霍智伟　裴旭东

摘 要：提出了一种基于模型预测控制的直驱永磁风力发电系统低电压穿越方法，构建了包含网侧和机侧电流的价值函数，通过滚动优化实现风速变化时的直流电压稳定和最大功率跟踪。当并网点电压发生跌落时，利用一个比例函数降低电机转矩电流参考值，减少永磁同步发电机机组出力，通过将机侧与网侧间的不平衡功率传递至发电机转子，来稳定直流侧电压。最后通过仿真试验，验证了所提控制策略应用于直驱永磁风力发电系统低电压穿越控制的可行性和有效性。

关键词：模型预测控制；直驱永磁风力发电系统；低电压穿越

中图分类号：TM921.51    文献标志码：A    文章编号：1671-0797（2023）13-0078-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.13.020

0    引言

风能是当前应用最为广泛的清洁能源之一，由于极易受天气因素影响，风力发电有时会出现间断；同时由于风能大小的不确定性，风电并网时可能会对电网冲击比较大，影响并网点的电压幅值和频率。在大部分省电网中，风能只是在火电出力不足时并入电网，因为风力发电影响电网的安全稳定运行。

近年来，风力发电的电网穿透率（即风力发电在电网出力中的比重）越来越大，风电并网对电网系统造成的影响也越来越大。因此，世界各国针对风电并网制定了愈加严格的技术要求，其中风力发电系统在电网电压跌落时的低电压穿越（Low Voltage Ride Through，LVRT）能力最为重要。LVRT是指在并网点电压发生凹陷和跌落时，风电机组能够不脱网持续运行，甚至向电网输入一定的无功功率，支撑并网点电压的恢复，安全度过这一段低电压区域[1-2]。……