万子镜，田 震，王 伟，查晓明，黄 萌，刘思杰

（1.综合能源电力装备及系统安全湖北省重点实验室,湖北省武汉市 430072；2.武汉大学电气与自动化学院,湖北省武汉市 430072；3.国电南瑞科技股份有限公司,江苏省南京市 211106）

0 引言

直驱永磁同步发电机（D-PMSG）具有响应速度快、输出功率稳定、控制结构简单的优点,近年来成为研究热点［1-2］,直驱永磁风电机组在大规模风电场中得到广泛应用［3］。直驱风机在电网电压跌落时存在网侧变流器过电流以及直流侧电压升高的问题。当电压跌落幅度较大时,若不对网侧变流器采取过电流和过电压抑制措施,将会导致变流器和直流侧电容损坏,严重时可能导致风机脱网,给电网的安全稳定运行带来严峻的挑战［4］。因此,随着风电规模的迅速扩大［5］,中国制定了关于风电场并网发电的相关技术标准和导则,对风电场低电压穿越能力提出了明确要求［6］。

为保障电压跌落和过电压故障期间风机不脱网,故障穿越控制得到了大量研究。传统的故障穿越控制策略［7］通常是机侧整流器实现对永磁同步发电机的有功控制,网侧逆变器按文献［6］中所述,随电压变化程度改变无功电流增量以实现对电网的无功支撑。此外,还可通过在直流侧增设耗能撬棒电阻抑制直流侧过电压［8］。值得注意的是,风电汇集区域常存在三相电压不平衡现象,如不平衡短路故障及不平衡负荷引起的风电场并网点电压不平衡情况等［9］。传统故障穿越控制大多考虑三相平衡故障工况,或仅考虑不平衡工况下抑制有功功率波动的单一控制目标［10-11］,对于不平衡工况下直驱风机的多目标协同控制策略目前鲜有报道。……