STATCOM在双馈风电场低电压穿越中的应用研究

付鹏武，朱锴，欧阳惠，刘鼎

(国网湖南省电力公司娄底供电分公司，湖南 娄底417000)

随着国家新能源发展思路的明确，风电行业的发展受到越来越多的重视。在风电技术的选择方面，双馈风机已经成为主流机型，但并网时，由于双馈风机的定子侧直接与电网相连，对电网电压的扰动十分敏感，电网故障导致定子侧出现直流成分，当不对称电网电压跌落时还会出现负序分量等问题。此时双馈发电机的转速通常较高，相对于定子磁链的直流分量与负序分量而言，转差率均较大，因而导致了转子回路的过电压或过电流，由于双感应发电机(doubly fed induction generator，DFIG)转子侧变频器和网侧变频器的过压、过流能力有限，较高的暂态转子电流和直流侧电压会对脆弱的电力电子器件构成威胁。因此，转子侧变换器最大电流和变频去直流侧母线最大电压是制约低电压穿越(LVRT)能力的2 个主要因素。

针对以上低电压穿越问题，最常用的方法是在转子侧加入Crowbar 电路，即所谓的撬棒保护电路，文献〔1－2〕针对传统的被动式Crowbar 的不足，采用主动式Crowbar 电路的控制方法实现双馈风力发电机的低电压穿越。文献〔3－7〕分析Crowbar 阻值与最大短路电流及其出现时间之间的关系和Crowbar 阻值以及投切时间对DFIG 的LVRT效果的影响。文献〔8－12〕通过装有Crowbar 电路装置的实验平台，验证了其低电压穿越能力。

上述文献得出了很多有价值的结论，但针对Crowbar 开启时，转子侧变频器会被短路，DFIG 失去对定子侧无功功率的控制，DFIG 以鼠笼式异步发电机运行〔13〕，需要向电网吸收大量的无功功率，会进一步恶化并网点的电压，这对电网电压恢复是非常不利的〔14－18〕。……