新能源發電低電壓穿越的VSG實驗平臺研制

周 穩 ，畢大強 ，戴瑜興 ，成林俞 ，熊書華

（1.溫州大學 電氣數字化設計技術浙江省工程實驗室，浙江 溫州 325035；2.清華大學 電機系 電力系統國家重點實驗室，北京 100084）

0 引言

伴隨光伏發電、風力發電等新能源發電的應用不斷增多，許多國家出臺標準要求光伏電站、風力發電站在并網時電網發生故障情況下，一定時間內不能脫網，必須具備一定的低電壓穿越 LVRT（Low Voltage Ride Through）能力［1-4］。 為了實驗研究與測試風力發電或光伏發電系統在電網電壓因故障跌落時的穿越能力，需要考慮各種可能遇到的電壓跌落情況。然而，電網電壓故障不可控制，在正常實驗系統中做跌落實驗也不允許。因此，研制電壓跌落發生器 VSG（Voltage Sag Generator）十分必要。

目前研究VSG的拓撲結構主要為3種形式：阻抗形式、電力電子變換形式和變壓器形式［5］。文獻［6］提出了一種光伏發電LVRT實驗用阻抗形式的VSG，僅進行仿真研究，缺乏可靠實驗驗證。文獻［7］提出一種阻抗形式VSG中限流電抗器和接地電抗器的拓撲結構及電氣參數設計方法。文獻［8］研究指出阻抗形式VSG是低成本實現VSG的方案。雖然阻抗形式VSG結構簡單，研制實現方便，但其能量損耗大。文獻［9］提出一種可編程電網故障模擬電源的設計方案，采用背靠背式PWM變換器，通過控制模擬各類電網故障。文獻［10］研究了一種基于電壓源型逆變器的可編程VSG方案，利用比例積分諧振控制器實現4種電網故障電壓模擬。文獻［11-12］設計采用電力電子形式VSG方案，利用逆變器控制為可控電壓源形成電壓跌落。……