郑荣美，朱 凌

(华北电力大学 电气与电子工程学院，河北 保定071003)

0 引言

随着全球能源短缺和环境恶化，各国逐渐认识到发展可再生能源的重要性，风力发电得到了迅速发展。永磁直驱风电系统省去了故障率高的齿轮箱，具有机械损耗小、发电效率高、成本低、低电压穿越能力强等优点，具有不错的发展前景。

电网电压跌落会对风电系统的直流侧电容器和电力电子器件造成不利影响。新的入网规则规定，风电机组在并网点发生电压跌落的时候，风机应保持不脱网，并向电网提供一定的无功支持，以加快电网电压的恢复，这就是低电压穿越。

本文针对Boost 升压型永磁直驱风电系统，在电网电压跌落期间，通过把网侧的功率信号引入发电机侧，作为发电机输出功率参考值，减少了直流两侧的功率不平衡，防止了直流过电压。根据电网的跌落深度以及国网公司对并网技术要求，迅速向电网输出无功，以提升电网电压，从而实现低电压穿越。

1 低电压特性分析

本文采用“不可控整流+ Boost 升压+ PWM逆变型”永磁直驱风电系统，拓扑结构如图1。

图1 永磁直驱风电系统拓扑结构Fig．1 PMSG system

当电网电压发生三相对称性跌落故障时，升压斩波电路的作用是保持永磁直驱同步发电机(PMSG)正常运行，实现最大功率追踪，然而逆变器侧的容量有限，注入电网的功率会瞬时减小。Boost 斩波环节的电容器两侧的功率不平衡。如下式:

式中:Pgen为发电机输出的有功功率;ω 为电容器的储存的能量;u 为直流母线的电压;ΔP 为直流两侧的功率差。……