逆变器零电压穿越功能

逆变器低电压穿越研究（对称跌落）

电网电压跌落现象在电力系统中普遍存在，其中对称跌落情况指的是在电压跌落期间，电网的三相电压幅度相同且相位保持对称。针对三相对称跌落，本文主要探讨了逆变器在电网电压跌落时的跌落特性及其应对策略。基于国家电网相关技术规定，研究了三相并网逆变器在对称跌落情况下的特性及其采取的措施。

当电网发生对称跌落时，电压跌落幅度为额定电压的20%，并持续1秒。仿真结果表明，在电压跌落瞬间，滤波电抗和电流环控制使得并网电流无法突变，导致输入输出功率不平衡，直流侧功率迅速堆积，直流电压快速上升。若电压环输出缺乏有效限幅措施，输出电流会迅速增大，逆变器相关保护可能会启动，导致脱网。但跌落期间功率稳定，网侧输出电流可增大为原来的5倍。电压恢复瞬间，网侧输出功率突然增大，导致直流电容快速放电，直流侧电压迅速下降，电压环输出很快减小，形成一个功率尖峰。

在电压跌落情况下，光伏并网逆变器的直流侧电压上升，通常情况下，光伏电池板输出功率降至零，功率不再继续堆积，直流侧电压上升至开路电压处。考虑到开路电压通常为额定最大功率点电压的1.3倍多，硬件设计需要考虑直流电源上升带来的器件耐压问题。为解决直流电压上升带来的问题，控制策略允许在低电压穿越时一定程度失效，以允许直流侧电压上升，并通过限幅来控制直流功率或直流目标电流id*，确保逆变器不过流。

为实现低电压穿越，本文提出采用无功优先策略，即优先输出无功电流，以支撑电网电压。无功电流指令iq*根据网侧电压跌落的幅度计算，有功电流指令id*也相应调整，以确保在低电压穿越过程中逆变器不过流。通过仿真验证了在对称跌落情况下的低电压穿越效果，表明该方法有效且具有良好的低电压穿越能力。

总结来说，针对三相对称跌落情况，通过电压环限幅策略和无功优先策略，可以实现逆变器的低电压穿越。然而，电网中的电压跌落情况并不限于对称跌落，不对称跌落更常见，其中包含负序和零序分量，现有的控制策略可能需要进一步调整以适应不对称跌落情况。本文的研究成果为进一步优化逆变器在电网电压跌落情况下的性能提供了理论基础和实践指导。

什么叫低电压穿越

问题一：什么是低电压穿越？能不能简单点说？ 所谓低电压穿越亥是指风力发电机组的一种能力。

随着风电机组装机容量的增加，当电网发生故障，电压跌落时，不具备低电压穿越能力，或低电压穿越能力不够的风电机组，为了自保，会退出电网，如果大量的风电机组退出电网，会导致电网电压继续跌落，造成供电电网瘫痪。

具备低电压穿越能力的风电机组则不同，当电压跌落时，加大力度向电网输送无功，尽力维持电网电压。当电网电压恢复时，恢复正常的有功输出。

问题二：什么是低电压穿越系统？ 低电压穿越（LVRT），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)

低电压穿越系统的主设备户内安装，核心部件包括电抗器组合、断路器组合、控制系统、测量系统四部分：其中电抗器采用国际知名品牌西门子或施耐德公司设计和生产；断路器组合采用国际知名品牌西门子、施耐德或ABB公司产品。

1）电抗器：限流电抗器根据接入的电网情况以及测试风电机组容量整体进行考虑，能够适应各种电网情况和风电机组，限流电抗器设计为阻值可调，确保在进行测试时，对电网的影响在允许范围之内。短路电抗器阻值可调，短路电抗器和限流电抗器配合调节实现不同程度的电压跌落。

2）连接铜排：连接铜排分为导电铜排和接地铜排，导电铜排用来连接抗器实现各种不同组合。

3）避雷器：电抗器相与相之间、每相与地之间接有避雷器；电抗器每个连接头之间均装有避雷器，对电抗器起到了很好的保护作用。

4）供电系统以及暖通、照明设备。

5）电抗器温度监测仪：试验过程中可能会在电抗器中流过很大的短路电流，使得电抗器发热，根据需要安装电抗器温度监测仪，随时监测电抗器温度，通过设定电抗器温度保护限值，当温度过高可以将电抗器以及整个测试系统从电网中切出。

6）紧急报警系统：电抗器温度过高，紧急报警系统启动，进入相应的控制程序。

7）断路器组合：断路器组合由SF6气体绝缘开关柜组合和SF6气体绝缘户内断路器共同组成，SF6气体绝缘开关柜体积小，所有带电部分均有气体密闭，没有任何带电体 *** ，每一个断路器均和三工位开关配合，安全可靠，操作简单安装方便。开关柜组合和户内断路器配合，共同实现试验设备要求功能。

8）就地控制系统：就地控制系统用来控制所有断路器、隔离刀闸和接地刀闸的开断，自动完成所有试验项目。

9）测量与数据处理系统：系统根据触发指令开始测量和记录试验过程中的所有测试信息，并完成相关计算；系统能够实时显示和将测量结果并能导出为开放格式数据以用于分析计算。测试系统还包括远方监视和控制系统，在试验时远程控制完成所有试验项目，并对试验数据和结果进行处理。

北京群菱能源为您提供低电压穿越系统技术规范

问题三：什么是低电压穿越 当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在电压跌落的范围内，风电机组能够不间断并网运行。

问题四：什么是低电压穿越装置 当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时，在电压跌落的范围内，风电机组能够不间断并网运行。

问题五：低电压穿越能力的介绍 低电压穿越能力（Low voltage ride through capability），就是指风力发电机的端电压降低到一定值的情况下不脱离电网而继续维持运行，甚至还可为系统提供一定无功以帮助系统恢复电压的能力。具有低电压穿越能力的风力发电机可躲过保护动作时间，故障切除后恢复正常运行。这可大大减少风电机组在故障时反复并网次数，减少对电网的冲击。

问题六：低电压穿越的相关信息 新的电网规则要求在电网电压跌落时，风力发电机能像传统的火电、水电发电机一样不脱网运行，并且向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复，直到电网电压恢复，从而“穿越”这个低电压时期(区域)，这就是低电压穿越(LVRT)。双馈风电机组低压穿越技术的原理：在外部系统发生短路故障时，双馈电机定子电流增加，定子电压和磁通突降，在转子侧感应出较大的电流。转子侧变流器直接串连在转子回路上，为了保护变流器不受损失，双馈风电机组在转子侧都装有转子短路器。当转子侧电流超过设定值一定时间时，转子短路器被激活，转子侧变流器退出运行，电网侧变流器及定子侧仍与电网相连。一般转子各相都串连一个可关断晶闸管和一个电阻器，并且与转子侧变流器并联。电阻器阻抗值不能太大，以防止转子侧变流器过电压，但也不能过小，否则难以达到限制电流的目的，具体数值应根据具体情况而定。外部系统故障清除后，转子短路器晶闸管关断，转子侧变流器重新投入运行。在定子电压和磁通跌落的同时，双馈电机的输出功率和电磁转矩下降，如果此时风机机械功率保持不变则电磁转矩的减小必定导致转子加速，所以在外部系统故障导致的低电压持续存在时，风电机组输出功率和电磁转矩下降，保护转子侧变流器的转子短路器投入的同时需要调节风机桨距角，减少风机捕获的风能及风机机械转矩，进而实现风电机组在外部系统故障时的LVRT功能。风力发电技术领先的国家，如丹麦、德国、美国已经相继定量的给出了风力发电系统的低电压穿越的标准。图为美国电网LVRT标准，从图中曲线可以看出:曲线以上的区域是风电场需要保持同电力系统连接的部分，只有在曲线以下的区域才允许脱离电网。风电场必须具有在电网电压跌落至额定电压15%能够维持并网运行625ms的低电压穿越能力;风电场并网点电压在发生跌落故障后3s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场必须保持并网运行。只有当电力系统出现在曲线下方区域所示的故障时才允许脱离电网。另外，控制系统要嵌入动态电压暂降补偿器，当有暂降时瞬时将电压补偿上去，先保住控制系统不跳。ABB号称采用了一种ACtive CROWBAR来实现低压穿越功能。

问题七：什么是低电压穿越实验 首先要搞明白什么是低电压穿越：对于风电装机容量占其他电源总容量比例大于5%的省（区域）级电网，该电网区域内运行的风电场应具有低电压穿越能力。储能装置应具备以下要求：

?风电场内的储能装置具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保证不脱网连续运行625ms的能力；

?风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场内的储能装置能够伐证不脱网连续运行

你可以参考下，一些低电压穿越试验检测装置厂家的一些说明。在并网模式下，可以通过跌落装置来模拟电压的瞬降来进行验证。

问题八：零电压穿越是什么意思？ 目前国家又出新规范；关于并网逆变器零电压穿越技术的要求，这项要求不光并网光伏需要，并网风电也需要零电压穿越技术。

“低电压穿越和零电压穿越是光电、风电设备的核心技术，是决定能否安全并网的关键指标。”德国GL劳氏船级社就是专门针对这项的零电压穿越测试技术要求，而目前国内通过零电压测试的企业还不足三家”。深圳菊水皇家在2008年就开始研究此项技术，谢卫鹏针对这方面有着丰富的经验。

问题九：施耐德变频器 具备低电压穿越吗 变频器低电压情况解释

变频器实际应用在电机拖动场合，能准确的控制电机的速度。同时控

制电机的启动电流，大家都知道当电机在工频启动时，将会产生

7

到

8

倍的电机额定电流。这个电流值将大大增加电机绕组的电应力并产生

热量，从而降低电机的寿命。而变频器在低电压穿越时，同样产生电

压低电流大的情况，如下公式表明变频器在低电压穿越的时候变频器

所产生的电流值：

P/U=I

P

电机功率，

U

变频器输入电压，

I

变频器输出电流

从以下

3

种情况算出不同输入电压值的电流值：

1

、变频器输入电压下降到

90%

时

22kW/342V=64.3A

2

、变频器输入电压下降到

80%

时

22kW/304V=72.4A

3

、变频器输入电压下降到

60%

时

22kW/228V=96.5A

4

、变频器输入电压下降到

40%

时

22kW/152V=145A

5

、变频器输入电压下降到

20%

时

22kW/76V=290A

从以上公式来看，变频器随着输入电压下降，输出的电流会增

加。而正常

22kW

变频器输出电流为

57A

。一般的变频器低电压保护

值会设置在

85%

，有一些变频器如施耐德变频器可以做到

65%

左右的

低压保护值，这样就会造成变频器在低电压穿越时，变频器内部产生

较大的电流，变频器前端的断路器会随着电流的增大而跳闸。所以在

低电压穿越情况下，不影响变频器正常情况的运行，对低电压穿越产

品的要求很严格。

变频器的输出波形是

PWM

波形，不同于通常的正玄波。

PWM

是

英文

Pulse

Width

Modulation(

脉冲宽度调制

)

缩写，按一定规律改变脉

冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。

PAM

是英文

Pulse

Amplitude

Modulation(

脉冲幅度调制

)

缩写，是按一定规律改变

脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。

变频器的主电路大体上可分为两类

:

电压型是将电压源的直流变换

为交流的变频器，直流回路的滤波是电容

;

电流型是将电流源的直流变

换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。

变频器的频率下降

(

低速

)

时

,

如果输出相同的功率

,

则电流增加

,

但在

转矩一定的条件下

,

电流几乎不变。

而采用变频器运转，随著电机的加速相应提高频率和电压，起动

电流被限制在

150%

额定电流以下

(

根据机种不同，为

125%-200%)

。

用工频电源直接起动时，起动电流为

6-7

倍，因此，将产生机械电气

上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动

(

起动时间变长

)

。起动电流

为额定电流的

1.2-1.5

倍，起动转矩为

70%-120%

额定转矩；对於带有

转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为

100%

以上，可以带全负载起

动。

频率下降时电压

V

也成比例下降，

V

与

F

的比例关系是考虑了电

机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置

(ROM)

中存有几种特

性，可以用开关或标度盘进行选择。

频率下降时完全成比例地降低电压，那麽由於交流阻抗变小而直

流电阻不变

,

将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此，在低频

时给定

V/F,

要使输出电压提高一些

,

以便获得一定地起动转矩

,

这种补偿

称增强起动。可以采用各种方法实现

,

有自动进行的方法、选择

V/F

模

式或调整电位器等方法。

在

6Hz

以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等

条......>>

问题十：风机机组为什么要具备低电压穿越能力? 5分 由于电网电压不稳定（尤其在中国），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)。 这样就能保证不断网，保护电网也保护风机。

光伏电站运行时SVG未投入运行考核多少？

当前，光伏发电正迅猛发展，带来了更加多元化和清洁化的电力来源，但是同时也给电力系统带来了无功潮流、电压波动等许多新问题。光照强度、温度变化等通过影响电池板发电量而引起电网电压波动，光伏电站的容量逐渐增大，会影响到电网运行的稳定性，大型光伏电站必须具备一定的低电压穿越能力。

SVG是一种静止型动态无功补偿装置。通过调节电压的幅值和相位，或者控制交流侧电流，迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的，保障电力系统稳定、高效、优质地运行，而且可以进行跟踪补偿。

一：FGSVG如何构成的?

新风光高压动态无功补偿装置，简称FGSVG。

光伏行业为什么需要SVG?电站利用SVG可以实现快速响应等多种功能。恒电压控制功能，可以把电压控制在范围之内;恒功率因数控制功能，能实现恒无功功率控制;AVC控制，具有与后台通讯的功能。

光伏电站需要多大的SVG?在国标中有具体要求，一般光伏电站配置的无功容量为电站容量的25%，再加上5%的浮动，就是20%-30%。

FGSVG整机电路拓扑结构为级联H桥结构，不同电压等级和主电路拓扑级联不同的单元个数。

目前产品示意图

o功率单元的组成

功率单元是SVG当中最重要的一个部件，一般分四部分。

1.FGSVG的核心是基于IGBT的链式逆变器，每相由多个功率单元串联组成;

2.单元控制采用多电平空间矢量PWM技术，抗干扰能力强，可靠性高;

3.每个功率单元的结构、电气性能一致，可以互换 ;

4.单元故障时，可以将故障单元旁路，保证装置连续运行;

oSVG结构组成

SVG产品结构组成一般是三部分：控制柜，功率柜，电抗柜。

整体三部分

控制柜

控制柜内部上部分示意图

上边是控制箱，控制箱主要采用的挡板设计，主控制板和分相控制板，相互配合控制SVG承启的性能，响应时间达到五毫秒之内。

控制柜内部下部分示意图

控制柜下部主要有西门子PLC，高精度传感器采集现场模拟量，优质开关电源等。

功率柜

功率柜，主要是功率单元，里面是IGBT，采用的是国际知名品牌，使用寿命比以前延长了五倍以上。优质电容通过了TUV认证。

电抗柜

电抗柜在SVG当中，一个是滤波的控制，一个是通过控制两端的电压实现SVG的控制。

o系列产品规格型号

有三个产品，可以选择功率、电压等级以及SVG容量。有6千伏，10千伏，35千伏的产品。且35千伏的产品进入了国家火炬计划。380V、6kV、 10kV、35kV户内以及户外全系列安全可靠的外壳可接地设计， 可以保障现场操作人员的人身安全。

二、FGSVG的特性及技术优势如何?

1、响应快。第三方评估报告是3.5毫秒左右的响应时间。

2、可并机扩展容量。采用高速石英光线，可实现多台整机并联主从运行。公司内部测试，并联五台以内没有问题。

3、外形小，结构紧凑。所有功率单元的电气、结构、软件完全相同，安装与维护简单，工作量小。高强度、高性能绝缘模具件一次成型，在满足爬电距离与电气间隙的基础上，尽量压缩体积，为客户节省大量空间。采用双链接级联共单元结构，大幅度降低功率单元总体体积。采用背挂电容方式，提高单元安装灵活度。

4、低载波设计，运行效率高。载波频率降至500Hz，在保证电流质量的基础上，大幅度降低损耗。测量装置最大损耗不超过0.8%，经过第三方认证。可滤波，可平衡补偿。有母线电压，系统电流，负荷电流，SVG的补偿电流，丰富通信接口，RS485、CAN、以太网、GPRS。支持电力系统常用通信协议，Modbus-RTU、Profibus、CDT91、IEC104等，可实现上级AVC控制。

5、互联网+技术。通过这个接口可以和互联网连在一起。高速光纤通信连接(AVAGO光纤座+高速石英光纤)。可实现多台整机并联主从运行，便于达到应用业主无功补偿扩容的需求，真正解决客户的后顾之忧。

6、彩色屏中英文人机交互界面。有中英文两种语言显示，采用台湾知名品牌威纶通人机界面，采用先进的人机交互技巧，实现设备启停等操作的自由控制。

7、级联载波移相技术，提高输送波形质量。随着级联单元数增多，电压台阶数回增大，波形与正弦波的拟合度越高，波形质量会越好。

8、扩快化设计，可实现单元通用。所有的功率单元的电器，结构，软件完全相同，安装与维护简单，工作量小。产品种类达到180多种，即用四种单元可组合出180多种产品。

9、开机自检功能，提高电站一次并网率。光伏电站并网一般需要业主在电力公司的监督下进行，并网调试过程越短越能够体现出产品的稳定性和对现场的适应性，FGSVG特有的开机自检功能大幅度降低了调试难度，提高了整机调试进度。

10、SVG的工作模式有绿色光伏电站模式、恒考核点功率因数模式等。

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求助，低电压穿越检测平台的工作原理是什么？

低电压穿越检测平台 在实际电网运行中模拟电网电压跌落，验证测试单元是否具备低电压穿越能力。试验系统采用IEC 61400-21标准中推荐的阻抗分压法在测试点制造电压跌落，考察测试单元对电网电压跌落的反应。

低电压穿越检测平台 采用阻抗分压结构形式。通过控制可以实现三相相间对称故障、两相相间不对称故障、单相故障共三种类型的电压跌落。同时满足零电压穿越试验。

试验装置串联在被测产品与电网之间，通过改变阻抗分压比实现光伏逆变器出口变压器处电压跌落，完成对光伏逆变器低电压穿越性能的测试。采用可控断路器。限流电抗器X1、短路电抗器X2均采用可调电抗器设计，通过改变阻抗分压比可实现上千种跌落深度组合，有效补偿系统运行方式改变给跌落精度造成的偏差。装置电压跌落和恢复功能的实现通过闭合和断开断路器CB4实现。

希望可以帮到你 谢谢

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