不对称故障下直驱风机网侧改进控制仿真研究

系统仿真学报 ›› 2016, Vol. 28 ›› Issue (5): 1131-1139.

不对称故障下直驱风机网侧改进控制仿真研究

王丹, 刘崇茹, 李庚银

新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学),北京 102206

收稿日期:2015-11-02 修回日期:2016-01-22 发布日期:2020-07-03
作者简介:王丹(1987-),男,河北保定,博士生,研究方向为电力系统分析与控制、风电并网控制技术。
基金资助:
国家自然科学基金重大项目(51190103);高等学校学科创新引智计划(“111”计划)(B08013)

Simulation Study of Grid-side Improved Control Strategy for Direct-driven Wind Turbine Under Unbalanced Faults

Wang Dan, Liu Chongru, Li Gengyin

State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources (North China Electric Power University), Beijing 102206, China

Received:2015-11-02 Revised:2016-01-22 Published:2020-07-03

摘要/Abstract

摘要： 针对直驱型风电机组在电网不对称故障时直流电压和输出功率的波动问题,提出了一种综合的网侧换流器改进控制策略。在对网侧输出功率特性的分析中,将网侧电压和电流的正序、负序分量变换到同一坐标系中进行归算,以准比例谐振控制器为基础设计了同时抑制有功和无功二次谐波的补偿控制环节。此外,在网侧直流电压常规控制中加入反映直流母线两侧功率偏差的前馈修正分量,抑制直流母线过电压。在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立了直驱型风电机组的并网系统模型,仿真结果验证了所提出的网侧改进控制策略在提高直驱风机故障穿越能力方面的有效性。

关键词: 直驱型风电机组, 不对称故障, 二次谐波补偿控制, 前馈控制, 故障穿越

Abstract: In order to reduce the power and DC voltage fluctuations of direct-driven wind turbine under unbalanced grid faults, an integrated and improved control strategy for grid-side converter was proposed. In the analysis of grid-side power characteristics, positive and negative sequence components of grid-side voltage and current were calculated by converting them to the same reference frame and a compensation control loop to simultaneously restrain the second harmonic components of active and reactive power was designed on the basis of quasi proportional resonant control. Moreover, to reduce DC-link overvoltage, a feed-forward modified component reflecting the active power error between the two-terminal converters was added to the traditional DC voltage controller. A simulation model of direct-driven wind turbine grid-connected system was built in PSCAD/EMTDC. The simulation results validated that the proposed control strategy can improve the fault ride-through capability of direct-driven wind turbine.

Key words: direct-driven wind turbine, unbalanced faults, second harmonic compensation control, feed-forward control, fault ride-through

中图分类号:

TM464
TM614

王丹, 刘崇茹, 李庚银. 不对称故障下直驱风机网侧改进控制仿真研究[J]. 系统仿真学报, 2016, 28(5): 1131-1139.

Wang Dan, Liu Chongru, Li Gengyin. Simulation Study of Grid-side Improved Control Strategy for Direct-driven Wind Turbine Under Unbalanced Faults[J]. Journal of System Simulation, 2016, 28(5): 1131-1139.

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