风电机组串联耦合补偿实现低电压穿越：一种新型控制策略

随着可再生能源在电力供应中的比重逐渐提升，风力发电已经成为全球能源结构的重要组成部分。然而，当电网因故障导致电压下降（通常称为电压跌落）时，如果没有适当的保护措施，风力发电机（风电机组）可能会因为无法承受这种低电压条件而被迫从电网中脱离，这不仅会导致发电效率降低，还可能引发严重的安全问题，比如在不对称故障情况下可能导致局部电网甚至整个系统的崩溃。 低电压穿越（Low Voltage Ride Through, LVRT）能力是风电机组的关键技术之一，它确保了在电网故障期间，风电机组能够继续保持并网运行，为电网提供稳定的电源支持，防止大规模停电。动态电压恢复器（Dynamic Voltage Restorer, DVR）是一种常见的解决方案，但其成本和复杂性限制了在大规模风电场中的应用。 本文由曲小慧、熊良根和张建忠三位学者合作，基于动态电压恢复器的原理，提出了采用分相串联耦合注入补偿（Series Connected Current Device, SCCD）来实现风电机组的低电压穿越。SCCD是一种创新的电压补偿装置，设计时考虑到了风电机组的实际运行需求。它通过在风电机组机端和电网公共连接点之间串联接入，能够在电网电压跌落时动态调节风电机组的电压，确保其持续稳定运行。 作者们利用MATLAB/Simulink软件平台建立了详细的仿真模型，通过模拟电网故障和电压跌落的情况，验证了采用SCCD的低电压穿越控制策略的有效性和可行性。仿真结果显示，这种方法不仅可以提高风电机组在电压跌落时的稳定性，还能有效减少对电网的影响，为风力发电的可靠性和安全性提供了新的解决方案。 本研究的创新之处在于将串联耦合补偿技术应用于风电机组的低电压穿越，这为优化风能接入电网的稳定性提供了理论基础和技术路径。考虑到风电在未来能源结构中的重要地位，这项工作对于推动风力发电行业的技术进步具有重要意义，也为其他领域的电压恢复技术和分布式能源管理提供了新的思路和借鉴。