電工電氣雜志社

永磁直驅(qū)風電低電壓穿越與功率平抑策略研究

來源：電工電氣發(fā)布時間：2024-12-02 12:02 瀏覽次數(shù)：27

永磁直驅(qū)風電低電壓穿越與功率平抑策略研究

林海東¹，匡洪海¹，王俊¹，張群峰¹，楊慧嫻¹，于錫琪²

(1 湖南工業(yè)大學電氣與信息工程學院，湖南株洲 412007；

2 國網(wǎng)湖南省電力有限公司株洲供電分公司，湖南株洲 412000)

摘要：針對永磁直驅(qū)風電機組低電壓穿越和功率平抑兩種問題，提出采用改進超級電容儲能系統(tǒng)(ISCESS)和串聯(lián)制動電阻(SDBR)的聯(lián)合控制策略。將 ISCESS 并聯(lián)在機組的直流鏈上，SDBR 則串聯(lián)在電網(wǎng)與并網(wǎng)點之間。當風電并網(wǎng)系統(tǒng)正常運行時，ISCESS 憑借快速充放電能力平抑機組的并網(wǎng)功率。當電網(wǎng)故障電壓驟降時，SDBR 抬升并網(wǎng)點的電壓并耗散不平衡能量，另一部分不平衡能量則由 ISCESS 吸收。研究結(jié)果表明，所提策略在正常運行時能有效對永磁直驅(qū)風電機組的并網(wǎng)功率進行平抑，在電網(wǎng)故障時能有效提升機組的低電壓穿越能力。

關(guān)鍵詞： 永磁直驅(qū)風電；功率平抑；低電壓穿越；超級電容儲能系統(tǒng)；串聯(lián)制動電阻

中圖分類號：TM614 ；TM712 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2024)11-0008-07

Strategy Research on Low Voltage Ride Through and Power Smoothing of

Permanent Magnet Direct Drive Wind Turbines

LIN Hai-dong¹, KUANG Hong-hai¹, WANG Jun¹, ZHANG Qun-feng¹, YANG Hui-xian¹, YU Xi-qi²

（1 College of Electrical and Information Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007, China;

2 State Grid Hunan Electric Power Co., Ltd. Zhuzhou Power Supply Branch, Zhuzhou 412000, China）

Abstract: In order to solve the two problems of low voltage ride through and power smooth for permanent magnet synchronous generator,the combined control strategy of improved supercapacitor energy storage system(ISCESS) and series dynamic braking resistors(SDBR) is proposed. In this paper, ISCESS is connected in parallel to the DC chain of the unit, and SDBR is connected in series between the grid and the grid connection point. When the wind power grid-connected system is in normal operation, ISCESS smooths the grid-connected power of the unit with its fast charging and discharging capability. When the grid fault voltage suddenly descends, the SDBR raises the voltage of the junction point and dissipates the unbalanced energy, ISCESS absorbs the other part of the unbalanced energy. The results show that the proposed strategy can effectively smooths the grid-connected power of permanent magnet direct drive wind turbines during normal operation,and enhance the low voltage ride through capability of the unit during grid faults.

Key words: permanent magnet direct drive wind turbines; power smoothing; low voltage ride through; supercapacitor energy storage system;series dynamic braking resistor

參考文獻

[1] 袁鐵江，郭建華，楊紫娟，等. 平抑風電波動的電-氫混合儲能容量優(yōu)化配置[J] . 中國電機工程學報，2024，44(4) ：1397-1405.

[2] 余洋，陳東陽，吳玉威，等. 風電波動平抑下考慮 SOC 均衡及收益的電池儲能功率分配策略[J]. 高電壓技術(shù)，2023，49(4) ：1714-1723.

[3] 王雨欣，王思怡，楊黎暉，等. 超級電容儲能和卸荷電路協(xié)調(diào)控制的永磁同步風電機組低電壓穿越策略[J] .高壓電器，2023，59(4) ：177-185.

[4] XING Pengxiang, FU Lijun, WANG Gang, et al.A compositive control method of low-voltage ride through for PMSG-based wind turbine generator system[J].IET Generation, Transmission & Distribution，2018，12(1) ：117-125.

[5] YUAN L, MENG K, HUANG J, et al.Development of HVRT and LVRT Control Strategy for PMSG-Based Wind Turbine Generators[J].Energies，2020，13(20) ：5442.

[6] LI Z, HAN H, WANG H, et al.Grid-Connected Adaptive Analysis and Control of the DC Wind Turbine Under the Grid-Side Transient Faults[J].IEEE Access，2023，11 ：129340-129352.

[7] 劉詩涵，周羽生，許振華，等. 基于超級電容蓄能的永磁同步海上風電低電壓穿越研究[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制，2018，46(5) ：9-15.

[8] 王鎮(zhèn)林，楊秀媛. 基于灰色預測和低通濾波的風電平抑策略[J]. 現(xiàn)代電力，2023，40(3) ：295-302.

[9] 常樊睿，李勇，彭衍建，等. 計及多儲能單元出力水平的風功率波動平抑控制方法[J] . 高電壓技術(shù)，2024，50(1) ：182-193.

[10] 劉穎明，王維，王曉東，等. 結(jié)合風功率預測及儲能能量狀態(tài)的模糊控制策略平滑風電出力[J] . 電網(wǎng)技術(shù)，2019，43(7) ：2535-2543.

[11] MOHAMMADI E, RASOULINEZHAD R, MOSCHOPOULOS G.Improving Power Quality in Grid-Connected Wind Energy Conversion Systems Using Supercapacitors[C]//IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition，2020 ：995-1000.

[12] 潘生雄，趙霞，羅映紅，等. 基于 SMES/BESS 混合儲能抑制風電功率波動的控制策略[J] . 電測與儀表，2020，57(5) ：101-106.

[13] 陳玉龍，武鑫，滕偉，等. 用于風電功率平抑的飛輪儲能陣列功率協(xié)調(diào)控制策略[J] . 儲能科學與技術(shù)，2022，11(2) ：600-608.

[14] 許慶祥，滕偉，武鑫，等. 平抑風電功率波動的飛輪儲能系統(tǒng)容量配置方法[J] . 儲能科學與技術(shù)，2022，11(12) ：3906-3914.

[15] JIN Jianxun, YANG Ruohuan, ZHANG Runtao, et al.Combined low voltage ride through and power smoothing control for DFIG/PMSG hybrid wind energy conversion system employing a SMES-based AC-DC unified power quality conditioner[J].International Journal of Electrical Power & Energy Systems，2021，128 ：106733.

[16] 王騰，張新燕，何星柱，等. 風儲系統(tǒng)風電功率平抑與故障穿越的新型復合功率控制策略[J] . 現(xiàn)代電力，2023，40(6) ：863-871.

[17] 余佩蕓. 串聯(lián)動態(tài)制動電阻的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)研究[D]. 重慶：重慶大學，2018.

返回索引列表

Article retrieval

文章檢索

永磁直驅(qū)風電低電壓穿越與功率平抑策略研究