转子串联电阻优化的双馈风力发电机低电压穿越控制策略

本文主要探讨了基于转子串联电阻的双馈风力发电机在实现低电压穿越（Low Voltage Ride-Through, LVRT）过程中的关键控制策略。双馈风力发电机组作为一种重要的可再生能源转换设备，其在电力系统中的广泛应用使得低电压穿越能力成为了必要标准。传统的软件改进算法，如定子磁链消磁和非线性控制策略，虽然能改善故障时的动态响应，但对于大规模电压跌落的应对能力有限，因为转子变流器功率有限，不能有效抑制故障电流。 文章的重点转向了硬件层面的解决方案，特别是转子串联电阻（Rotor Series Damping Resistor, RSDS）的使用。相比于撬棒保护（Crowbar protection），转子串联电阻提供了更灵活的控制手段。Crowbar保护尽管简单易实施，但当其介入时，双馈电机作为普通感应电机运行，会大量吸收电网无功功率，延缓电压恢复，对电网稳定性不利。 作者在此提出了转子串联电阻低电压穿越功率协调控制策略，旨在当电网电压跌落导致转子电流超过阈值时，通过调整转子变流器的有功和无功电流。一方面，控制策略确保转子变流器输出的有功功率能够补偿转子串联电阻的消耗，防止过载。另一方面，策略优先让双馈电机进入无功支持模式，向电网释放感性无功，以增强系统的暂态稳定性和电网电压恢复速度，同时保障其他并网负载的安全。 通过实验验证，这种控制方案相较于传统的Crowbar保护表现出了更好的暂态性能，能够在电压跌落期间更好地维持并网运行，符合现代电力规范对风电机组LVRT能力的要求。然而，选取合适的转子串联电阻值是一个关键问题，需要综合考虑限流电阻对转子电压的影响以及其对系统稳定性和恢复速度的影响，这为后续的实际应用提供了宝贵的指导。 本文深入研究了转子串联电阻在双馈风力发电机LVRT中的作用，为提升风电机组在电网故障下的稳定运行和快速恢复提供了新的控制思路和技术支持。