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双馈异步风力发电机低电压穿越时的Crowbar保护技术
双馈异步风力发电机低电压穿越时的Crowbar保护技术
随着全球能源需求的不断增长，风力发电作为一种类绿色、清洁能源逐渐受到广泛关注。双馈异步风力发电机作为一种主要的风力发电机型号，具有许多优势，如较高的效率、可靠性及可适应不同的风速范围。但是，由于其工作原理与传统的同步风力发电机有所不同，其在逆变器和电网之间的接口存在一些独特的问题。其中，低电压穿越是一种比较常见的故障，其会对风力发电机系统的运行稳定性产生极大的影响。为了避免低电压穿越对风力发电机系统的影响，需要采用对应的保护技术，其中Crowbar保护技术是一种常用的方式。
一、双馈异步风力发电机的工作原理
双馈异步风力发电机的工作原理与传统的同步风力发电机有所不同。其主要由风轮、机械传动系统、双馈异步电机、轴承、牵引变压器、逆变器和电网连接组成。其中，风轮和机械传动系统主要起到将风能转化为机械能的作用；双馈异步电机是将机械能转化为电能的核心部件；牵引变压器主要用于调节发电机的输出电压和电流；逆变器将发电机输出的电能转换为可直接接入电网的交流电；电网连接则是发电机直接接入到电网中，实现能量的互换。
相对于传统风力发电机，双馈异步风力发电机具有许多优势：
1.较高的效率：与同步发电机相比，双馈异步风力发电机能够在更广泛的风速范围内工作，并可在保持较高效率的情况下调节输出功率。
2.较高的可靠性：双馈异步风力发电机具有较强的适应能力和快速的响应能力，能够适应不同的工作条件并保持稳定的运行状态。
3.较低的成本：相较于同步风力发电机，双馈异步风力发电机具有更小的体积和重量，同时采用的电路拓扑结构也更加简单，因此制造和维护成本相对较低。
二、低电压穿越的原因
低电压穿越是风力发电机系统中常见的故障之一，其主要原因是在电网故障、短时电压降低等情况下，发电机的输出电压也会随之下降，当输出电压低于一定的阈值时，就会发生低电压穿越。
低电压穿越会带来许多不利影响，其中主要包括以下几点：
1.降低电网稳定性：低电压穿越会导致电网的电压和频率波动，影响电网稳定性和供电质量。
2.损害发电机和其他系统部件：低电压穿越时，发电机输出电流增加，从而导致不必要的热损耗和振荡电流，导致系统其他部件的承受能力下降，甚至导致系统故障。
3.降低发电效率：低电压穿越会导致发电机输出电压下降，从而降低发电效率和功率输出。
三、Crowbar保护技术的基本原理
为了避免低电压穿越对双馈异步风力发电机系统的影响，需要采用相关的保护技术来阻止发电机输出电压下降。其中，Crowbar保护技术是一种常用的技术。
Crowbar保护技术基于对逆变器的控制电路，可以通过控制电路中的IGBT元件实现对输出电压的截止和降低，从而避免低电压穿越的情况发生。其基本原理如下：
1.正常工作状态：在正常工作状态下，逆变器输出电压在一定的范围内波动，这时候控制电路中的元件不会被触发。
2.失控状态：当逆变器输出电压低于预设阈值时，控制电路中的元件会被触发，截止输出电流，从而避免低电压穿越的问题。
Crowbar保护技术的优势在于其响应时间快，能够在短时间内有效地减少低电压穿越对系统的影响。并且该技术成本较低，易于推广应用。
四、Crowbar保护技术的注意事项
在使用Crowbar保护技术时，需要注意以下几点：
1.防止调节不当：Crowbar保护技术的阈值必须适当设置，并考虑发电机的工作范围和实际情况，否则会影响发电机的输出电压和功率。
2.保证系统稳定性：在运行过程中，应保证Crowbar保护技术不会对系统的稳定性产生不利影响，如可能导致系统振荡、过电流等现象。
3.确保系统可靠性：在实际运行中，需要对Crowbar保护技术进行定期检查和维护，保证其正常工作和可靠性。
五、结论
双馈异步风力发电机是一种性能优异的风力发电机型号，但由于工作原理的不同，其在与逆变器和电网连接过程中会遇到一些独特的问题，其中低电压穿越是一种常见的故障。为了避免低电压穿越对系统产生负面影响，可以采用Crowbar保护技术。Crowbar保护技术基于对逆变器的控制电路，能够在发生低电压穿越时对输出电压进行截止和降低，从而有效避免低电压穿越对系统的影响。在使用该技术时，需要注意防止调节不当、保证系统稳定性和确保系统可靠性等问题。