逆变器电压暂降耐受

逆变器电压暂降耐受

       治理电压暂降比较有效的办法是采用 动态电压调节器（动态电压暂降补偿器），一般电压（三相）暂降至额定电压70%（有的产品能达到60%~50%）的情况下都能起到很好的补偿作用，动态响应及补偿时间基本在2ms以内。这种装置的原理是通过逆变器将暂降后的电压提升到额定电压，具有动态响应快、没有电池、免维护等优点，功率从几千伏安到几十兆伏安的都有。但这个东西价格很高，如果对总进线电压进行补偿的话，价格很难承受。一般的做法是针对工厂内的敏感设备或是设备内的敏感原件进行补偿，采用小容量的补偿器以降低费用。（PS:三相380V，100A的动态电压暂降补偿器费用大概要35万元）

配电装置应满足什么要求？

       TEL-JL100在市电电源和被保护的负载之间只需串联一个绕组，无需串联故障率相对较高的半导体元件，TEL-JL100还内置了三重安全旁路，设备本身故障或过载时可在0.5ms内自动切换至旁路供电。不存在因设备本身故障而导致负载掉电的风险。输出电压稳定，保证了设备加工精度。由于TEL-JL100可以持续在线调压，正常情况下电压输出精度可以达到+/-1%，最大程度上保证了电压的稳定性，进而保证了产品品质不因电压波动而受影响。TEL-JL100串联在供电电源和受保护的负载之间，他会持续监测输入侧电源电压，一旦发现供电电压偏离额定电压水平，TEL-JL100会通过IGBT逆变器和补偿变压器迅速提供一个适当的补偿电压。

机场发生晃电了该怎么办？

       1 机场航站楼电压暂降原因及影响分析

       原因分析：电压暂降为常见电能质量不足问题，气象异常、短路故障、电力系统故障、变压器投切等均可能引发电压暂降。电压暂降现象无法被完全避免，且带有不可预测性，需采用一定的预防管理手段，将电压暂降发生概率及影响程度降到最低。某机航站楼采用110kV变电站降压切换供电，设置8座变电室及4台特供柴油发电机组，供电可靠性超过99.999%，但在航站楼运行过程中，电压暂降发生频率依然超过10次/年。影响分析：电压暂降发生后，航站楼内行李处理系统、航班显示系统、自动扶梯系统、APM捷运系统、照明系统等高敏感用电设备及系统运行状态会受到不同程度的影响。以照明系统为例。首都机场T2航站楼照明设备多为气体放电设备，电压敏感度极高。若电压降低至正常电压的65%～80%，会导致照明全部熄灭；电压恢复正常后，照明设备重启存在5min左右的时滞，给机场运行秩序造成严重影响。再比如行李处理系统，航站楼行李处理系统与航班信息系统之间发生实时数据交换，将数据传输至PLC对行李处理系统进行调控。电压暂降现象发生后，会导致系统数据交换及传输受阻，系统部分模块无法正常获取动作指令而发生故障停机。若输送带、分拣机等单元停机，需手动检修，耗费大量人力、物力成本，还可能引发旅客行李受损、航班或行程延误等问题。

       2 机场航站楼电压暂降治理方案

       可以使用TPM-QSDVR电压暂降保护系统和TPM-Q510显示终端。

       TPM-QSDVR电压暂降保护系统以超级电容器作为储能元件，采用先进的电力电子变换技术和数字控制技术，提供后备式短时能量存储解决方案，有效治理电压暂降、电压暂升、短时中断等问题，具有强稳定性、高可靠性、高效率等特点。广泛应用于半导体制造、石油石化、化工、汽车制造、精密加工、制药、造纸、医疗卫生、科研院所、烟草、冶金、钢铁、印刷、玻璃、纺织等对电能质量要求严格的行业。

       产品特点：

       响应速度快，典型响应时间为1ms;

       补偿时间灵活，典型补偿时间为3s，更多后备时间可根据客户需求定制;

       采用超级电容作为储能元件，充放电次数达100万次;

       设备冗余设计，可靠性高;

       可同时治理电压暂降、电压暂升、短时中断等问题;

       逆变器满功率设计，支持输入三相电压跌落100%;

       电压调整目标值可现场设定，出厂默认-15%~+15%;

       电子旁路工作状态下效率达99%以上，大幅减少电能损耗费用;

       免维护，免值守，节约人工成本。

       TPM-Q510显示终端，该显示终端集显示、操作、设置与一体，配套最新款的防晃电接触器使用，通讯口接收数据，可一机多用。可以通过RS485连接后台防晃电系统。具有年月日时间显示、设备在运行时有运行状态、通讯状态、累积运行时间、三相电压情况显示，在设备发生“晃电”时的故障记录，也可以根据巩义参数设置“晃电”时间及电压百分比，使产品达到智能化、信息化、可视化的智能产品。

       这两款产品相结合十分适用于机场航站楼，能够提高电压暂降风险可感知程度，第一时间发现异常并及时采取措施进行处理。航站楼内每一开闭站安装电力监控系统，对供电系统内各设备运行状态进行实时监督，获取相应的运行参数，通过对比分析，挖掘异常信号。例如，能够灵敏感应电压中断、突变、不稳等现象，自动给出报警提示，并对电压暂降现象发生时间、持续时长、跌落程度等进行记录。分析电压暂降时的各类参数信息，能够掌握电压暂降发生规律，为后续电压暂降风险防治积累理论资料。

       郑州泰普科技生产的TPM-K防晃电接触器、TPM-Q510显示终端和TPM-QSDVR电压暂降保护系统，三者相结合，可以有效保障机场避免因为电压暂降的问题，为机场的安全运行尽一份力量。

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。

如何用电力电子装置提高电力系统的稳定性

       浅谈电力电子装置在电力系统中的应用

       电力系统的任务是为人们日常生活、企业科研生产提供电力资源，而是社会经济能否稳定发展的重要依托。电力电子装置的应用贯穿电力系统的发电、配电、变电和输电等各个阶段，电力系统若想实现高可靠性、高稳定性和高效性，必须采用高度智能化的电力电子装置。与此同时，传统电力系统的发电方式往往使用不可再生能源，在造成严重的环境污染的同时能源的利用率低下，已不能满足社会的需求，对电力系统进行改进势在必行。在构建新型电力系统中必然会使用电具有较高科技水平的电力电子装置。因此，研究电力电子装置在电力系统中的应用具有重要的现实意义。

       1 电力电子装置和电力系统的发展

       随着大容量、远距离电力资源传输的需求逐渐提高，电力系统势必步入智能化、自动化发展的道路。目前，我国电力系统的智能化水平逐渐提升，在全国各地均可以使用电能，电力系统的规模位于世界前列。电力电子装置作为电力系统的重要基础，虽然起步较晚，但发展速度迅猛。电力电子装置的不断发展与改善同时也极大促进了电力网络的迅速发展。较为突出的改进为电力能源传输介质由传统的电缆传输转变为光纤传输；关键技术壁垒由硬件设计转变为软件设计；装置由传统的半控型装置逐步发展为全控型装置，目前已经发展到复合型装置；控制方法由传统的模拟控制转变为数字控制等等。然而，我国电力系统与发达国家相比仍存在着一定的差距，主要表现为智能化水平较低、科技含量较低、创新性技术应用较少等等。因此，我国电力行业的相关科技人才应该对电力电子装置进行深入的科学研究并将其先进的应用到电力系统的构建中，从而促进我国电力行业以及社会经济的进一步发展。

       2.我国电力电子装置在电力系统中的应用

       2.1 发电阶段

       传统的电力系统通常利用不可再生能源进行发电，资源有限且会造成一定的环境污染。新型电力系统应因地制宜，利用当地环保的可再生能源，如风能、势能等，同时致力于进一步提高能源的利用效率，提高环保能源的使用率，本文将从风力发电、水力发电和太阳能发电三方面进行介绍电子电力装置在发电中的应用。

       2.1.1 风力发电

       由于风力变化极快，需要电力电子装置对风能进行整流、逆变后将其转变为可供人使用、具有稳定电压、频率的电能资源，最为普遍的装置为风力变流器。利用变流器中拓扑结构分层改变电能的容量和电压，增加了风力发电的效率。

       2.1.2 水力发电

       水力发电装置通过调节水库的高低位置的变化通过水力势能的改变进行发电。水力发电中发电机采用交流励磁技术，极大地加快了发电的速度，其核心电力电子装置为交流发电机组励磁。在交流励磁的控制系统原理简单，利用交流频率的改变直接调节对水压及流量的大小，可以实现快速、准确的水力发电，有效改善了水力发电站的发电。效率

       2.1.3太阳能发电

       太阳能发电需要的电力电子装置包括将太阳能转变为电能的光伏阵列原件、处理不稳定电能的滤波器、变压器、逆变器等装置。目前，太阳能发电系统的应用还存在一定的不足，如光伏阵列存在多峰值问题，有待进一步进行深入研究。

       2.2 储能阶段

       由于可再生能源的产生具有季节性、实时性，同时生活生产中使用电能也存在高峰期和低谷期，这就要求进行电能的储存，从而提高现有电力系统的稳定性和可靠性。本文将从目前在我国应用较为广泛的电池储能装置、水力储能装置和风力储能装置几个方面进行概述。

       2.2.1 电池储能装置

       我国对于电池储能装置的研究与其他其他储能方式相比时间较早，可以将任意发电装置产生的电力资源转化为电池中的电能。其原理为利用小功率直流变换器是电池中的电流平稳；利用拓扑结构将电池集成实现电压的高低和电流的变化；利用电压型四象限变换器在实现功率的调节。利用电力电子装置实现储能的最优化、损耗的最小化的储能系统。

       2.2.2 水力储能装置

       水力发电的储能装置一般采用抽水储能，常见的方法为利用抽水蓄能机组中励磁电流的频率和幅值的转换实现电力功率的转换，从而实现电力供能中调峰填谷、备用紧急能源等不同的作用。

       2.2.3 风力储能装置

       风力储能装置利用压缩空气进行储能，利用空气压缩机将剩余的电力资源用空气的压力进行存储，电能不足时，将空气的势能转化为电能进行发电。

       2.3 输电阶段

       电力系统若想在输电领域中实现长距离、高容量和低损耗的电力传输，需要电力电子装置进行协助降低电能的损耗，如换流器、变流器。在输电过程中长距离、高容量的电力传输一旦遇到意外灾害可能会造成严重的经济损失，电力电子装置能够及时的发现传输电力过程中的异常状况，根据具体的情况进行决策，以免产生重大的经济损失和资源浪费。

       2.4 智能电网

       智能电网是高度自动化、高度智能化的电力资源传输网络，利用自动化控制技术可对任意网络节点进行监控，实现节点间电力资源的双向流动。智能电网中采用功率变换器对用户的功率进行调节。利用电力电子装置的集成可实现电网中控制器通过通信系统进行协同工作，实现电网的自动化控制，增强智能电网的稳定性和可靠性。

       2.5 提高电能利用率

       由于自然中可再生资源如水力、风力或是太阳能并非是长时间供应的，但是对于电能的需求却逐年增加，因此电力系统必须降低电能的损耗、提高电能的使用效率。其中，链式静止同步补偿器可以通过无功补偿降低电压的扰动、维护电力系统的稳定性；谐波治理装置可以降低电网中的谐波，抑制不必要的能量损耗；动态电压恢复器通过对电压暂降进行补偿，降低电压引起的电力设备的损害，从而保障电力系统的稳定性和可靠性运行。

       3 电力电子装置发展的建议

       目前，我国在电力电子装置的应用方面已经取得了较大的突破，但是距离世界顶级的电力系统中电力电子装置的应用还有一定的差距。针对电力资源的大量需求和电力系统改善的需要，电力电子装置应该加强以下几个方面的研究。首先，增强电力系统的智能化，通过电力电子装置的一体化设计，实现电力系统的自动化控制。其次，在发电阶段加强风力发电换流器的可靠性与太阳能发电中逆变器的稳定性。再次，研究其他可再生能源发电的可行性与适用性。最后，增加电力系统出现故障时的应急措施，通过不断改进控制算法增强电力系统进行资源优化配置的能力，提高电力能源的使用效率。

       4 总结

       电力电子装置是电力系统的重要基础，在保障电力系统及时、准确和可靠运行等方面发挥举足轻重的作用。换言之，电力电子装置科技水平的高低直接影响电力系统自动化水平的高低，直接决定我国经济的发展。因此，我国必须注重电力电子装置的科研与开发，促进电力单位或企业与高校或其他科研单位的合作，致力于将先进的电力电子装置应用于电力系统中，以便进一步满足社会发展对电力资源日益增加的需求。

       参考文献：

       [1] 姜建国.乔树通.郜登科.电力电子装置在电力系统中的应用[J].电力系统自动化，2014，3：2-5.

       [2] 周孝信.陈树勇.鲁宗相.电网和电网技术发展的回顾与展望——试论三代电网[J].中国电机工程学报，2013，33（22）：1-11.

       [3] 国家电网公司“电网新技术前景研究”项目咨询组.大规模储能技术在电力系统中的应用前景分析[J].电力系统自动化，2013，37（1）：3-8.

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