雙饋風力發電機組低電壓穿越技術原理:當外部系統發生短路故障時,雙饋電機定子電流增大,定子電壓和磁通突然下降,轉子側感應出大電流。轉子側變換器直接串聯在轉子電路上。為了保護變流器不受損耗,雙饋風力發電機在轉子側裝有轉子短路裝置。當轉子側電流超過設定值壹定時間後,轉子短路斷路器動作,轉子側變流器停止運行,網側變流器和定子側仍然並網。通常,轉子的每相與可關斷晶閘管和電阻器串聯,並與轉子側變換器並聯。電阻的阻值不能太大,防止轉子側變流器過壓,但也不能太小,否則很難限制電流,具體數值要根據具體情況而定。外部系統故障清除後,轉子短路斷路器晶閘管關斷,轉子側變流器重新投入運行。當定子電壓和磁通下降時,雙饋電機的輸出功率和電磁轉矩下降。如果此時風扇的機械功率不變,電磁轉矩的減小必然導致轉子的加速。因此,當外部系統故障導致的低電壓持續存在時,風力機的輸出功率和電磁轉矩會下降,需要調整風機的槳距角,以減少風機捕獲的風能和機械轉矩,從而實現外部系統故障時風力機的LVRT功能。
丹麥、德國、美國等風力發電技術領先的國家相繼給出了風力發電系統的低電壓穿越標準。圖為美國電網LVRT標準。從圖中的曲線可以看出,曲線以上的區域是風電場需要與電力系統保持連接的部分,只有曲線以下的區域才允許脫離電網。當電網電壓降至額定電壓的15%時,風電場必須具有維持並網運行625ms的低電壓穿越能力;當風電場的並網電壓在跌落故障發生後3秒內能夠恢復到額定電壓的90%時,風電場必須保持並網運行。只有當電力系統出現曲線下方區域所示的故障時,才允許脫離電網。
此外,還應在控制系統中嵌入動態電壓凹陷補償器,在出現凹陷時對電壓進行即時補償,防止控制系統先跳。ABB聲稱采用了有源CROWBAR來實現低電壓穿越功能。