基于雙模控制的永磁直驅型風力發電機組高電壓穿越控制策略的研究

馬偉娜，白　愷，宋　鵬，劉京波，姚萬業，劉漢民，朱　斯

(1.華北電力大學，河北保定　071003；2.華北電力科學研究院有限責任公司，北京　100045；

3.國網新源張家口風光儲示范電站有限公司，河北張家口　075000)

The Research on Control Strategy of High Voltage Ride Through for PMSG Based on Dual-modes ControlMA Weina1,BAI Kai2,SONG Peng2,LIU Jingbo2,YAO Wanye1,LIU Hanmin3,ZHU Si3

(1.North China Electric Power University, Baoding 071003,China;

2.North China Electric Power Research Institute, Beijing 100045,China;

3.Zhangjiakou Wind and Solar Power Energy Demonstration Station CO.LTD, Zhangjiakou 075000,China)

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基于雙模控制的永磁直驅型風力發電機組高電壓穿越控制策略的研究

馬偉娜1，白愷2，宋鵬2，劉京波2，姚萬業1，劉漢民3，朱斯3

(1.華北電力大學，河北保定071003；2.華北電力科學研究院有限責任公司，北京100045；

3.國網新源張家口風光儲示范電站有限公司，河北張家口075000)

The Research on Control Strategy of High Voltage Ride Through for PMSG Based on Dual-modes ControlMA Weina1,BAI Kai2,SONG Peng2,LIU Jingbo2,YAO Wanye1,LIU Hanmin3,ZHU Si3

(1.North China Electric Power University, Baoding 071003,China;

2.North China Electric Power Research Institute, Beijing 100045,China;

3.Zhangjiakou Wind and Solar Power Energy Demonstration Station CO.LTD, Zhangjiakou 075000,China)

0引言

永磁直驅型風力發電機組具有噪聲小、結構簡單、運行效率高、后續維護成本低等優點，在電網中所占的比例逐漸提高[1]。隨著風力發電機組單機容量及風電場規模的不斷擴大，世界各國紛紛出臺風電并網準則，對風力發電機組的并網提出了更嚴格的要求，其中除了要求風力發電機組需具備低電壓穿越(Low Voltage Ride Through，LVRT)能力外，還要求風力發電機組在電網電壓驟升期間具備一定程度的不脫網連續運行能力，即高電壓穿越(High Voltage Ride Through，HVRT)特性[2-5]。部分高電壓穿越曲線如圖1所示。

圖1　高電壓穿越曲線

目前國內外針對電網電壓跌落對直驅風力發電機組的影響以及相應LVRT技術的研究相對成熟[6-10]，文獻[7-8]通過在全功率變流器直流側增加卸荷電阻構成直流側Chopper保護電路，實現了電網電壓跌落時永磁直驅型風力發電機組的低電壓穿越運行；在此基礎上，文獻[9]通過在電壓跌落時控制網側變流器提供無功電流來穩定電網電壓，進一步提高發電機組的低電壓穿越能力；……