直驱式永磁风电机组的不对称电网故障穿越策略

摘要

对称电网故障下，并网导则要求风电机组在保持不脱网运行的同时提供无功电流支撑。直驱式永磁风电机组采用背靠背变流器将发电机与电网隔离，与其他类型的风电机组相比，其故障穿越相对容易。不对称电网故障下，相关并网导则还未成熟，且与对称故障相比，电网的负序电压分量使直驱永磁风电机组的故障穿越更加困难。一方面，负序电压分量引入的有功功率波动会导致变流器直流母线电压的波动，过高或过低的直流母线电压都会导致机组脱网；另一方面，网侧变流器在故障期间若输出负序电流，则可能引起网侧变流器单相过流，也会导致机组脱网。本文分析了直驱永磁风电机组在不对称电网故障下的最大电流输出能力，在此基础上提出一种控制方法，在不对称电网故障期间，该方法可在机组的最大输出电流能力范围内有效地控制变流器直流母线电压，以实现机组的不对称故障穿越。本文最后通过仿真验证了理论分析的正确性和所设计控制方法的有效性。