提升直驱型永磁风电机组故障穿越能力改进控制策略研究

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1、第44卷第9期电力系统保护与控制Vb1．44NO．92016年5月1日PowerSystemProtectionandControlMay1，2O16DOI：10．7667／PSPC151050提升直驱型永磁风电机组故障穿越能力的改进控制策略研究边晓燕，田春笋，符杨(上海电力学院电气工程学院，上海200090)摘要：为了提高直驱型永磁风电机组故障穿越能力，提出一种新的故障穿越策略。通过采用紧急变桨技术，减少故障期间风机的出力，降低直流母线两端的功率不平衡，以限制直流母线过电压。提出一种新颖的控制直流母线侧电容器投切方案，故障期间增加直流电容容量，进一步限制故障期间直流母线电

2、压骤升。充分利用风电机组的无功能力，网侧变流器采用电压控制模式，为系统在故障期间提供无功支撑。给出了详细的故障穿越方案，并在仿真软件DIgSILENT中建立仿真模型，设计了低电压故障和高电压故障两个算例。仿真结果表明，所提出的控制策略可有效的限制故障期间直流母线过电压，为系统提供了足够的无功支撑，协助并网点电压快速恢复，提升了风电机组的故障穿越能力。关键词：永磁风电机组；故障穿越；紧急变桨；直流母线；变流器Acoordinatedcontrolstrategyforfaultride-·thoughcapacityofdirect-drivepermanentmagnetw

3、indpowergeneratingunitsBIANXiaoyan，TIANChunsun，FUYang(CollegeofElectricalEngineering，ShanghaiUniversityofElectricPower,Shanghai200090，China)Abstract：Toimprovethedirect-drivepermanentmagnetwindturbinefaultride-throughcapability,anewcoordinatedcontrolstrategyforenhancingthefaultride-thought(

4、FRT)isproposed，whichadoptsemergencypitchtechnologytoreducewindturbines’outputduringfault，andtoreducetheactivepowerdeviationoftheDC—link．AnovelDC—linkparallelcapacitorscontrolstrategyisadoptedtoprovidemeansforpowerevacuationduringgridfaultconditions，andthenlimitthefaultduringtheDCbusvoltage

5、swellfurthe~InordertomakethereactivepowercontrolcapabilityofPMSGthegrid-sideconvertersareutilizedtoprovidereactivepowerforthegridpriortooperatingthevoltagecontrolmode．AdetailedFRTcontrolstrategyisgiven，andasimulationmodelisestablishedbyDIgSILENT．Theresultsverifythatthecoordinatedcontrolsch

6、emenotonlylimitstheDCbusovervoltage，butalsoprovidescertaindynamicreactivepowersupportingtothegrid，whichhasafineeffectforthewindfarmachievingthelow／high—voltageridethroughcapabilityduringgridfault．Keywords：permanent·magnetsynchronousgenerator(PMSG)；faultride-through；emergencypitchregulation

7、；DC-link；converter也越来越严格，其中主要包括对风电机组低电压穿0引言越和高电压穿越能力的要求J。我国已于2011年近年来，风电技术得到了快速发展，风电场装制定了风电技术接入电网规定，不仅要求风电机组机容量也在逐年增高，风力发电对电网影响已经不具备低电压穿越要求，并且还要求低电压穿越期间，可忽视¨。电网对风电机组的故障穿越能力的要求风电机组具备一定的无功控制能力【4】。与电压跌落相对应，电网电压骤升也是一种常见的故障，澳大基金项目：上海市科委科技创新项目(14DZ1200905)；上海利亚率先制定了