Suppression Method for Transient Voltage Fluctuation Caused by Repeated Low Voltage Ride-through of Direct-drive Wind Turbines

YAO Zenghui; DONG Wenkai; HAN Zijiao; JIA Qi; XIE Xiaorong

doi:10.7500/AEPS20250402006

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Suppression Method for Transient Voltage Fluctuation Caused by Repeated Low Voltage Ride-through of Direct-drive Wind Turbines

Basic Research | 更新时间：2026-02-28

- Suppression Method for Transient Voltage Fluctuation Caused by Repeated Low Voltage Ride-through of Direct-drive Wind Turbines
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 19, Pages: 144-152(2025)
- 作者机构：
  
  1.清华大学电机工程与应用电子技术系，北京市 100084
  2.国网辽宁省电力有限公司，辽宁省沈阳市 110006
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52321004);State Grid Corporation of China(SGLN0000FZJS2400563)
- DOI：10.7500/AEPS20250402006
  CLC：
- Received：02 April 2025，
  
  Revised：2025-05-21，
  
  Online First：10 July 2025，
  
  Published：10 October 2025
- 稿件说明：
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姚增慧,董文凯,韩子娇等.直驱风电机组反复低电压穿越引发暂态电压波动的抑制方法[J].电力系统自动化,2025,49(19):144-152.

YAO Zenghui,DONG Wenkai,HAN Zijiao,et al.Suppression Method for Transient Voltage Fluctuation Caused by Repeated Low Voltage Ride-through of Direct-drive Wind Turbines[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(19):144-152.
姚增慧,董文凯,韩子娇等.直驱风电机组反复低电压穿越引发暂态电压波动的抑制方法[J].电力系统自动化,2025,49(19):144-152. DOI： 10.7500/AEPS20250402006.

YAO Zenghui,DONG Wenkai,HAN Zijiao,et al.Suppression Method for Transient Voltage Fluctuation Caused by Repeated Low Voltage Ride-through of Direct-drive Wind Turbines[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(19):144-152. DOI： 10.7500/AEPS20250402006.

摘要

直驱风电机组反复低电压穿越引发的暂态电压波动是电力系统运行中观测到的一种新现象，会造成风电机组大规模脱网，严重威胁到系统安全稳定。针对该新型暂态电压波动问题，提出一种基于在线电网参数辨识的主动抑制方法。首先，从风电机组控制切换特性分析入手，阐明了反复低电压穿越引发暂态电压波动的机理；然后，提出了降低低电压穿越动作阈值和调节有功、无功出力相结合的风电机组主动调节方法，通过阻断恢复时再次进入低电压穿越的切换路径，实现暂态电压波动的有效抑制；最后，通过仿真验证了所提方法的有效性，并与现有方法进行比较。结果表明，所提方法能保证故障切除后风电机组不再触发低电压穿越，在抑制暂态电压波动的同时避免机组脱网，有效维护设备安全和系统稳定。

Abstract

The transient voltage fluctuation caused by repeated low voltage ride-through (LVRT) of direct-drive wind turbines is a new phenomenon observed in power system operation. It may trigger large-scale off-grid of wind turbines

severely threatening system security and stability. To address this new transient voltage fluctuation problem

an active suppression method based on on-line grid parameter identification is proposed. First

starting from the analysis of control switching characteristics of wind turbines

the mechanism of transient voltage fluctuations caused by repeated LVRT is illustrated. Then

an active adjustment method for wind turbines is proposed

which combines reducing the threshold of LVRT and adjusting the active and reactive power output. By blocking the switching path that enters LVRT again during recovery

effective suppression of transient voltage fluctuations is achieved. Finally

the effectiveness of the proposed method is verified by simulation and a comparative analysis against existing methods is conducted. The results demonstrate that the proposed method can prevent wind turbines from re-triggering LVRT after fault clearance

suppress transient voltage fluctuations while avoiding turbine off-grid

thus effectively maintaining equipment security and system stability.

关键词

Keywords

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