王秀茹，韩少华，邱 冬，张 科，王晗雯

（国网江苏省电力有限公司宿迁供电公司，宿迁 223800）

由于建设周期短、运行成本低和能源清洁可再生等优点，风力发电在过去的几十年里迅速发展[1]。随着风电渗透率的逐年提高，许多国家制定了风力发电的新要求。这就要求风力发电系统WECS（wind energy conversion system）能够在电网故障时保持并网运行，并向电网提供无功功率，以支持电网电压恢复[2]，即具有良好的低电压穿越性能。

基于永磁同步发电机PMSG（permanent magnet synchronous generator）的WECS 是目前发展最快的类型[3]。永磁直驱风力发电系统采用全功率变流技术，使PMSG 与电网完全隔离，不易受到电网故障的影响，并能够在电网故障情况下有效并网运行。PMSG 控制系统包括机侧变换器MSC（machine-side converter）、网侧变换器GSC（grid-side converter）及其控制器。在电网电压正常情况下，MSC 控制PMSG 有功功率，实现最大功率点跟踪MPPT（max-imum power point tracing），GSC 保持直流链路电压恒定，调节GSC 无功功率输出[4]。在电网发生故障时，由于公共耦合处的电压跌落，导致GSC 无法将MSC 的输出功率全部转移到电网。这可能引发直流侧过电压和WECS 敏感设备的损坏。因此，在没有保护措施的情况下，永磁同步电动机无法在电网故障情况下保持与电网的连接并支撑电网电压。部分文献中提出了几种低电压穿越LVRT（low voltage ride through）方法，主要分为两大类：硬件修改和控制修改[5]。在硬件改造方法中，采用储能装置[6]、有源撬棍、制动斩波[7-8]、柔性交流传输系统[9-10]、系列动态断阻[11]等硬件提高基于永磁同步发电机的WECS 的LVRT能力。然而，这些方法往往增加了系统的总成本和复杂性，其中一些不向电网提供无功功率，无法很好地满足最新的电网规范要求。……