电网对称短路故障下直驱风电并网逆变器暂态同步特性研究

于海，徐贵，姚骏，曹斌，刘远，李伟光，郝文海

（1.内蒙古电力（集团）有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010020；2.内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电局，内蒙古包头 014030；3.输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆大学，重庆 400044）

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直驱式风力发电系统具有结构简单、发电效率高、运行可靠性高等优点，逐渐成为风力发电主流机型。由于风电大规模、集中开发以及远距离输送，使得直驱风电并网逆变器输出电流与线路阻抗交互越来越严重，在严重电网短路故障下并网逆变器容易出现暂态失稳问题[1]，可能造成电力系统有功缺额，不利于系统频率稳定。

当电网扰动较大时，故障点附近新能源并网系统输出功率会出现波动。文献[2]基于等面积原理，研究了不同控制方式下光伏并网系统对电网振荡阻尼的作用，结果表明，采用定电压方式有利于提高电网阻尼。针对风电波动不确定性的送端电网功角稳定问题，文献[3]，[4]提出基于线性变参数模型的互联电网暂态鲁棒输出反馈控制模型及算法，通过暂态过程中的功率控制提高暂态稳定性。上述文献更多的是关注新能源并网逆变器输出功率对电网的影响，实际上，基于锁相同步的并网逆变器在暂态期间须要与电网保持同步，在严重电网故障期间并网逆变器存在失步风险，因此其自身同步特性有待进一步展开研究。

目前，电力电子并网设备低压穿越（Low Voltage Ride-through，LVRT）着重考虑了其容量限制下的电流控制能力[5]，[6]。……