Characteristics and Suppression of Transient Overvoltage for DFIG Wind Power Grid-connected System Considering Phase Locking Error

LIU Qihui; YAN Jiaying; WU Yong; WU Linlin

doi:10.7500/AEPS20221019002

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Characteristics and Suppression of Transient Overvoltage for DFIG Wind Power Grid-connected System Considering Phase Locking Error

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

- Characteristics and Suppression of Transient Overvoltage for DFIG Wind Power Grid-connected System Considering Phase Locking Error
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 11, Pages: 165-173(2023)
- 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.国网冀北电力有限公司电力科学研究院，北京市 100045
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52130709);State Grid Corporation of China(5100-202214502A-3-0-SF)
- DOI：10.7500/AEPS20221019002
  CLC：
- Received：19 October 2022，
  
  Revised：2023-01-03，
  
  Published：10 June 2023
- 稿件说明：
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刘其辉,闫佳颖,吴勇等.计及锁相误差的双馈风电并网系统暂态过电压特性与抑制[J].电力系统自动化,2023,47(11):165-173.

LIU Qihui,YAN Jiaying,WU Yong,et al.Characteristics and Suppression of Transient Overvoltage for DFIG Wind Power Grid-connected System Considering Phase Locking Error[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(11):165-173.
刘其辉,闫佳颖,吴勇等.计及锁相误差的双馈风电并网系统暂态过电压特性与抑制[J].电力系统自动化,2023,47(11):165-173. DOI： 10.7500/AEPS20221019002.

LIU Qihui,YAN Jiaying,WU Yong,et al.Characteristics and Suppression of Transient Overvoltage for DFIG Wind Power Grid-connected System Considering Phase Locking Error[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(11):165-173. DOI： 10.7500/AEPS20221019002.

摘要

风电并网系统交流短路时，锁相环(PLL)锁相误差导致风机功率耦合，在故障清除时产生暂态过电压，亟须开展计及锁相误差的暂态过电压机理、特性与抑制策略的研究。首先，分析PLL参数、故障位置及故障类型对暂态过电压的影响。然后，以三相故障为例揭示了相位跳变的特征及锁相误差引起暂态过电压的机理，提出基于改进型PLL结构与锁相误差补偿的转子侧变流器、定子侧变流器控制策略，实现对双馈风电机组(DFIG)暂态过电压的主动抑制。最后，仿真验证了所提策略在实现DFIG故障穿越的同时还能够进一步抑制暂态过电压。

Abstract

When an AC short circuit fault occurs in the wind power grid-connected system

the phase locking error of the phase locked loop (PLL) leads to the power coupling of the wind turbine

which will generate a transient overvoltage at the time of fault clearing. It is urgent to study the transient overvoltage mechanism

characteristics and suppression strategy considering the phase locking error. First

the influence of PLL parameters

fault locations and fault types on transient overvoltage is analyzed. Then

taking the three-phase fault as an example

the characteristics of phase angle jumping and the mechanism of transient overvoltage caused by phase locking error are revealed

and the control strategy of the rotor-side converter (RSC) and the grid-side converter (GSC) based on the improved PLL structure and phase locking error compensation is proposed to realize the active suppression of doubly-fed induction generator (DFIG) transient overvoltage. Finally

simulation verifies that the proposed strategy can not only achieve fault ride-through of DFIG

but also suppress the transient overvoltage.

关键词

Keywords

references

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