作者简介：娄彦平 ，男，现任西门子工厂自动化工程有限公司项目经理，多年从事汽车及测试台行业项目管理，通过PMP认证及PM@Siemens认证。组织实施本案例的设计、调试等工作。

    摘要：介绍了国内风电整机厂家低电压穿越测试系统的应用情况，以及系统的简单介绍。

    关键词：风电； 风电整机； 低电压穿越；测试台；西门子

   1  低电压穿越（Low Voltage Ride Through,简称LVRT）概述

    风电是可再生、无污染、能量大、前景广的能源，大力发展清洁能源是世界各国的战略选择。风电技术装备是风电产业的重要组成部分，也是风电产业发展的基础和保障，世界各国纷纷采取激励措施推动本国风电技术装备行业发展，并培养了一流的风电装备制造企业，同时，风电技术进步和风电装备制造企业的成长又进一步促进了风电产业的发展。目前，在国家发展绿色新能源的政策支持下，我国风电技术装备行业也取得了较快的发展，风电装机连续四年翻番。在风电装机容量不断增加的情况下，也带来一些风险，其中风电整机的低电压穿越能力关系到电网的稳定、安全。

    低电压穿越是当电网故障或扰动引起风电场并网点电压跌落时，在一定电压跌落的范围内，风力发电机组能够不间断并网运行，从而维持电网的稳定运行。配合近年来中国风力发电的快速发展，国家电网要求风力发电机组应当具有低电压穿越能力。随着一些地区风电供应比例的急剧增加，大规模风电场对地区电网稳定性造成的影响愈发显著。风力发电机组的LVRT性能越来越受关注。

    2 项目背景

    目前国内风电整机厂在出厂前会对整机进行一系列的出厂测试，但是整机出厂前都没有有效的测试系统进行LVRT的测试。国内整机厂家和变流器厂家都在倾注大量精力和财力寻找解决方案。北车风电公司在进入风电整机市场时就考虑到了此问题，因此请西门子进行此测试系统的设计实施，此测试确保了每台整机出厂时都具有良好的LVRT性能。

    3 系统描述

    LVRT测试系统的主要目的是模拟风场并网点的瞬间跌落。根据测试的要求进行相应电压幅值的跌落，并精确控制跌落的时间。美国风场的LVRT标准如下：

    （1）风电场必须具有在电压跌至15%额定电压时能够维持并网运行625ms的低电压穿越能力；
    （2）风电场电压在发生跌落后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（任何时间，只要电压值不低于图1中的电压曲线）。

                   

                                       图1 风电场电压曲线图

                   

                                              图2（a）

                   

                                               图2（b）

                                       图2 测试时记录的波形图

    系统采用西门子大容量开关柜、实时记录仪、高精度电抗、封闭式母线系统。既实现了大电流的精确控制也兼顾了用户电网的承受能力。

    根据机组的测试需求，可以实现10%、20%、50%、80%等多幅值跌落的模拟。

    此测试系统，可以精确控制电压跌落的时间长度，精确记录测试期间电网的电压、电流、无功功率、整机及变流器的状态。测试结果以数据报表、实时曲线的形式进行存档、打印。风场用户可以拿到一套完整的测试数据，以便详尽了解具体的性能数据。

    4 应用情况

    此系统已经成功投入使用，顺利完成了第一批整机的测试。通过对测量点电压电流等的监控，所模拟的电压瞬间跌落符合标准的要求。为整机的LVRT能力测试提供了一个可靠、稳定的平台。

    测试时记录的波形图如图2所示。

    5 应用效果

    作为国内风电整机厂家首套LVRT测试系统，确保了每台出厂整机的LVRT特性，成为北车风电公司的一大亮点，极大增强了公司在该领域的竞争力。