摘 要：針對現(xiàn)在故障穿越控制策略的故障判斷不成熟、故障點覆蓋不全面等問題，提出一種通過電壓誤差判斷故障的自適應(yīng)控制策略，針對海上交流匯集處多個位置（單機故障和公共線海纜故障）的故障進(jìn)行分析研究。通過利用直流側(cè)的耗能電阻和自適應(yīng)控制相結(jié)合的故障穿越方案，實現(xiàn)了未故障風(fēng)電機組在故障期間不脫網(wǎng)運行并且快速恢復(fù)功率的傳輸。仿真實驗基于RT-LAB半實物仿真平臺搭建。仿真結(jié)果所示，該方案在面臨對稱和非對稱故障的情況下能夠進(jìn)行故障穿越，提高了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電場；相位控制；自適應(yīng)調(diào)節(jié)；低頻交流輸電；二極管整流單元；故障穿越

中圖分類號：TM614 """"""""""" """文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引 言

如今海上風(fēng)力發(fā)電成為各國風(fēng)電系統(tǒng)發(fā)展的新方向［1］。為降低海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的成本，基于二極管不控整流單元（diode rectifier unit，DRU ）的高壓直流輸電系統(tǒng)近些年來受到重點關(guān)注［2］。用DRU代替?zhèn)鹘y(tǒng)的海上整流器，可降低工程的投資成本還能減少運行損耗［3］。

瓦倫西亞理工大學(xué)團(tuán)提出風(fēng)電場與DRU系統(tǒng)連接的電壓和頻率控制方案［4］，并驗證了其控制方案對陸上交流故障具有可行性［5］，但需要高速通信且在故障情況下只是簡單地將電流限制在0［6］。

浙江大學(xué)團(tuán)隊采用一種改變功率的方案來調(diào)節(jié)DRU的輸入和輸出功率［7］。然而，忽略了風(fēng)力發(fā)電機（wind turbine，WT ）和DRU之間的相互作用，將風(fēng)電機組建模為理想的電壓源。

卡洛斯三世大學(xué)團(tuán)隊在交流故障期間將頻率固定在50 Hz，由于將海上風(fēng)力發(fā)電場（Offshore wind farms， OWFs ）簡化為可控電流源，忽略了風(fēng)電機組變流器的動態(tài)特性［8］。

思克萊德大學(xué)團(tuán)隊提出一種基于分布式鎖相環(huán)（phase lock loop，PLL）的控制方法，在無通信下實現(xiàn)風(fēng)電機組間的無功功率共享［9］，且可穿越陸上和海上交流故障，但故障檢測問題未解決。

本文采用低頻交流輸電系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電方案［10］，其中風(fēng)電場由低頻構(gòu)網(wǎng)型六相風(fēng)力發(fā)電機組成，輸電線路采用低頻交流海纜，變頻器安裝在近海岸上。這樣不僅降低了運行成本也提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性［11］。基于該系統(tǒng)分別研究單機故障和海上匯集點故障。本文提出的故障穿越控制方案不僅解決了故障檢測難的問題，而且采用無通訊的控制信息采集方式。這使得整個系統(tǒng)不需要高速通訊線纜只需采集本地信息實現(xiàn)對變流器的控制，有效避免因通訊延遲、通訊失敗所造成的誤動作。最后通過RT-LAB半實物仿真平臺進(jìn)行仿真驗證。

1 系統(tǒng)控制策略

系統(tǒng)采用與DRU相連接的海上風(fēng)力發(fā)電傳輸系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示，其中主要組成部分見表1。

1.1 構(gòu)網(wǎng)型變流器控制策略

構(gòu)網(wǎng)型控制的電壓環(huán)與電流環(huán)與傳統(tǒng)控制類似［12-13］如圖2所示。其中電壓的[d]軸參考來自有功功率的控制環(huán)路，主要決定變流器輸出電壓的幅值，[q]軸參考來自頻率控制環(huán)，主要決定輸出電壓的相位［4］。其中為滿足額定頻率運行，且避免衛(wèi)星通訊［13］，實現(xiàn)本地化運行，本文采用鎖相環(huán)參與控制環(huán)路，得到頻率的反饋量［9］。同時為避免功率環(huán)流產(chǎn)生，采用環(huán)流控制器進(jìn)行補償控制。

圖2中[Iw]表示逆變器交流側(cè)電流，[Us、Is]表示風(fēng)電機組變壓器閥側(cè)電壓與電流（其中[Is1]與[Is2]表示六相風(fēng)力發(fā)電機中兩臺逆變器出口側(cè)電流），[ω0]、[ωwtref]表示逆變器控制的d-q 參考坐標(biāo)系的頻率前饋值和頻率參考值。

1.1.1 電壓電流雙閉環(huán)控制

在構(gòu)網(wǎng)控制的條件下，風(fēng)電機組表現(xiàn)為可控電壓源，所以可采用電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的控制方式［14］。傳統(tǒng)的電壓電流雙閉環(huán)控制研究較為成熟，不再贅述。電壓源變流器（voltage source converter，VSC ）控制的電流環(huán)如圖2所示。另外電流內(nèi)環(huán)具有快速響應(yīng)和外部交流故障時限流的優(yōu)點［13，15］，這對風(fēng)電機組在進(jìn)行故障穿越的時候能有效防止過流對變流器造成損害。

1.1.2 有功功率控制

由于陸上MMC將DRU環(huán)節(jié)的直流電壓控制在額定值［16］，因此傳輸?shù)挠泄β视啥O管整流器產(chǎn)生的直流電壓決定。二極管整流器產(chǎn)生的直流電壓為［13］：

[Udcr=21.35Uoff-3πXIdc] （1）

式中：[X]——二極管整流變壓器的電抗。風(fēng)電場輸送的有功功率由海上交流電網(wǎng)電壓[Udcr]和VSC濾波電容端電壓[Us]決定。因此，可實現(xiàn)如圖2所示的風(fēng)電機組有功功率控制回路，其輸出為[d]軸電壓參考的幅值，即產(chǎn)生的海上交流電壓的幅值。

1.1.3 PLL控制

為了使電壓環(huán)控制生成的海上電網(wǎng)電壓具備固定的電壓頻率，需要設(shè)計頻率控制環(huán)節(jié)控制電壓頻率和相位［17］。為了不采用衛(wèi)星通訊，利用本地信息控制頻率的鎖相環(huán)將起到關(guān)鍵作用，鎖相環(huán)的目的在于及時獲得逆變器輸出的本地頻率及相位［18］。

PLL以[Usq]為輸入，調(diào)節(jié)頻率輸出，保證[q]軸電壓[Usq]為0。如果測量到的[Usq]略大于零，則電壓矢量的檢測頻率會增加。

[ωt=KlpUsq+KliUsqdt+ω0] （2）

在傳統(tǒng)并網(wǎng)控制策略中，電網(wǎng)電壓幅值由[d]軸電壓參考[Usdref]調(diào)節(jié)，而[q]軸參考[Usqref]通常設(shè)置為0。設(shè)置為0的意義在于假定鎖相環(huán)完全按照參考角頻率和參考相位進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，要求并網(wǎng)電壓與電網(wǎng)電壓強同步［19］。但在構(gòu)網(wǎng)型控制中，不存在強網(wǎng)支撐的角頻率，海上風(fēng)電場的角頻率由風(fēng)電場自身產(chǎn)生，因而[q]軸設(shè)置為0不再合適。由于PLL測得的本地頻率和相角反映了海上交流系統(tǒng)變流器的輸出[Usq]，這表明[q]軸電壓參考[Usqref]可用來控制交流頻率，因此基于PLL的頻率環(huán)路產(chǎn)生所需的[Usqref]。

1.1.4 頻率控制

由于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)電機組的主要目的為構(gòu)建PCC點處穩(wěn)定的低頻交流網(wǎng)，所以頻率的控制要求較高，為了將頻率穩(wěn)定的鎖定在20 Hz，頻率控制環(huán)節(jié)采用無靜差控制方式?？刂品绞綖椋?/p>

[Usqref=Kfpωref-ωt+Kfiωref-ωtdt] （3）

其中，[ωref]用來保持20 Hz頻率穩(wěn)定，保證構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)電機組實現(xiàn)構(gòu)網(wǎng)功能。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)對于DRU系統(tǒng)[ω]與無功功率的關(guān)系［13］，為了維持系統(tǒng)的無功平衡，[ωref]需要通過無功控制環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)來保持動態(tài)無功平衡，維持頻率穩(wěn)定。

1.1.5 無功功率控制

由于不加設(shè)SVG等動態(tài)無功補償設(shè)備，海上風(fēng)電場的無功由總輸出有功決定［20］，即輸出有功確定后，無功也將被確定，因此需要先將在額定有功輸出時的無功通過無源設(shè)備補償為0。

首先，在保證風(fēng)電場自身設(shè)計無功補償后公共耦合點（point of common coupling，PCC）額定無功功率為0時，設(shè)計無功控制器。無功控制的目標(biāo)是使經(jīng)本地鎖相環(huán)得到的無功電流為0，這樣既可以保證輸出無功功率為0，又可以保證在輸出額定電壓時不會出現(xiàn)較大的無功環(huán)流。其次兩臺并聯(lián)換流器由于軟件異步或硬件參數(shù)不一致難免存在內(nèi)部環(huán)流，因此將內(nèi)部環(huán)流控制加入進(jìn)電壓控制環(huán)共同生成電流環(huán)節(jié)的參考值，以消除本地兩臺風(fēng)電機組不同步而導(dǎo)致的功率分配不平衡問題。內(nèi)部環(huán)流控制方案如圖2所示。

1.2 故障穿越控制設(shè)計

1.2.1 電壓誤差判斷

交流側(cè)電壓的幅值維持在額定值附近的極小范圍內(nèi)不會發(fā)生較大的改變［21］。因此可認(rèn)為，在交流側(cè)未發(fā)生故障，DRU保持導(dǎo)通時，交流側(cè)幅值不變。已經(jīng)有文獻(xiàn)表明［22］，PCC2處的交流側(cè)電壓幅值可通過各風(fēng)電機組自身的變流器出口處幅值決定，因此通過測量本地風(fēng)電機組的交流側(cè)端口的電壓幅值，并與DRU導(dǎo)通時額定的交流電壓幅值做比較，即可判斷出該風(fēng)電機組變流器是否連接DRU導(dǎo)通。由于在構(gòu)網(wǎng)型控制變流器中，交流電壓的幅值通過Usd來控制，所以基于電壓誤差判斷的判斷信號如下：

[Usdref-Usd=uerror] （4）

式中：[Usd]——本地風(fēng)電機組變流器LC出口處的電壓[d]軸實際測量值；[Usdref]——DRU導(dǎo)通時交流側(cè)額定電壓幅值；[uerror]——誤差值。

1.2.2 功率自適應(yīng)控制

經(jīng)過對電壓誤差判斷的討論，誤差信號[uerror]實際為一個變量，每臺風(fēng)電機組變流器隨故障發(fā)生點和故障深度不同，[uerror]值也不同。因此為了實現(xiàn)一定的自適應(yīng)效果，需要根據(jù)誤差信號[uerror]設(shè)計功率自適應(yīng)控制器。設(shè)計功率自適應(yīng)控制率為：

[uerrorlt;Uerror"P*GFM=PrefUerror1lt;Uerrorlt;Uerror"P*GFM=KPrefUerror2lt;uerror，P*GFM=0] （5）

當(dāng)[Uerror]小于[Uerror1]時，功率保持不變；當(dāng)[Uerror]大于[Uerror1]且小于[Uerror2]時；功率以斜率[K]開始下降；當(dāng)[uerror]大于[Uerror2]時，功率直接降低為0。其中[K]的表達(dá)為：

[K=-1Uerror2-Uerror1] （6）

根據(jù)國標(biāo)：當(dāng)并網(wǎng)點電壓在標(biāo)稱電壓的90%～110%之間時，風(fēng)電機組應(yīng)能正常運行；當(dāng)并網(wǎng)點電壓低于標(biāo)稱電壓的90%或超過標(biāo)稱電壓的110%時，風(fēng)電場應(yīng)能按照低電壓和高電壓穿越的要求運行。

因此當(dāng)電壓誤差高于額定電壓10%時開始切換控制策略。另外為防止過流的發(fā)生，電流被限幅在其額定值的1.3倍。因此在故障期間當(dāng)電流達(dá)到1.3倍額定值時所對應(yīng)的電壓值為電壓極限值，因此[Uerror1]和[Uerror2]的取值表達(dá)式為：

[Uerror1=0.1×Usdref-UsdUerror2=Usdref-Pref1.3Iref] （7）

式中：[Pref]——功率參考值，W；[Iref]——電流參考值，A；[Usdref]——額定電壓，V，[Usd]——實際電壓，V。

由此可設(shè)計耗能電阻與功率自適應(yīng)聯(lián)合故障穿越方案，在電壓誤差小于[Uerror1]時，耗能電路與功率自適應(yīng)模塊不參與運行開關(guān)撥置K2。當(dāng)電壓誤差大于[Uerror1]且小于[Uerror2]時，開關(guān)撥置K1耗能電路介入，有功控制模塊切換至功率自適應(yīng)模塊，以[K]為斜率降低功率。當(dāng)電壓誤差大于[Uerror2]時，開關(guān)撥置K1耗能電路介入，功率自適應(yīng)模塊將功率降低至最小，控制框圖如圖3所示。

1.2.3 PLL及無功自適應(yīng)控制

由于電路在故障時拓?fù)涞母淖?，如果不含故障控制算法，往往會對原系統(tǒng)產(chǎn)生較大的無功沖擊，進(jìn)而導(dǎo)致其他的未故障部分無功分配出現(xiàn)異常，有系統(tǒng)失穩(wěn)風(fēng)險［5］。因此在有功功率自適應(yīng)的同時，也應(yīng)該滿足無功功率的再平衡和無功功率的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。

考慮到DRU送出的交流系統(tǒng)中，同步頻率是一個很重要的控制目標(biāo)，在系統(tǒng)正常運行時，希望風(fēng)電機組變流器的頻率盡可能保持穩(wěn)定在額定送出頻率［16］。在故障時，由于故障風(fēng)電機組需要通過斷路器與交流系統(tǒng)斷開，以保證其他同步變流器的正常運行，因此故障后的風(fēng)電機組變流器由于不承擔(dān)功率外送的責(zé)任，頻率的保持將不再重要，則使故障風(fēng)電機組的頻率降低以減少對變流器的無功沖擊。因此對于PLL及無功環(huán)節(jié)，也需要進(jìn)行自適應(yīng)控制，降低無功電流。

同樣的，當(dāng)功率控制開關(guān)撥置K1時，無功分配控制與PLL控制撥置K5、K7。無功分配自適應(yīng)控制與有功功率控制類似，都是以斜率為[K]的函數(shù)進(jìn)行遞減，參考頻率變化如圖4所示。

控制策略流程如圖5所示。首先判斷故障位置。若為單機故障，則將故障風(fēng)電機組切出系統(tǒng)，之后故障風(fēng)電機組進(jìn)行減載控制以及開啟耗能電阻，故障結(jié)束后再將故障風(fēng)電機組接入系統(tǒng)。若為風(fēng)電場出口側(cè)故障，令所有風(fēng)電機組進(jìn)行減載控制并且開啟耗能電阻直至故障結(jié)束。

2 實驗以及分析

2.1 PCC1點故障

為了驗證所提出的功率自適應(yīng)控制策略的正確性和可行性，本文在RT-LAB半實物仿真平臺中，實驗設(shè)計以單臺風(fēng)電機組三相對稱和非對稱故障為例，對故障下系統(tǒng)的運行特性進(jìn)行了仿真計算。

系統(tǒng)的實驗參數(shù)如下：PMSG額定容量4.5 WM，網(wǎng)側(cè)變流器直流側(cè)電壓1500 V，交流側(cè)出口電壓電流分別為690 V故障過程中網(wǎng)側(cè)變流器交流側(cè)出口電流限幅為額定值的1.3倍，系統(tǒng)控制環(huán)路中參數(shù)如表2所示。故障點如圖6所示中的PCC1。

圖7、圖8給出了變流器交流側(cè)發(fā)生單機故障時的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真波形。假設(shè)2 s時發(fā)生故障，2.5 s時故障結(jié)束。

2.1.1 三相對稱故障

對于故障風(fēng)電機組，如圖7a所示，故障風(fēng)電機組在發(fā)生故障后，電壓驟降電流隨之增大，在檢測到故障后斷路器會迅速將故障機組斷開與DRU的連接。其他機組正常運行，故障解除后，斷路器合閘將故障風(fēng)電機組重新連接到系統(tǒng)中。從圖7b可看出由于在控制中加入限幅器使得故障期間沒有發(fā)生過流，經(jīng)過0.6 s故障風(fēng)電機組電流恢復(fù)。圖7c和圖7d為加入自適應(yīng)控制后的電壓電流仿真圖，通過對比可明顯看出故障結(jié)束后電壓電流恢復(fù)效率大大提高。

另外對于風(fēng)電場總的輸出功率，由于故障發(fā)生在單臺風(fēng)電機組，所以將故障風(fēng)電機組切除后，其余未故障風(fēng)電機組依舊正常運行，此時風(fēng)電場的總輸出功率會有所下降，當(dāng)故障結(jié)束后將故障風(fēng)電機組重新接入風(fēng)電場，風(fēng)電場將恢復(fù)至額定輸出功率。圖8a為不加入自適應(yīng)控制的仿真結(jié)果，可明顯看出在故障結(jié)束后故障風(fēng)電機組從開始恢復(fù)到穩(wěn)定發(fā)出額定功率的速度較慢。而圖8b為加入自適應(yīng)控制后的仿真結(jié)果，不難看出其恢復(fù)時間大大縮短。

2.1.2 三相非對稱故障

同樣的，故障風(fēng)電機組在發(fā)生故障后，斷路器會迅速將故障機組斷開與DRU的連接。故障解除后，斷路器合閘將故障風(fēng)電機組重新連接到系統(tǒng)中。由于單相短路故障與兩相短路故障的故障深度較淺，所以其對系統(tǒng)的影響較小。

圖9a、圖9e分別為單相短路故障下的風(fēng)電場總輸出的電壓和電流仿真結(jié)果。圖9c、圖9g分別為兩相相短路故障下的風(fēng)電場總輸出的電壓和電流仿真結(jié)果。

從圖9a、圖9c可看出在非對稱故障情況下，風(fēng)電場匯集點電壓并未受到較大影響。從圖9e和9g中能夠看出在非對稱故障期間并無發(fā)生過流現(xiàn)象。

在加入自適應(yīng)控制后如圖9b、圖9d、圖9f、圖9h所示，其電壓電流具有更快的調(diào)節(jié)速度。這也印證了該方案的正確性和可行性。

2.2 PCC2故障

同樣的在RT-LAB半實物仿真平臺中，設(shè)計PCC2的三相對稱和非對稱故障為例，對故障下系統(tǒng)的運行特性進(jìn)行了仿真計算。

假設(shè)2 s時發(fā)生故障，2.2 s時故障結(jié)束。由于PCC2為海纜，發(fā)生故障大多數(shù)為永久性故障，所以需要切換至備用線路，在切換線路期間風(fēng)電場所有風(fēng)電機組與DRU處于斷開狀態(tài)，功率無法送出。為保護(hù)風(fēng)電機組器件，防止由于過流而損壞，需配合風(fēng)電機組背靠背變流器中直流線路上的耗能電阻來消耗掉多余的能量將故障穿越。控制環(huán)路中參數(shù)如表2所示。故障點如圖6所示中的PCC2。

2.2.1 三相對稱故障

由圖10a可知，當(dāng)故障發(fā)生，風(fēng)電場與DRU之間連接斷開。這使得PCC2的電壓瞬間驟降至0，而風(fēng)電機組變流器出口處的電流則瞬間增大，為避免大電流對變流器造成損害，在控制環(huán)路中對電流環(huán)進(jìn)行限幅從而保證電流不超過額定電流的1.3倍。從圖10b可看出在故障時電壓驟降，導(dǎo)致產(chǎn)生了大量的無功電流。所以需要結(jié)合直流側(cè)的耗能電阻來消耗掉這些多余的能量，使系統(tǒng)盡快恢復(fù)?？煽闯鲈诩尤胱赃m應(yīng)控制后故障期間電流有明顯減小且恢復(fù)時間也大幅縮短。有效保護(hù)了變流器的安全。同樣的如圖10c和圖10d所示，故障期間DRU無法導(dǎo)通所以PCC2點電壓為0，產(chǎn)生大電流。在加入功率自適應(yīng)控制后電流恢復(fù)時間明顯縮短，功率表現(xiàn)也類似。圖11a為不加自適應(yīng)控制的風(fēng)電機組變流器出口側(cè)頻率，在通常情況下隨著故障的發(fā)生無功會短時間增大，既[q]軸電流增大。而鎖相環(huán)又是利用[q]軸電流來進(jìn)行鎖相，所以在故障的0.5 s內(nèi)頻率會升高。而加入功率自適應(yīng)控制后如圖11b所示可實現(xiàn)主動降頻。因為發(fā)生故障后風(fēng)電場的功率無法送出，變流器將不再承擔(dān)功率送出的責(zé)任，為了保整換流器不被過流而損壞，主動降低頻率減小故障電流，故障結(jié)束后恢復(fù)至20 Hz。最后圖11c所示為不加入自適應(yīng)控制的風(fēng)電場總輸出功率大小，正如前文所提到的，加入功率自適應(yīng)控制后系統(tǒng)針對故障后的恢復(fù)更加快速和精準(zhǔn)，如圖11d所示。

2.2.2 三相非對稱故障

同樣的當(dāng)故障發(fā)生后，風(fēng)電場與DRU之間連接斷開。這使得PCC2點的電壓瞬間驟降，而風(fēng)電機組變流器出口處的電流則瞬間增大。

圖12a、圖12e分別為單相短路故障下的風(fēng)電場總輸出的電壓和電流仿真結(jié)果圖。

圖12c、圖12g分別為兩相相短路故障下的風(fēng)電場總輸出的電壓和電流仿真結(jié)果圖。

從圖12e和圖12g中能看出在故障期間由于鎖相環(huán)無法正常鎖相，導(dǎo)致無功電流變大。

在加入自適應(yīng)控制后如圖12b、圖12d、圖12f、圖12h所示，由于在故障期間系統(tǒng)主動降低了頻率，并且電壓具有更快的調(diào)節(jié)速度，這也印證了該方案的正確性和可行性。

3 結(jié) 論

本文在全構(gòu)網(wǎng)型海上風(fēng)電場經(jīng)低頻交流送出后連接DRU換流站的系統(tǒng)背景下，分別對單臺風(fēng)電機組故障和風(fēng)電場公共連接處故障進(jìn)行分析和研究，并提出一種能夠自適應(yīng)調(diào)節(jié)的故障穿越控制策略，其特點有：

1）本系統(tǒng)中使用的線路信息均為本地信息，避免了風(fēng)電機組之間通訊帶來的通訊失敗和通訊延遲的問題。

2）采用電壓誤差法來進(jìn)行故障檢測和故障深度判斷，提高了檢測速度和精度。

3）設(shè)計了基于功率、頻率、PLL的自適應(yīng)故障穿越控制策略，在故障期間能夠有效的對風(fēng)電機組輸出功率進(jìn)行控制，并且大大縮短了故障穿越所用的時間。

4）對兩個故障點都設(shè)計了單相故障、兩相故障和三相故障，故障類型比較全面。

最后基于RT-LAB對本文所提的故障穿越控制策略在單機故障和風(fēng)電場公共連接處故障兩種情況下進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果驗證了本文所提方案的可行性。

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RESEARCH ON FAULT RIDE-THROUGH CONTROL STRATEGY OF

GRID-FORMING TYPE CONVERTER FOR OFFSHORE

WIND FARMS BASED ON DRU

Cheng Zhijiang"Li Shuai"Yang Tianxiang"Aisikaer"Fang Zhong"Gao Yucheng2

（1. Engineering Research Center of Renewable Energy Power Generation and Grid-Connected Technology， Ministry of Education，

Xinjiang University， Urumqi 830017， China；

2. Goldwind Science amp;Technology Co.， Ltd.， Urumqi 830026， China）

Abstract：Based on grid-forming wind farm and Diode Rectifier Units （DRU） is currently a hot topic in the development of offshore wind power.During faults on the offshore AC collection side， the rapid response of the offshore wind power system and the quick absorption of redundance power are key technologies to ensure the reliable operation of the system. In response to the issues of immature fault identification and incomplete fault coverage in existing fault ride-through control strategies， this paper proposes an adaptive control strategy that determines faults through voltage error， analyzing faults at multiple locations in the offshore AC collection area （including individual machine faults and common cable faults）. In response to the issues of immature fault identification and incomplete fault coverage in existing fault ride-through control strategies， this paper proposes an adaptive control strategy that determines faults through voltage error， analyzing faults at multiple locations in the offshore AC collection side （including individual machine faults and common cable faults）. By utilizing a combination of energy-dissipating resistors on the DC side and adaptive control， the fault ride-through scheme allows non-faulted wind turbines to operate without disconnecting from the grid during faults and to quickly recover power transmission.The simulation experiments were built on the RT-LAB hardware-in-the-loop simulation platform. The simulation results show that this scheme can achieve fault ride-through under both symmetrical and asymmetrical faults， improving the reliability of the wind power generation system.

Keywords：offshore wind farms； phase control； adaptive modulation； low-frequency alternating current transmission； diode rectifier unit； fault ride-through