嚴干貴侯延鵬王健王昱博

（東北電力大學電氣工程學院吉林132012）

抑制超速脫網(wǎng)的雙饋感應(yīng)風電機組低電壓穿越控制策略研究

嚴干貴侯延鵬王健王昱博

（東北電力大學電氣工程學院吉林132012）

配備主動式Crowbar保護是為避免電網(wǎng)低電壓誘發(fā)雙饋感應(yīng)風電機組（DFIG）轉(zhuǎn)子側(cè)變流器（R-VSC）過電流/過電壓而脫網(wǎng)的低電壓穿越措施，但是Crowbar保護的長時間投入（一般大于200 ms）可能會導致轉(zhuǎn)子超速脫網(wǎng)?；陔p饋感應(yīng)風電機組數(shù)學模型，分析了Crowbar投入導致轉(zhuǎn)矩失衡而引起轉(zhuǎn)子超速的動態(tài)過程，設(shè)計了一種Crowbar保護主動退出判據(jù)，并構(gòu)建了轉(zhuǎn)子變流器重啟控制策略，形成了由“Crowbar保護策略+R-VSC重啟控制策略”構(gòu)成的抑制超速脫網(wǎng)的新型DFIG-LVRT措施。利用PSCAD/EMTDC仿真平臺搭建了DFIG-LVRT仿真系統(tǒng)，對所改進的低電壓穿越策略的有效性進行了仿真驗證。

雙饋感應(yīng)風電機組低電壓穿越主動式Crowbar保護超速脫網(wǎng)

3　引言

隨著八大千萬千瓦級風電基地的規(guī)劃和建成，中國已成為風電裝機容量最大的國家。預計到2020年，我國風電裝機容量將達到2.0億kW，屆時風電裝機將占全國總發(fā)電裝機的11%［1］。

大規(guī)模風電接入給所連接電網(wǎng)的安全運行帶來新挑戰(zhàn)，2011年以來，河北、甘肅、吉林等風電基地相繼發(fā)生多起大規(guī)模風電機群脫網(wǎng)事故［2-4］，事故原因被普遍歸咎于風電機組不具備低電壓穿越（Low VoltageRide Through，LVRT）能力。為此，國家標準化管理委員會頒布了《風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》［5］，要求并網(wǎng)風電機組具備LVRT能力。

為使雙饋感應(yīng)風電機組（Doubly-Fed Induction Generator，DFIG）具有LVRT能力，國內(nèi)外專家學者對DFIG的LVRT控制策略和保護原理進行了大量研究。文獻［6］建立了考慮定子電流暫態(tài)變化特性的雙饋感應(yīng)風電機組數(shù)學模型，為保證在電網(wǎng)故障清除后機組能立刻恢復正常發(fā)電，Crowbar保護不需要動作，通過仿真得出適當增大發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子漏感有助于提高雙饋風電機組的LVRT能力。文獻［7］推導了DFIG在并網(wǎng)運行情況下發(fā)生機端三相短路后轉(zhuǎn)子電流表達式和最大轉(zhuǎn)子電流估算式，仿真分析了Crowbar阻值大小及退出時間對DFIG的LVRT影響，表明Crowbar阻值在合理范圍內(nèi)偏大，且Crowbar在故障切除前退出運行時，機組的LVRT效果更好。文獻［8］提出一種集軟、硬件方案的LVRT綜合控制策略，Crowbar保護可根據(jù)電網(wǎng)故障類型自動判斷投入和切除時間。文獻［9，10］提出了一種在雙饋感應(yīng)風電機組定子側(cè)安裝一個STATCOM來實現(xiàn)機組LVRT的控制策略，但STATCOM成本昂貴，增加了風電機組控制復雜度和發(fā)電成本。

目前商用雙饋感應(yīng)風電機組（DFIG）實現(xiàn)LVRT較為成熟的方法是在轉(zhuǎn)子側(cè)配備主動式Crowbar保護［11-13］：當Crowbar保護檢測到轉(zhuǎn)子電流超過預先設(shè)定的保護定值icbset時，立即通過Crowbar保護電路將雙饋感應(yīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子三相繞組短接，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器（R-VSC）退出運行，機組運行于異步發(fā)電狀態(tài)；故障清除后，重啟R-VSC，退出Crowbar保護電路，恢復機組的正常雙饋發(fā)電運行控制。

雙饋風電機組通過配備主動式Crowbar保護，提高了聯(lián)網(wǎng)生存率［14］，避免了一些脫網(wǎng)事故的發(fā)生。但DFIG超同步運行時，轉(zhuǎn)子初始轉(zhuǎn)速高，接近超速保護動作值，電網(wǎng)擾動誘發(fā)Crowbar保護投入將打破風電機組原有的轉(zhuǎn)矩平衡，機組可能加速至超速保護動作值，觸發(fā)超速保護動作，致使風電機組發(fā)生超速脫網(wǎng)［15］。Crowbar電阻投入時間越長，轉(zhuǎn)子加速時間越長，越易導致超速脫網(wǎng)。

針對配備主動式Crowbar保護的雙饋感應(yīng)風電機組故障過程中存在超速脫網(wǎng)的不足，基于雙饋感應(yīng)風電機組數(shù)學模型，分析了Crowbar投入導致轉(zhuǎn)矩失衡而引起轉(zhuǎn)子加速的動態(tài)過程，設(shè)計了一種Crowbar保護主動退出判據(jù)，并構(gòu)建了相應(yīng)的R-VSC重啟控制策略，形成了由“Crowbar保護策略+R-VSC重啟控制策略”構(gòu)成的抑制超速脫網(wǎng)的新型DFIG-LVRT措施。利用PSCAD/EMTDC仿真平臺搭建了DFIG-LVRT仿真系統(tǒng)，對所改進的LVRT策略的有效性進行了仿真驗證。

3　雙饋感應(yīng)風電機組數(shù)學模型

配備主動式Crowbar保護的雙饋風電機組結(jié)構(gòu)如圖1所示。雙饋感應(yīng)風電機組主要由風力機、DFIG和四象限變流器等組成。

圖1　雙饋感應(yīng)風電機組結(jié)構(gòu)Fig.1 Configuration of a DFIG-based wind turbine with active Crowbar protection circuit

定子繞組采用發(fā)電機慣例，轉(zhuǎn)子繞組采用電動機慣例，則在dq同步旋轉(zhuǎn)坐標系下DFIG的動態(tài)數(shù)學模型為［10］

式中：usd、usq分別為定子d、q軸電壓，V；urd、urq分別為轉(zhuǎn)子d、q軸電壓，V；isd、isq分別為定子d、q軸電流，A；ird、irq分別為轉(zhuǎn)子d、q軸電流，A；Rs、Rr分別為定、轉(zhuǎn)子繞組電阻，Ω；ψsd、ψsq分別為定子d、q軸磁鏈，Wb；ψrd、ψrq分別為轉(zhuǎn)子d、q軸磁鏈，Wb；Ls、Lr分別為定、轉(zhuǎn)子繞組自感，H；ω1為同步旋轉(zhuǎn)角速度，rad/s；s為轉(zhuǎn)差；ωr為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度，rad/s；分別為機械轉(zhuǎn)矩、電磁轉(zhuǎn)矩標幺值，pu；Tj為慣性時間常數(shù)，s。

3　抑制超速的機組控制策略設(shè)計

配備主動式Crowbar保護的LVRT方案中，電網(wǎng)故障誘發(fā)轉(zhuǎn)子電流ir超過Crowbar動作值icbset時，立刻投入Crowbar電阻，退出R-VSC，DFIG作為籠型異步電動機掛網(wǎng)運行，直至電網(wǎng)故障清除［16，17］。

Crowbar保護動作會打破DFIG原有轉(zhuǎn)矩平衡，而導致風電機組發(fā)生機電暫態(tài)過程，可能引起發(fā)電機組因超速而脫網(wǎng)［15，18］。

本文在分析過程中，電網(wǎng)故障按最嚴重情況考慮，即電網(wǎng)故障發(fā)生三相對稱短路故障。

2.1Crowbar投入引起超速動態(tài)過程

DFIG的轉(zhuǎn)速主要由風力機輸出的機械轉(zhuǎn)矩Tm和電磁轉(zhuǎn)矩Te決定。電磁轉(zhuǎn)矩Te和電磁功率Pe分別為

式中：U1為DFIG定子端口相電壓有效值，V；p為極對數(shù)；Xs為定子繞組漏電抗，Ω；X'r為轉(zhuǎn)子漏抗，Ω；Rs為發(fā)電機定子每相繞組的等效電阻，Ω；R'r為折算至定子側(cè)的轉(zhuǎn)子每相繞組的等效電阻，Ω；Rcb為折算至定子側(cè)的Crowbar保護電阻，Ω；標幺值Rcb通常取值為0.6～1.5（pu）［17，19］；Ω1為機械同步角速度，rad/s。

式（4）表明電磁轉(zhuǎn)矩Te的變化幅度與DFIG定子端口相電壓跌落程度的平方呈正比。

由于所分析的過程時間較短（＜1 s），再考慮到風力機的慣性較大，可假設(shè)Tm在受擾后的暫態(tài)過程中保持不變。

受擾前，發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩Te和機械轉(zhuǎn)矩Tm平衡，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持不變［10］。受擾后，引起發(fā)電機定子電壓跌落和轉(zhuǎn)子回路Crowbar保護動作，由式（4）可知，電磁轉(zhuǎn)矩Te發(fā)生跳變。圖2為受擾前后電磁力矩Te和機械力矩Tm之間的變化關(guān)系示意圖。

電壓跌落前，A點為風電機組的運行點（轉(zhuǎn)差s0＜0）。由于電壓突然跌落，Crowbar保護動作后，風電機組的運行點由A點躍變到B點，此時Tm＞Te，轉(zhuǎn)子受到加速轉(zhuǎn)矩的作用，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不斷增加，運行點向左移動（轉(zhuǎn)差s變小，即s的絕對值變大），由于圖2場景下機組的Te與Tm無交點，轉(zhuǎn)子將持續(xù)受到加速轉(zhuǎn)矩的作用，當運行點移動到C點（對應(yīng)轉(zhuǎn)差slim，轉(zhuǎn)速對應(yīng)為風電機組最大允許轉(zhuǎn)速ωrlim）時，為了保證機組設(shè)備的安全，風電機組會因超速保護動作而被切除。

圖2　Crowbar動作前后電磁轉(zhuǎn)矩、機械轉(zhuǎn)矩關(guān)系示意圖Fig.2 Relationship between Teand Tm

雙饋風電機組運行狀態(tài)可分為超同步和亞同步兩種狀態(tài)。當雙饋風電機組處于超同步運行狀態(tài)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速，距超速保護定值ωrlim的裕度低，受電網(wǎng)故障擾動后更易觸發(fā)超速保護動作。

2.2Crowbar保護主動動作、退出判據(jù)設(shè)計

Crowbar保護投入后，當風電機組的機電暫態(tài)過程趨于穩(wěn)態(tài)時，即使電網(wǎng)故障仍未切除，但電網(wǎng)電壓跌落擾動趨于穩(wěn)定，不會對機組有新的沖擊，可退出Crowbar保護，重啟R-VSC，恢復機組的功率控制，抑制轉(zhuǎn)子加速。

退出Crowbar保護需考慮兩個因素［20］：①Crowbar保護不能退出過早，否則轉(zhuǎn)子電流不能得到有效衰減，導致Crowbar再次投入；②Crowbar保護也不能退出過晚，否則轉(zhuǎn)子過速不能得到有效抑制。

為了盡快恢復機組的功率控制，抑制轉(zhuǎn)子加速，以及避免電網(wǎng)瞬間擾動對Crowbar動作的影響，設(shè)計了一種Crowbar保護主動動作、退出判據(jù)，如圖3所示。

圖3　Crowbar保護主動動作、退出控制過程Fig.3 Control flow of input and removal for Crowbar protection

Crowbar保護實時檢測發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)電流，當電網(wǎng)擾動導致轉(zhuǎn)子電流ir增加至Crowbar保護動作值icbset時，Crowbar保護電阻短接R-VSC，機組運行于籠型異步電動機狀態(tài)；當轉(zhuǎn)子電流衰減至Crowbar退出值irf，并且能持續(xù)一定時間（本文設(shè)定持續(xù)時間為一個定子周波20 ms）時，則退出Crowbar保護，恢復機組的功率控制。

2.3R-VSC重啟控制策略設(shè)計

退出Crowbar保護時，需要對R-VSC施加重啟脈沖。正常穩(wěn)態(tài)運行時，R-VSC脈沖是由最大風功率追蹤原理的定子輸出參考功率確定。在故障期間，為了抑制由轉(zhuǎn)矩失衡導致的轉(zhuǎn)子加速，電磁力矩應(yīng)與機械力矩保持平衡，因此，R-VSC重啟脈沖仍由與機械功率保持平衡的電磁功率來確定。

2.4抑制超速脫網(wǎng)新型LVRT控制策略

由Crowbar保護策略和R-VSC重啟控制策略構(gòu)成的新型DFIG-LVRT運行控制如圖4所示。正常運行時，通過R-VSC和G-VSC實現(xiàn)DFIG的最大風功率跟蹤控制，Crowbar保護不投入運行。電網(wǎng)電壓發(fā)生跌落導致Crowbar電阻投入時，閉鎖R-VSC脈沖，DFIG進入籠型異步電動機運行狀態(tài)。由于Crowbar電阻的投入，轉(zhuǎn)子電流快速衰減，當轉(zhuǎn)子電流衰減至滿足Crowbar退出判據(jù)時，退出Crowbar電阻，重啟R-VSC，恢復機組的功率控制，使得電磁力矩與機械力矩保持平衡，抑制故障期間轉(zhuǎn)子加速。當故障切除時，電網(wǎng)電壓的恢復會對機組造成沖擊，可能導致Crowbar保護二次甚至多次動作，重復上述過程，直至退出Crowbar保護，最終機組恢復至正常運行控制。通過G-VSC和R-VSC及Crowbar保護之間的協(xié)調(diào)控制，保護變流器安全和抑制機組超速，避免機組因超速保護動作而脫網(wǎng)。

圖4　DFIG-LVRT運行控制示意圖Fig.4 Schematic diagram of operation control of DFIG-LVRT

3　仿真分析

3.1仿真系統(tǒng)簡介

基于PSCAD/EMTDC平臺搭建了雙饋感應(yīng)風電機組（1.5 MW）聯(lián)網(wǎng)運行仿真模型，仿真系統(tǒng)電氣主接線如圖5所示，機組通過箱變壓器（0.69 kV/35 kV）、1 km長的集電線路、主變壓器（35 kV/220 kV）和85 km架空輸電線路連接到主電網(wǎng)，機組以cosφ=1.0方式運行，機組風速-轉(zhuǎn)速-功率特性曲線及仿真系統(tǒng)參數(shù)見附圖1、附圖2和附表1。

假設(shè)在0.707 s時風電場外送輸電線路末端突然發(fā)生三相短路故障，故障持續(xù)時間625 ms。

根據(jù)文獻［15，17］，Rcb值取為0.5Ω，Crowbar保護動作電流值icbset=2.0（pu），Crowbar保護退出電流值irf=1.8（pu）。根據(jù)機組保護參數(shù)，機組最大允許轉(zhuǎn)速為1 850 r/min。

圖5　DFIG聯(lián)網(wǎng)運行仿真系統(tǒng)圖Fig.5 DFIG Operation Simulation system

對機組原有LVRT控制策略［11，13］下輕工況超速不脫網(wǎng)和重工況超速脫網(wǎng)進行仿真，在此基礎(chǔ)上，對新型控制策略重工況下轉(zhuǎn)子超速抑制效果進行仿真，以驗證新型控制策略的可靠性。

3.2原控制策略仿真分析

算例1：輕工況下，電網(wǎng)發(fā)生故障后DFIG超速不脫網(wǎng)。

風速Vw為6 m/s時，機組運行仿真波形如圖6所示。

圖6　風速Vw為6 m/s時原控制策略仿真波形Fig.6 Simulation waveforms under the traditional LVRT scheme when Vw=6 m/s

正常運行時，定子繞組相電壓為1.0（pu），定子相電流最大值為400 A；轉(zhuǎn)子相電流最大值為330 A（有效值233 A），周期為64 ms（頻率15.625 Hz）；直流電容電壓為1.05 kV；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1 026 r/mim；發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子輸出有功功率分別為Ps=0.325 MW、Pr= -0.1 MW，機組總功率輸出為Ps+Pr=0.315 MW，發(fā)出無功功率Qs=0，機組運行于輕載狀態(tài)。

在t=0.707 s時，風電場外送線路末端發(fā)生三相短路，導致轉(zhuǎn)子電流增加，引起電磁功率振蕩，但并未觸發(fā)Crowbar保護動作。轉(zhuǎn)子電流約經(jīng)過10 ms衰減過程結(jié)束，此時，電磁功率也趨于穩(wěn)定。故障期間，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速由1 025 r/mim增加至1 036 r/mim。

仿真結(jié)果表明，在風速為6 m/s的輕工況下，由于機組初始轉(zhuǎn)速較低，距超速保護動作值還有很大的裕度，故障期間不會導致機組超速脫網(wǎng)。

算例2：重工況下，電網(wǎng)發(fā)生故障后DFIG超速脫網(wǎng)。

風速Vw為12 m/s時機組運行仿真波形如圖7所示。

圖7　風速Vw為12 m/s時原控制策略仿真波形Fig.7 Simulation waveforms under the traditional LVRT scheme when Vw=12 m/s

正常運行時，發(fā)電機定子相電壓為1.0（pu）、定子相電流最大值為1 475 A；轉(zhuǎn)子相電流最大值為700 A（有效值495 A），周期為120 ms（頻率8.33 Hz）；直流電容電壓為1.05 kV；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1 750 r/mim；發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子繞組輸出有功功率分別為Ps=1.28 MW、Pr=0.215 MW，機組總輸出功率為Ps+Pr=1.495 MW，發(fā)出無功功率Qs=0，機組運行于滿載狀態(tài)。

發(fā)生三相短路故障2 ms（t=0.709 s）后，Crowbar保護動作，R-VSC脈沖閉鎖，機組進入籠型異步狀態(tài)。由于短路發(fā)生瞬間，主磁場快速衰減，DFIG將向系統(tǒng)發(fā)出一定的無功功率，10 ms后發(fā)出無功功率達到最大值0.175 Mvar；t=0.724 s時，DFIG因處于異步運行狀態(tài)而開始從系統(tǒng)吸收無功，暫態(tài)過程結(jié)束時，吸收無功功率為0.5 Mvar，機端電壓跌至0.7（pu）。故障發(fā)生535 ms（t=1.242 s時）后，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速加速至超速保護動作定值1 850 r/mim，機組因超速保護動作而脫網(wǎng)，LVRT失敗。

仿真結(jié)果表明，風速為12 m/s時（DFIG處于滿載工況下），由于穩(wěn)態(tài)運行時轉(zhuǎn)子繞組電流較高，等于額定電流，轉(zhuǎn)子運行轉(zhuǎn)速也較高，電網(wǎng)故障引發(fā)Crowbar保護動作，導致風電機組長期處于轉(zhuǎn)矩失衡狀態(tài)，轉(zhuǎn)子不斷加速，最終導致機組超速脫網(wǎng)。

不同風速情況下，電網(wǎng)發(fā)生三相短路故障后，機組主要參數(shù)變化情況如表1所示。

表3　不同工況下采用原有控制策略，故障期間機組主參數(shù)變化情況Tab.1 Themain parameter changes of DFIG under traditional LVRT scheme in different condition

由表1可知，轉(zhuǎn)子加速增量值隨風速的增大而增大：風速在8～11 m/s區(qū)間時，故障導致Crowbar保護動作，使轉(zhuǎn)子加速程度顯著增大，轉(zhuǎn)速增量由約10 r/mim增加至約100 r/mim；風速大于11 m/s（DFIG處于滿載工況下）時，正常穩(wěn)態(tài)運行轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速，加速后的機組轉(zhuǎn)速觸發(fā)超速保護動作，機組發(fā)生超速脫網(wǎng)。

3.3新型控制策略仿真分析

算例3：重工況下，采用新型DFIG-LVRT方案時抑制機組超速脫網(wǎng)。

采用新型控制策略，風速Vw為12 m/s時，仿真結(jié)果如圖8所示。電網(wǎng)發(fā)生三相短路故障導致Crowbar保護投入后，經(jīng)過24 ms（t=0.733 s），轉(zhuǎn)子電流滿足Crowbar保護電阻退出判據(jù)，此時，退出Crowbar電阻，對R-VSC施加重啟脈沖，維持機械力矩Tm和電磁力矩Te的平衡，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速維持在1 758 r/mim，故障期間機組不會出現(xiàn)超速脫網(wǎng)，成功實現(xiàn)了LVRT。此外，故障期間的電網(wǎng)電壓由1.0（pu）跌落至0.73（pu）。故障切除時，電網(wǎng)電壓的恢復對機組造成沖擊，使得Crowbar保護二次動作，t=1.373 s時，Crowbar保護退出，機組恢復至正常運行狀態(tài)。

圖8　風速Vw為12 m/s時新型控制策略仿真波形Fig.8 Simulation waveform under the improved LVRT scheme when Vw=12 m/s

由圖8可知，與原有控制策略相比，在滿載重工況下，采用所提出的LVRT控制方案時，故障期間，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速由加速至1 865 r/mim降至1 758 r/mim，由超速115 r/mim降為超速5 r/mim，有效抑制了轉(zhuǎn)子的超速，避免了風力發(fā)電機組超速脫網(wǎng)，并且也支撐了電網(wǎng)電壓。

不同風速情況下，采用所提出的抑制超速脫網(wǎng)DFIG-LVRT控制策略時，機組的主要參數(shù)變化情況如表2所示。從表中可知，在近滿載工況下，即風速大于8 m/s時，電網(wǎng)故障誘發(fā)Crowbar保護動作后，由于恢復故障期間的轉(zhuǎn)矩平衡，轉(zhuǎn)子增速值由原來的100 r/mim左右降至10 r/mim以下，有效抑制了轉(zhuǎn)子加速，避免了機組發(fā)生超速脫網(wǎng)，實現(xiàn)機組LVRT。

表3　不同工況下采用所提出控制策略時，故障期間機組主要參數(shù)變化情況Tab.2 Themain parameter changes of DFIG under the improved LVRT scheme in different condition

3　結(jié)論

針對電網(wǎng)電壓跌落誘發(fā)雙饋感應(yīng)風電機組可能超速脫網(wǎng)而導致LVRT失敗的不足，基于雙饋感應(yīng)風電機組的數(shù)學模型，分析了Crowbar投入因轉(zhuǎn)矩失衡而導致的轉(zhuǎn)子超速的動態(tài)過程，設(shè)計了一種Crowbar保護退出判據(jù)，構(gòu)建了轉(zhuǎn)子變流器重啟控制策略，形成了由“Crowbar保護策略+R-VSC重啟控制策略”的抑制超速脫網(wǎng)的新型DFIG-LVRT措施。利用PSCAD/ EMTDC仿真平臺搭建了DFIG-LVRT仿真系統(tǒng)，對改進的LVRT策略有效性進行了驗證。仿真結(jié)果表明，改進的方案能有效抑制故障期間機組轉(zhuǎn)子超速，避免機組因超速脫網(wǎng)導致的LVRT失敗。

附錄

附表1仿真系統(tǒng)參數(shù)App.Tab.1 Parameters of simulation system

附圖1　DFIG風速-功率曲線App.Fig.1 Wind-power curve for DFIG

附圖2　DFIG轉(zhuǎn)速-功率曲線App.Fig.2 Speed-power curve for DFIG

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A DFIG W ind Turbine Low-voltage Ride-through Control Strategy Restraining Over-speed-tripping-off from Grid

Yan Gangui Hou Yanpeng Wang Jian Wang Yubo
（School of Electrical Engineering Northeast Dianli University Jilin 132012 China）

To avoid the trip-off from grid caused by over-current/over-voltage of rotor-side converter（R-VSC）during voltage dips，an active crowbar protection is often set to by-pass the R-VSC for doubly-fed induction generator based wind turbine（DFIG-WT）to protect the whole system and implement low voltage ride through（LVRT）.If the crowbar circuit put into operation lasts for a relatively long time（generally above 200 ms），DFIG over-speed-tripping-off from grid may happen.Based on the mathematicalmodel of DFIG，the transient over-speed process of DFIG caused by the unbalance ofwind generators'rotor torques is analyzed.Then a novel LVRT scheme is presented consisting of an initiative cut-off criterion of Crowbar circuit and R-VSC restarting control strategy.At last，the new DFIG-LVRT scheme of restraining over-speed-tripping-off from grid is formed.The simulation system of DFIG-LVRT is established under PSCAD/EMTDC，and simulations are conducted to demonstrate the validity of the improved method.

Doubly-fed induction generator，low voltage ride through，active crowbar protection，overspeed-tripping-off from grid

TM315

嚴干貴男，1971年生，教授，博士生導師，研究方向為新能源發(fā)電運行控制、電力電子變流技術(shù)、電力系統(tǒng)分析與控制。（通信作者）侯延鵬男，1987年生，碩士，研究方向為雙饋風電機組低電壓穿越。

國家自然科學基金國際合作與交流項目（51261130471）資助。

2015-05-30改稿日期2015-08-21