刘金虹　张　辉　李　洁　杨秉翰　闵　阳

SMES用于双馈发电机故障穿越的研究

刘金虹1，2张辉1，2李洁1杨秉翰1闵阳1

（1. 西安理工大学自动化与信息工程学院 西安 710048 2. 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室 西安 710049）

近年来随着风电并网容量的迅速增加，风电场脱网对电力系统的影响日益严重。本文首先介绍了风电场故障穿越的技术要求，将双馈感应发电机（DFIG）控制系统分为风机控制分系统、转子侧和定子侧变频器控制分系统，然后建立超导磁储能（SMES）3阶相量模型，并采用SMES提高DFIG故障穿越能力和动态响应速度，最后在Matlab/Simulink中搭建SMES+DFIG仿真模型，并采用中国的低电压穿越（LVRT）标准和美国的高电压穿越（HVRT）标准验证SMES辅助风电机组实现故障穿越的能力。

超导磁储能 故障穿越 双馈风力发电 相量模型

0　引言

随着风电装机容量的迅速增大和风电并网要求的不断提高，故障穿越成为风电场并网的必备能力，否则因电压跌落或浪涌导致的风电机组解列将严重影响电力系统稳定，甚至造成全面瘫痪。

目前大部分风电场故障穿越研究集中在低电压穿越（Low Voltage Ride Through， LVRT）与零电压穿越（Zero Voltage Ride Through， ZVRT），高电压穿越（High Voltage Ride Through， HVRT）研究较 少。而实际风电场中，当电网电压跌落发生时，由于投切电容器等无功补偿装置，可能造成无功过剩，在电网电压恢复时引起电网电压骤升，对风电机组造成二次危害，故需要综合考虑各种情况下的故障穿越。

目前解决故障穿越的方法主要有软件法和硬件法，其中硬件法有2种［1］：加储能装置或者转子侧并联撬棒（Crowbar）电路，软件法有3种［2］：基于定子电压动态补偿的控制策略、改进矢量控制策略、和基于H∞和μ 分析的新型鲁棒控制器方法。……