發生跌落后3s內能夠恢復到額定電壓的90％時，風電場必須保持并網運行（任何時間，只要電壓值不低于圖1中的電壓曲線）。

                   

                                       圖1 風電場電壓曲線圖

                   

                                              圖2（a）

                   

                                               圖2（b）

                                       圖2 測試時記錄的波形圖

    系統采用西門子大容量開關柜、實時記錄儀、高精度電抗、封閉式母線系統。既實現了大電流的精確控制也兼顧了用戶電網的承受能力。

    根據機組的測試需求，可以實現10%、20%、50%、80%等多幅值跌落的模擬。

    此測試系統，可以精確控制電壓跌落的時間長度，精確記錄測試期間電網的電壓、電流、無功功率、整機及變流器的狀態。測試結果以數據報表、實時曲線的形式進行存檔、打印。風場用戶可以拿到一套完整的測試數據，以便詳盡了解具體的性能數據。

    4 應用情況

    此系統已經成功投入使用，順利完成了第一批整機的測試。通過對測量點電壓電流等的監控，所模擬的電壓瞬間跌落符合標準的要求。為整機的LVRT能力測試提供了一個可靠、穩定的平臺。

    測試時記錄的波形圖如圖2所示。

    5 應用效果

    作為國內風電整機廠家首套LVRT測試系統，確保了每臺出廠整機的LVRT特性，成為北車風電公司的一大亮點，極大增強了公司在該領域的競爭力。