袁野，艾利盛

(1.國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院，長春市 130021；2.國網(wǎng)吉林省電力有限公司白城供電公司，吉林省白城市 137000)

?

雙饋型風(fēng)機(jī)低電壓穿越改造中對(duì)變槳系統(tǒng)的改進(jìn)

袁野1，艾利盛2

(1.國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院，長春市 130021；2.國網(wǎng)吉林省電力有限公司白城供電公司，吉林省白城市 137000)

隨著我國風(fēng)電領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，國內(nèi)的雙饋型風(fēng)機(jī)(doubly-fed induction generator，DFIG)發(fā)電機(jī)組都已具備電網(wǎng)故障時(shí)不脫網(wǎng)的能力。其中部分風(fēng)機(jī)是經(jīng)過技術(shù)改造才具備低電壓穿越(low voltage ride through， LVRT)能力的，因此各個(gè)廠家的風(fēng)機(jī)LVRT策略多種多樣，很多風(fēng)機(jī)廠家的控制策略并不完善，使得風(fēng)機(jī)在故障后的功率恢復(fù)速率并不能滿足要求。同時(shí)某些風(fēng)機(jī)的控制策略使風(fēng)機(jī)在功率恢復(fù)過程中發(fā)生功率突變，若風(fēng)場的大量風(fēng)機(jī)都應(yīng)用該程序進(jìn)行LVRT，則會(huì)使得該地區(qū)的電網(wǎng)由于有功功率突變而導(dǎo)致電網(wǎng)電壓瞬間升高，對(duì)電網(wǎng)造成二次沖擊，使風(fēng)機(jī)又處在外部電壓高于標(biāo)準(zhǔn)電壓的狀態(tài)，而目前國內(nèi)的風(fēng)機(jī)還不具備高電壓穿越功能，從而發(fā)生更大規(guī)模的風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)事件。為此提出了一種在對(duì)雙饋風(fēng)機(jī)進(jìn)行LVRT改造時(shí)既能保證其撬棒系統(tǒng)不被損壞，同時(shí)又具備LVRT能力的新型精細(xì)化控制策略。

低電壓穿越(LVRT)；撬棒；控制策略；雙饋型風(fēng)機(jī)(DFIG)

0 引 言

我國在GB/T 19963—2011《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》中明確規(guī)定，要求風(fēng)電機(jī)組必須具備低電壓穿越(low voltage ride through，LVRT)能力[1]。其中對(duì)有功功率恢復(fù)的要求如下：對(duì)電力系統(tǒng)故障期間沒有切出的風(fēng)電場，其有功功率在故障清除后應(yīng)快速恢復(fù)，自故障清除時(shí)刻開始，以至少10%額定功率/s的功率變化率恢復(fù)至故障前的值。隨著我國風(fēng)電機(jī)組總裝機(jī)容量的不斷增加，大部分風(fēng)機(jī)廠商的雙饋型風(fēng)機(jī)(doubly-fed induction generator，DFIG)發(fā)電機(jī)組LVRT控制策略都比較成熟，在電網(wǎng)電壓跌落期間，大部分風(fēng)電場都具備LVRT能力。

但是通過對(duì)風(fēng)電機(jī)組LVRT能力的檢測，發(fā)現(xiàn)很多廠商在保證風(fēng)電機(jī)組LVRT過程中不脫網(wǎng)的情況下，往往都忽略了風(fēng)電機(jī)組在LVRT過程結(jié)束后對(duì)功率恢復(fù)速率的要求。目前，大多數(shù)廠家的控制策略都是通過進(jìn)行變槳或者偏航動(dòng)作來消耗一部分LVRT過程中產(chǎn)生的多余能量，同時(shí)通過轉(zhuǎn)子側(cè)的撬棒電路進(jìn)行能量釋放[2]。但是有部分廠家將變槳和偏航動(dòng)作設(shè)置的時(shí)間過長，這樣做的確能消耗LVRT過程中的多余能量，減輕撬棒的負(fù)擔(dān)，但是造成的后果卻是大大降低了風(fēng)電機(jī)組在LVRT過程結(jié)束后功率恢復(fù)的速率。

風(fēng)機(jī)廠商為了保護(hù)撬棒系統(tǒng)，在LVRT過程中在原有變槳?jiǎng)幼鞯幕A(chǔ)上又進(jìn)行了額外的變槳或者偏航動(dòng)作，使得風(fēng)機(jī)改變了正常發(fā)電情況下機(jī)頭的朝向或者葉片的槳距角。在外部電壓恢復(fù)正常后，風(fēng)機(jī)需要進(jìn)行相應(yīng)的變槳或者偏航動(dòng)作來重新使風(fēng)機(jī)處在最大的發(fā)電狀態(tài)，這樣風(fēng)機(jī)就需要更長的時(shí)間來恢復(fù)到LVRT前的功率狀態(tài)[3-5]。因此，在編寫控制策略時(shí)，應(yīng)根據(jù)外部電壓跌落情況，正確選擇撬棒動(dòng)作投入的時(shí)間，同時(shí)控制變槳?jiǎng)幼鞯拇螖?shù)，盡可能保證風(fēng)機(jī)既能在LVRT過程中不脫網(wǎng)，同時(shí)功率恢復(fù)速率也能達(dá)到要求。

本文首先概述雙饋型風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)，包括變槳系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)及部分風(fēng)機(jī)廠家對(duì)各自風(fēng)機(jī)撬棒系統(tǒng)的控制策略，同時(shí)分析在LVRT過程中雙饋型風(fēng)機(jī)的運(yùn)行過程以及LVRT功能的必要性。然后通過實(shí)際檢測得到的數(shù)據(jù)，分析風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)故障時(shí)的各項(xiàng)性能，提出一種在對(duì)雙饋型風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行LVRT改造時(shí)既能保證其撬棒系統(tǒng)不被損壞，同時(shí)又具備LVRT能力的新型精細(xì)化控制策略。

1 雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作原理

雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子均與電網(wǎng)相連，其中定子通過并網(wǎng)開關(guān)直接連接到電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子通過機(jī)側(cè)變流器與網(wǎng)側(cè)變流器與電網(wǎng)相連，如圖1所示。由于雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組為三相對(duì)稱繞組，且勵(lì)磁電壓的頻率、相位、幅值和相序均可調(diào)節(jié)，從而很容易對(duì)風(fēng)機(jī)有功和無功輸出進(jìn)行控制[6-8]。

圖1 常規(guī)雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)電路結(jié)構(gòu)Fig.1 Circuit structure of common DFIG

雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過定子和轉(zhuǎn)子分別發(fā)電，當(dāng)電網(wǎng)外部電壓發(fā)生跌落時(shí)，由于定子側(cè)直接與電網(wǎng)相連，定子電壓瞬時(shí)下降，且電流不能突變，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子電流發(fā)生突變，超過轉(zhuǎn)子電流的保護(hù)定值。同時(shí)在“背靠背”的直流部分引起較大直流母排過電壓，導(dǎo)致直流母排電壓報(bào)警[9-10]，引起發(fā)電機(jī)脫網(wǎng)。若這種現(xiàn)象不能得到有效抑制，會(huì)使電網(wǎng)電壓進(jìn)一步跌落，進(jìn)而造成大面積的電網(wǎng)電壓跌落，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成危害[11]。因此，我國在《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》中明確規(guī)定：風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落至20%標(biāo)稱電壓時(shí)，風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組應(yīng)保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行625 ms，如圖2所示；風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓在發(fā)生跌落后2 s內(nèi)能夠恢復(fù)到標(biāo)稱電壓的90%時(shí)，風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組應(yīng)保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行；對(duì)電力系統(tǒng)故障期間沒有切出的風(fēng)電場，其有功功率在故障清除后應(yīng)快速恢復(fù)，自故障清除時(shí)刻開始，以至少10%額定功率/s的功率變化率恢復(fù)至故障前的值。

圖2 風(fēng)電場LVRT功能要求Fig.2 LVRT functional requirements of wind farm

風(fēng)電機(jī)組檢測到電壓故障時(shí)，風(fēng)機(jī)進(jìn)入到LVRT過程。此時(shí)，由于網(wǎng)側(cè)變流器的電流不能突變，因此輸出功率減小，但是風(fēng)電機(jī)向機(jī)側(cè)變流器輸入的功率并沒有減小，因而需要有額外的能量釋放通道，此時(shí)風(fēng)機(jī)的撬棒系統(tǒng)開啟，同時(shí)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變槳?jiǎng)幼?，減小風(fēng)機(jī)捕獲的風(fēng)能[11]。但是有的廠商為了保護(hù)風(fēng)機(jī)撬棒中的釋放電阻，將這部分能量全部通過額外的變槳或偏航動(dòng)作來進(jìn)行釋放[4，11]。同時(shí)，當(dāng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行偏航和變槳?jiǎng)幼鲿r(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子向機(jī)側(cè)變流器輸入的功率也會(huì)減小，此時(shí)需要釋放的多余能量也會(huì)有一定程度的減小。

風(fēng)機(jī)處于LVRT過程中時(shí)的能量關(guān)系如下：

Pout=Pin-Ploss-Pcrowbar-Ppitch-Pyaw

(1)

式中：Pout為風(fēng)機(jī)的輸出能量；Pin為向風(fēng)機(jī)輸入的總能量；Ploss為風(fēng)機(jī)內(nèi)部的銅耗、鐵耗及其他能量損失；Pcrowbar為風(fēng)機(jī)通過撬棒系統(tǒng)電路釋放的能量；Ppitch為風(fēng)機(jī)進(jìn)行額外變槳?jiǎng)幼飨牡哪芰?；Pyaw為風(fēng)機(jī)進(jìn)行額外偏航動(dòng)作消耗的能量。

由式(1)可知，在LVRT過程中，風(fēng)機(jī)進(jìn)行變槳和偏航所消耗的能量越多，風(fēng)機(jī)通過撬棒系統(tǒng)進(jìn)行消耗的能量越少，則該部分所需要承擔(dān)的負(fù)擔(dān)越小。因此，有的風(fēng)機(jī)廠商為了保護(hù)該部分電路，將變槳和偏航的時(shí)間設(shè)置得很長，以此來減輕撬棒系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)LVRT后功率恢復(fù)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)所要求的速率[12-13]。

2 雙饋型風(fēng)機(jī)實(shí)測LVRT過程

圖3、4為某機(jī)型經(jīng)過LVRT改造之后的LVRT過程功率曲線和電壓曲線。

圖3 某雙饋型風(fēng)電機(jī)組LVRT過程功率曲線Fig.3 Power curve of DFIG during LVRT process

圖4 某雙饋型風(fēng)電機(jī)組LVRT過程電壓曲線Fig.4 Voltage curve of DFIG during LVRT process

由圖3、4可知，該機(jī)型的輸出功率在電壓恢復(fù)正常后有一個(gè)明顯的功率恢復(fù) “停滯期”，該期間內(nèi)風(fēng)機(jī)的功率恢復(fù)速率基本停止，持續(xù)時(shí)間為2 s左右，同時(shí)伴隨著有明顯的功率波動(dòng)。當(dāng)這段“停滯期”結(jié)束后，輸出功率在1 s內(nèi)由1 283 kW突變?yōu)? 538 kW，并且在恢復(fù)到正常功率水平之后仍然有明顯的功率波動(dòng)期，最低為1 479 kW，最高為1 515 kW，相差36 kW，共持續(xù)10.4 s，而正常風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)功率上下浮動(dòng)不會(huì)超過5 kW。詳細(xì)波形如圖5、6所示。

圖5 該風(fēng)機(jī)正常情況下輸出功率曲線Fig.5 Power curve of DFIG during normal condition

圖6 該風(fēng)機(jī)LVRT過程中功率突變曲線Fig.6 Saltation in power curve of DFIG during LVRT process

3 新型雙饋型風(fēng)電機(jī)LVRT控制策略

經(jīng)分析，圖3中所示產(chǎn)生“停滯期”的原因是該風(fēng)機(jī)廠家在LVRT控制策略中將變槳過程投入時(shí)間設(shè)置過長。當(dāng)檢測到外部電壓故障時(shí)，第一時(shí)間就進(jìn)行了變槳?jiǎng)幼鳎易儤獎(jiǎng)幼鞒掷m(xù)時(shí)間較長，從檢測到外部故障后開始，一直持續(xù)了12 s，幾乎全部利用變槳系統(tǒng)進(jìn)行能量釋放，通過撬棒系統(tǒng)釋放的能量很少。這就直接導(dǎo)致在電壓恢復(fù)正常之后，功率仍然不能恢復(fù)到正常水平，且風(fēng)機(jī)的輸出功率隨著槳距角的變化一直在波動(dòng)。當(dāng)風(fēng)機(jī)功率恢復(fù)到LVRT過程之前的水平時(shí)，風(fēng)機(jī)的變槳?jiǎng)幼魅匀辉诶^續(xù)，因此導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的輸出功率仍然出現(xiàn)了一定幅度的波動(dòng)。產(chǎn)生這種情況的直接原因就是風(fēng)機(jī)廠家將公式(1)中的Pcrowbar(風(fēng)機(jī)通過撬棒電路釋放的能量)設(shè)置盡可能小，而將大部分能量通過Ppitch(風(fēng)機(jī)進(jìn)行額外變槳?jiǎng)幼飨牡哪芰?的形式釋放。

當(dāng)風(fēng)電機(jī)組配備的撬棒系統(tǒng)無法完全消納LVRT過程多余的全部能量時(shí)，的確需要通過風(fēng)機(jī)的變槳或者偏航動(dòng)作來消耗多余的能量，但是不能完全通過這2項(xiàng)動(dòng)作來進(jìn)行能量釋放。因此，這里就涉及到什么情況下需要變槳?jiǎng)幼骰蛘咂絼?dòng)作，需要持續(xù)多長時(shí)間等問題。需要考慮的是所配置的撬棒系統(tǒng)能夠消耗的最大能量是多少，同時(shí)還要考慮風(fēng)機(jī)的電壓跌落幅度。參考式(1)，風(fēng)機(jī)需要釋放的能量總和P總為

P總=Pcrowbar+Ppitch+Pyaw

(2)

同時(shí)，要考慮到所用的釋放電阻的材料特性，由于LVRT過程時(shí)間短，因此在短時(shí)間內(nèi)要釋放的能量較大，所要釋放的總能量計(jì)算公式如下：

(3)

式中：W為LVRT過程中總的釋放能量；I為LVRT過程中的電流；R為撬棒系統(tǒng)中釋放電阻的值；t為LVRT所經(jīng)歷的時(shí)間；t1和t2分別為LVRT過程開始和停止時(shí)間。

同時(shí)，根據(jù)風(fēng)機(jī)廠家所采用的釋放電阻的值以及流過的最大電流值，可以計(jì)算出該電阻能釋放的最大能量限值Wmax。這里的時(shí)間設(shè)定為625 ms，最大承受能量計(jì)算公式如下：

Wmax=I2Rt

(4)

若風(fēng)機(jī)在LVRT過程中需要釋放的能量W>Wmax時(shí)，不僅需要通過撬棒系統(tǒng)釋放能量，同時(shí)還需要通過額外的變槳?jiǎng)幼鱽磲尫?。若W

(5)

因此，在風(fēng)機(jī)的LVRT過程中，應(yīng)該加入一個(gè)初步判斷的步驟，可以分為幾個(gè)區(qū)間，如風(fēng)機(jī)處于小風(fēng)期時(shí)，此時(shí)電壓跌落幅值，如表1所示。表中類型1為僅撬棒系統(tǒng)動(dòng)作；不進(jìn)行變槳?jiǎng)幼?，類?為撬棒和變槳同時(shí)動(dòng)作。

表1 風(fēng)機(jī)跌落情況判斷

Table 1 Estimate of wind turbine falling condition

當(dāng)檢測到外部電壓有跌落情況時(shí)，首先判斷該幅度的跌落所產(chǎn)生的多余能量是否能夠完全通過撬棒系統(tǒng)進(jìn)行釋放，若能夠完全釋放，則不啟動(dòng)變槳?jiǎng)幼鬟M(jìn)行能量釋放；若不能夠完全釋放，則啟動(dòng)變槳?jiǎng)幼鬟M(jìn)行能量釋放，同時(shí)指定變槳系統(tǒng)的動(dòng)作次數(shù)，避免多次變槳而導(dǎo)致功率恢復(fù)速率不達(dá)標(biāo)。

下面以某雙饋型風(fēng)機(jī)輸出功率處于20%～40%區(qū)間時(shí)，發(fā)生三相電壓跌落至20%的情況為例，計(jì)算該風(fēng)機(jī)需要進(jìn)行變槳次數(shù)。根據(jù)表1中跌落情況判斷，該LVRT控制策略應(yīng)為類型2，即撬棒與變槳同時(shí)動(dòng)作。圖7、8、9分別為該風(fēng)機(jī)LVRT過程中的電壓、功率以及三相電流曲線圖，圖中黑色豎實(shí)線為電壓恢復(fù)至正常水平時(shí)刻的參考點(diǎn)。

從圖8可以看出，該風(fēng)機(jī)在LVRT過程中有2個(gè)功率波動(dòng)現(xiàn)象，即所進(jìn)行變槳次數(shù)為2次。第1次為功率由正常功率降低到最低輸出功率，此時(shí)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了1次變槳?jiǎng)幼鳎?次為風(fēng)機(jī)輸出功率開始恢復(fù)過程中，出現(xiàn)1次功率的回落，此時(shí)進(jìn)行第2次變槳?jiǎng)幼鳌?/p>

圖7 修改后風(fēng)機(jī)LVRT過程電壓曲線Fig.7 Power curve of modified DFIG during LVRT process

圖8 修改后風(fēng)機(jī)LVRT過程功率曲線Fig.8 Power curve of modified DFIG during LVRT process

圖9 修改后風(fēng)機(jī)LVRT過程相電流曲線Fig.9 Power curve of modified DFIG during LVRT process

風(fēng)機(jī)功率出現(xiàn)變化的起始時(shí)間為8.616 s，風(fēng)機(jī)電壓恢復(fù)正常的時(shí)間為10.216 s，中間經(jīng)歷時(shí)間1.6 s，風(fēng)機(jī)正常輸出功率為406 kW，正常應(yīng)該輸出能量為649.6 kJ。根據(jù)陰影面積計(jì)算法，風(fēng)機(jī)在LVRT過程中輸出的實(shí)際能量為341.7 kJ，因此撬棒和變槳系統(tǒng)一共需要消耗的總能量為307.9 kJ。

根據(jù)公式(4)，已知故障前輸出電流各相分別為335，332，334 A，該撬棒每相阻抗值為1 Ω，根據(jù)已設(shè)時(shí)間0.625 s，可計(jì)算出撬棒電路消耗的總能量為208.8 kJ，還剩99.1 kJ的能量需要通過變槳?jiǎng)幼鬟M(jìn)行消耗。根據(jù)廠家提供數(shù)據(jù)，風(fēng)機(jī)每進(jìn)行1次變槳所需要的能量約為100 kJ，該數(shù)據(jù)根據(jù)實(shí)時(shí)的風(fēng)況會(huì)有變化，但是上下不會(huì)超過10 kJ。根據(jù)公式(5)可知，s=1.99，取s為2，因此要消耗這部分多余的能量需要進(jìn)行2次變槳?jiǎng)幼鳌?/p>

可見該控制策略可以幫助風(fēng)機(jī)判斷當(dāng)故障發(fā)生時(shí)是處在哪種區(qū)域，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行什么樣的動(dòng)作，這樣既能正確地進(jìn)行LVRT動(dòng)作，同時(shí)還能保證在故障后功率恢復(fù)速率滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。圖10、11為經(jīng)過修改控制程序后的風(fēng)機(jī)LVRT兩相跌落曲線，此時(shí)風(fēng)機(jī)處在大功率階段，即風(fēng)機(jī)輸出功率處在額定功率的90%以上，同時(shí)電壓跌落幅度為額定電壓的20%～40%，因此所屬LVRT過程應(yīng)該是類型2，即通過撬棒系統(tǒng)和變槳系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行能量的釋放。

圖10 修改后風(fēng)機(jī)LVRT過程功率曲線Fig.10 Power curve of modified DFIG during LVRT process

圖11 修改后風(fēng)機(jī)LVRT過程中相間電壓曲線Fig.11 Voltage curve of modified DFIG during LVRT process

由圖10、11可知，變槳?jiǎng)幼鞑⒉皇且恢痹谶M(jìn)行，而是在恢復(fù)到電壓跌落前的水平后才開始進(jìn)行調(diào)整，并不存在圖3中的功率“停滯”階段，僅經(jīng)過1 s就從72 kW恢復(fù)到1 463 kW，因此這種功率恢復(fù)速率是滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求的，滿足了《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》中關(guān)于功率恢復(fù)速率的要求。這證明上述理論是可以實(shí)現(xiàn)的，并且可以滿足國標(biāo)中的相關(guān)要求。

4 結(jié) 論

(1)對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行LVRT功能改造時(shí)應(yīng)該充分考慮原有撬棒系統(tǒng)所能承受最大的能量釋放，在盡可能用撬棒系統(tǒng)進(jìn)行能量釋放的基礎(chǔ)上再考慮利用變槳?jiǎng)幼鬟M(jìn)行額外的能量釋放的控制策略，而不應(yīng)該籠統(tǒng)的盡可能使用變槳或者偏航動(dòng)作來進(jìn)行殘余能量的消耗。

(2)在原有主控程序的基礎(chǔ)上，應(yīng)該加入一個(gè)優(yōu)先判據(jù)來判斷風(fēng)機(jī)此時(shí)所處的區(qū)間，并且能判斷需要進(jìn)行變槳?jiǎng)幼鞯拇螖?shù)，避免風(fēng)機(jī)進(jìn)行長時(shí)間的變槳，進(jìn)而達(dá)到精細(xì)化控制風(fēng)機(jī)的目標(biāo)。

[1]GB/T 19963—2011風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定[S].北京：中國電力出版社，2011.

[2]楊濤，遲永寧，鄭濤.雙饋?zhàn)兯亠L(fēng)電機(jī)組低電壓穿越控制方案的研究[J].現(xiàn)代電力，2009，26(4)：:36-40.Yang Tao,Chi Yongning,Zheng Tao.LVRT Control strategies for DFIG-based plants[J].Modern Electric Power,2009,26(4):36-40.

[3]蔣雪冬，趙舫.應(yīng)對(duì)電網(wǎng)電壓驟降的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)Crowbar控制策略[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008,32(12)：84-89.Jiang Xuedong,Zhao Fang.Crowbar control strategy for doubly fed induction generator of wind farm during power grid voltage dips[J].Power System Technology,2008,32(12):84-89.

[4]徐殿國，王偉，陳寧.基于撬棒保護(hù)的雙饋電機(jī)風(fēng)電場低電壓穿越動(dòng)態(tài)特性分析[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2010，30(22)：30-36.XuDianguo, Wang Wei, Chen Ning.Dynamic characteristic analysis of doubly-fed induction generator low voltage ride-through based on crowbar protection[J].Proceedings of the CSEE, 2010, 30(22):30-36.

[5]吳建明,魏毅立,吳振奎.雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其低電壓穿越技術(shù)的研究[J].電氣傳動(dòng)自動(dòng)化,2011,33(2):19-22,33.WuJianming,WeiYili,WuZhenkui.Research on the double-fed induction generators for wind turbines and low voltage ride-through technology[J].Electrical Drive Automation,2011,33(2):19-22,30.

[6]胡家兵，賀益康.雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低壓穿越運(yùn)行與控制[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008,32(2)：49-52.HuJiabing,HeYikang.Low voltage ride through operation and control of doubly fed induction generator wind turbines[J].Automation of Electric Power Systems,2008,32(2):49-52.

[7]賀益康，周鵬.變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)總述[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2009,24(9)：140-146.He Yikang, Zhou Peng.Overview of the low voltage ride-through technology for variable speed constant frequency doubly fed wind power generation systems[J].Transactions of China Electrotechnical Society, 2009,24(9):140-146.

[8]梁亮，李建林，許洪華.雙饋感應(yīng)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低壓穿越研究 [J].電力電子技術(shù)，2008，42(3)：19-21.Liangliang, Li Jianlin, XuHonghua.Research on low voltage ride through of double-fed inductive generator wind power system[J].Power Electronics, 2008,42(3):19-21.

[9]孫銀鋒，李國慶，王利猛，等.基于撬棒保護(hù)的雙饋風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)特性分析[J].電測與儀表，2014，51(2)：23-26.Sun Yinfeng, Li Guoqing, Wang Limeng, et al.Dynamic characteristic analysis of doubly-fed induction generator based on crowbar protection[J].Electrical Measurement & Instrumentation, 2014，51(2)：23-26.

[10]蔚蘭,陳宇晨,陳國呈.雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越控制策略的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2011,26(7):30-36.Yu Lan, Chen Yuchen, Chen Guocheng, et al.A low voltage ride-through control strategy of doubly fed induction generator[J].Transactions of China Electrotechnical Society, 2011,26(7):30-36.

[11]秦原偉，劉爽.基于Crowbar的雙饋風(fēng)力發(fā)電低電壓穿越研究[J].電力電子技術(shù)，2011，45(8)：51-53.QinYuanwei,LiuShuang.Doubly-fed induction generator low voltage ride through based on crowbar circuit[J].Power Electronics,2011,45(8):51-53.

[12]張健華，王健，陳星鶯，等.雙饋風(fēng)機(jī)低電壓穿越控制技術(shù)策略的分析與研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)欲控制,2011,39(21):28-33.Zhang Jianhua, Wang Jian, Chen Xingying, et al.Analysis of DFIG-based wind generation LVRT control strategy[J].Power System Protection and Control, 2011,39(21):28-33.

[13]蔡織，劉建政，梅紅明，等.雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)電壓小幅驟降時(shí)的保護(hù)策略[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2009,37(21):41-44.CaiZhi, Liu Jianzheng, Mei Hongming, et al.Protection strategy of DFIG under grid voltage narrow dip[J].Power System Protection and Control, 2009, 37(21):41-44.

[14]楊之俊，吳紅斌，丁明，等.故障時(shí)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2010,38(1):14-18.YangZhijun,WuHongbin,Ding Ming, et al.Control strategy of doubly-fed wind generation system for power grid fault[J].Power System Protection and Control,2010,38(1):14-18.

(編輯：張小飛)

Pitch System Improvement of DFIG in LVRT Transforming Process

YUAN Ye1, AI Lisheng2

(1.Electric Power Research Institute of State Grid Jilin Electric Power Co., Ltd., Changchun 130021, China; 2.Baicheng Power Supply Company of tate Grid Jilin Electric Power Co., Ltd., Baicheng 137000, Jilin Province, China)

With the standards of wind power in China are published, all the doubly-fed induction generator (DFIG) wind turbines manufacturers in China are equipped with low voltage ride through(LVRT) ability.But some of the wind turbines are born with LVRT ability, the others are reformed by the manufacturers.So that the LVRT strategies of different wind turbines are all unlike, which make some of control strategies of wind turbines are not perfect, so that these turbines cannot meet the requires of recover power rate after the low voltage fault.In the same time, some control strategies of wind turbines may cause power saltation condition.If lots of wind turbines in a wind farm all use this strategy to proceed the LVRT, the voltage of this area will increase suddenly because of the power saltation, which will bring a secondary impact to the grid, and cause the wind turbines of this area into voltage-overtop status.But the wind turbines in China are not equipped with high voltage ride through(HVRT) ability, so that it will result in more wind turbines out of work.This paper proposed an elaborate control strategy for DFIG, which could both protect the crowbar system and get LVRT application.

low voltage ride through; crowbar; control strategy; doubly-fed induction generator

TM 614

A

1000-7229(2015)03-0099-06

10.3969/j.issn.1000-7229.2015.03.017

2014-09-11

2014-10-09

袁野(1984)，男，碩士，主要從事風(fēng)電場并網(wǎng)檢測工作；

艾利盛(1960)，男，碩士，主要從事電力系統(tǒng)管理工作。