基于DFIG风电并网的VSC-HVDC电压稳定性分析

张明光 张彦凯 赵金亮 刘进文

(1.兰州理工大学 电信学院，甘肃 兰州 730050;2甘肃省第一建设集团责任有限公司安装工程公司甘肃 兰州 730050)

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我国的风电场大多使用固定转速的风电机组，所以电压稳定性问题是其运行中普遍出现的问题。随着大容量风电场的并网，电压稳定性问题日益突出，出现了导致母线电压崩溃的现象。所以在风电并网的发展中，基于双馈感应发电机(doubly fed induction generator，DFIG)的变速风电机组具有发电效率高、原动机损伤小、改善电能质量、能实现最大风能捕捉并减小机械部件所受应力等优点，有着很大的发展前景［1－2］。文中采用基于绝缘栅双极晶体管(insulated-gate bipolar transistor，IGBT)的VSC-HVDC 系统连接DFIG和电网。VSC-HVDC的2个换流站可以独立控制两侧的无功，连接DFIG的换流站同时能够控制交流电压的幅值和频率，而且DFIG不需改变控制策略就能实现最大功率追踪。VSC-HVDC系统采用的是全控型开关器件，使得控制更快捷更稳定，同时有效地降低了谐波含量［3－4］。

在现有的风电并网中，解决电压稳定性问题的方法主要有:无功补偿和无功的合理分配;带负荷调压变压器调压;适当增大导线直径和装设并联电抗器等［5］。目前，正常控制策略下的大部分双馈风电机组控制系统在网侧发生大扰动故障时，无法提供动态电压支持，另外由于故障线路切除，导致电网结构更弱，机端电压降低。因此，有必要改善基于DFIG并网风电场暂态电压稳定性的措施。对风电并网所引起的电压稳定性问题，通常是在母线上安装电容器组用以补偿无功需求。……