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 采用串联耦合补偿实现风电机组低电压穿 越研究# 曲小慧，熊良根，张建忠* 5 10 15 20 25 30 35 40 （东南大学电气工程学院，南京 210096） 摘要：近年来风力发电占供电比重迅速增长。但在电网出现故障导致电压跌落后，风电机组 如不具备低电压穿越能力将纷纷从系统解列，在不对称故障情况下，解列情况更加严重，并 可能导致局部甚至是系统全面瘫痪，因此风电机组需具备低电压穿越（LVRT）能力。受动 态电压恢复器的启发，本文提出了采用分相串联耦合注入补偿（SCCD）电压的新型低电压 穿越控制策略，在电网电压跌落工况下利用分相 SCCD 辅助风电机组实现 LVRT，分相补偿 SCCD 可以串联接入风电机组机端和电网公共连接点之间，通过动态调节使风电机组机端电 压维持正常。本文在 MATLAB/Simulink 上建立仿真模型，仿真结果验证了该方案的有效性 和可行性，从而为风电机组的低电压穿越提供了一种新的解决策略。 关键词：风力发电；电压跌落；低电压穿越；动态电压；SCCD Low Voltage Ride Through for Wind Turbines with Series Coupled Compensation Device QU Xiaohui, XIONG Lianggen, ZHANG Jianzhong (Electrical Engineering School, Southeast University, NanJing 210096) Abstract: Recently, wind power in the grids increases rapidly to alleviate the dissipation of fossil fuel. If the grid voltage declines caused by grid faults, the wind generators without the capacity of low voltage ride through (LVRT) maybe remove from the grid. It is more serious especially in the asymmetric faults and will bring unstabilities, such as local or overall blackout. Therefore LVRT is required for wind turbines. To achieve it, this paper proposes a three phase series coupled compensation device (SCCD) and control scheme, which compensates the sagged voltage in each phase by dynamic adjustment and guarantees terminal voltage stable in the whole voltage dip duration. SCCD can be connected in series between grid and generator. The simulation model is built in the Sofeware MATLAB/Simulink and the simulation results well verify the theorical analysis. Keywords: Wind power; Voltage sag; Low voltage ride through; Dynamic voltage; SCCD 0 引言 风能是清洁的可再生能源。随着风力发电技术日益成熟，风电机组的装机容量逐渐增大， 风能很有可能成为传统能源的替代能源之一，大型风力发电机组并网运行给电网提供电能。 但风电场一般处在电网的末端，此处电网网架结构薄弱。短路故障时，风电机组会出现大规 模解列的情况[1-2]。考虑电网故障时风机的各种运行状态对电网稳定性的影响，各国对接入 电网的风电场提出了严格的技术要求，即必须具备低电压穿越能力（LVRT）[3]。当电网发 生故障或者扰动引起风电场并网点电压跌落时，在一定的电压跌落范围、一定的时间内，风 电机组能够不脱网运行。 当前主流风电机组双馈感应发电机（DFIG）的低电压穿越技术大都采用风电机组本身 的硬件以及软件控制[4-5]实现，对 DFIG 机组而言，LVRT 的实质是在电压跌落过程中保护转 子侧变换器，防止转子侧过电流和变换器直流环节出现过电压，并根据电网的规