Full-process High Voltage Ride-through Strategy for Doubly-fed Induction Generator Based on Dynamic Adjustment of Reactive Current for Rotor

ZHANG Xu; WANG Yi; LIU Bowen; DING Ruiting; LIU Jiang; CHENG Xueting

doi:10.7500/AEPS20211115005

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Full-process High Voltage Ride-through Strategy for Doubly-fed Induction Generator Based on Dynamic Adjustment of Reactive Current for Rotor

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Full-process High Voltage Ride-through Strategy for Doubly-fed Induction Generator Based on Dynamic Adjustment of Reactive Current for Rotor
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 22, Pages: 142-150(2022)
- 作者机构：
  
  1.新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学),北京市 102206
  2.国网山西省电力公司电力科学研究院,山西省太原市 030001
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China(2017YFB0902600);National Natural Science Foundation of China(51877079)
- DOI：10.7500/AEPS20211115005
  CLC：
- Received：15 November 2021，
  
  Revised：2022-04-21，
  
  Published Online：03 August 2022，
  
  Published：25 November 2022
- 稿件说明：
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张旭,王怡,刘伯文等.基于转子无功电流动态调整的DFIG全过程高电压穿越策略[J].电力系统自动化,2022,46(22):142-150.

ZHANG Xu,WANG Yi,LIU Bowen,et al.Full-process High Voltage Ride-through Strategy for Doubly-fed Induction Generator Based on Dynamic Adjustment of Reactive Current for Rotor[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(22):142-150.
张旭,王怡,刘伯文等.基于转子无功电流动态调整的DFIG全过程高电压穿越策略[J].电力系统自动化,2022,46(22):142-150. DOI： 10.7500/AEPS20211115005.

ZHANG Xu,WANG Yi,LIU Bowen,et al.Full-process High Voltage Ride-through Strategy for Doubly-fed Induction Generator Based on Dynamic Adjustment of Reactive Current for Rotor[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(22):142-150. DOI： 10.7500/AEPS20211115005.

摘要

当前风电渗透率升高，交直流混联电网架构强化，双馈感应发电机(DFIG)的高电压穿越风险日趋严重。文中提出了一种基于转子无功电流动态调整的DFIG全过程高电压穿越策略。分析了高电压穿越过程中DFIG定子磁链、转子电流和网侧变流器无功功率的暂态过程；设计了网侧变流器电流无功分量比例-积分（PI）控制模块，利用吸收的无功电流在进线电感上的压降维持直流电压稳定；提出了计及网侧无功功率的转子电流动态调整方法，在持续高电压期间控制定子为电网提供自适应无功支持；为抑制电压骤升时刻的转子瞬间过电流，提出了转子侧变流器暂态定子磁链微分补偿方法。在MATLAB/Simulink中搭建并网风电场模型，仿真结果表明所提策略在不同工况下均能够提高DFIG的全过程高电压穿越能力。

Abstract

With the increase in wind power penetration and the architecture strengthening of AC/DC hybrid power grid at present

the risk of high voltage ride-through (HVRT) of doubly-fed induction generators (DFIGs) is becoming more severe. This paper proposes a full-process HVRT strategy for DFIG based on the dynamic adjustment of the reactive current for the rotor. The transient processes of DFIG stator flux

rotor current

and the reactive power of the grid-side converter during the HVRT process are analyzed. A proportional-integral (PI) control module for the reactive component of the grid-side converter current is designed to maintain the stability of DC-link voltage by using the voltage drop of the absorbed reactive current on the incoming line inductance. A dynamic adjustment method of the rotor current considering the grid-side reactive power is proposed to control the stator to provide adaptive reactive power support to the power grid during the period of continuous high voltage. To suppress the instantaneous overcurrent in the rotor at the moment of voltage swell

a differential compensation method for the transient stator flux of the rotor-side converter is proposed. The grid-connected wind farm model is built in MATLAB/Simulink

and the simulation results show that the proposed strategy can improve the full-process HVRT capability of DFIG under different operation conditions.

关键词

Keywords

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