王致杰，周 园，刘三明

(1.上海电机学院，上海 201100;2.华东理工大学，上海 200030)

随着风电场容量在整个电网中所占比例的不断增长，风电场故障后对整个电网的影响也不断增强。2011年甘肃省某风力发电公司第一风电场开关间隔电缆头绝缘击穿，造成三相短路，造成包括第一风电场在内10座风电场中的274台风电机组全部脱网。由于风电场无功补偿装置电容器组不具备自动投切功能，大量风电机组脱网后，系统无功补偿失衡，电压迅速升高，进一步导致多个风电场中几百台风电机组因保护动作脱网。本次风机脱网事故共损失风电800多MW，占事故前酒泉地区风电出力的一半［1］。

造成类似事件的原因主要包括［2－3］:①系统无功不平衡，造成的电压无法恢复;②转子电流过大造成的风机保护动作，风机被迫脱网。针对问题①文献［5－7］提出使用改进型控制策略改善风机的无功输出。文献 ［8］通过使用储能元件来提高风电暂态稳定性。文献 ［9］通过励磁控制策略实现无功补偿，但此方法在crowbar开启后，风机仍无法输出无功。如果遇到长时间电压跌落，无功补偿仍无法满足。文献 ［10］提出STATCOM主电路的正序基波动态和稳态的数学模型。针对问题②，文献 ［11－12］提出使用crowbar来消除转子侧的过电流，但是文中并未分析crowbar对转子电流的影响，也未说明crowbar的选取以及控制要求。

本文针对DFIG开启crowbar后无法进行无功补偿的缺点提出使用STATCOM及其相应的控制策略来维持电网无功平衡。针对转子侧电流与转子侧电阻的关系进行了深入的数学分析，分析中用简单表达式代替与转子侧电阻无关的复杂表达式，从而直观反映出crowbar对转子电流的影响，并对crowbar的控制要求进行深入探讨。……