机组协同-分布卸荷的风电场-柔直并网系统故障穿越方法

杨仁炘; 王霄鹤; 陈晴; 施刚; 施朝晖; 蔡旭

doi:10.7500/AEPS20210413004

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机组协同-分布卸荷的风电场-柔直并网系统故障穿越方法

大规模海上风电系统关键技术研究与应用 | 更新时间：2025-06-16

- 机组协同-分布卸荷的风电场-柔直并网系统故障穿越方法
- Fault Ride-through Method of Flexible HVDC Transmission System for Wind Farm Integration Based on Coordination of Wind Turbines and Distributed Braking Resistors
- 电力系统自动化 2021年45卷第21期页码：103-111
- 作者机构：
  
  1.风力发电研究中心，电力传输与功率变换控制教育部重点实验室（上海交通大学），上海市 200240
  2.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江省杭州市 311122
  3.浙江省深远海风电技术研究重点实验室，浙江省杭州市 311122
- 作者简介：
  
  杨仁炘(1992—)，男，博士，助理研究员，主要研究方向：可再生能源友好并网技术。E-mail：frank_yang@sjtu.edu.cn
  王霄鹤(1991—)，男，博士后，主要研究方向：海上柔性直流输电系统控制、风力发电机组控制。E-mail: wang_xh8@hdec.com
  陈晴(1979—)，女，高级工程师，主要研究方向：海上风电及柔性直流工程设计。E-mail：chen_q8@hdec.com
  蔡旭(1964—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：可再生能源功率变换与并网技术、大功率电力电子与电力系统控制。E-mail：xucai@sjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2019YFE0104800);中国博士后科学基金资助项目(2020M681800)
- DOI：10.7500/AEPS20210413004
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-04-13，
  
  修回日期：2021-08-23，
  
  网络出版日期：2021-09-27，
  
  纸质出版日期：2021-11-10
- 稿件说明：
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杨仁炘,王霄鹤,陈晴等.机组协同-分布卸荷的风电场-柔直并网系统故障穿越方法[J].电力系统自动化,2021,45(21):103-111.

YANG Renxin,WANG Xiaohe,CHEN Qing,et al.Fault Ride-through Method of Flexible HVDC Transmission System for Wind Farm Integration Based on Coordination of Wind Turbines and Distributed Braking Resistors[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(21):103-111.
杨仁炘,王霄鹤,陈晴等.机组协同-分布卸荷的风电场-柔直并网系统故障穿越方法[J].电力系统自动化,2021,45(21):103-111. DOI： 10.7500/AEPS20210413004.

YANG Renxin,WANG Xiaohe,CHEN Qing,et al.Fault Ride-through Method of Flexible HVDC Transmission System for Wind Farm Integration Based on Coordination of Wind Turbines and Distributed Braking Resistors[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(21):103-111. DOI： 10.7500/AEPS20210413004.

摘要

为降低风电场-柔性直流并网系统在交流主网发生低电压故障时的穿越成本，提出一种直流耗能装置与风电机组卸荷电路协同作用的电网故障穿越策略，在电网故障时送端换流器配合风电场快速降低直流功率输出。由于直流耗能装置仅在故障发生的前期、风电场输出功率下降前起到限制直流电压升高的作用，该策略能够显著降低直流耗能装置的体积。在此基础上，该策略将直流耗能装置中的耗能电阻分散置入到受端模块化多电平换流器中，进一步降低了卸荷成本。最后，在PSCAD/EMTDC仿真软件中，构建了风电场-柔性直流并网系统的仿真算例，对所提出的故障穿越方法的正确性和有效性进行了验证。

Abstract

In order to reduce the ride-through cost of the flexible high voltage direct current (HVDC) system with wind farm integration when a low-voltage fault occurs in the AC main grid

this paper proposes a grid fault ride-through strategy in which the DC energy dissipation equipment and the DC choppers in wind turbines work together. The wind farm will reduce its DC power output with the coordination of the sending-end converter during the grid fault. The DC energy dissipation equipment is only required to limit the DC voltage increase in the early stage of the grid fault before the output power of the wind farm have been reduced. Therefore

this strategy could greatly reduce the volume of the DC energy dissipation equipment. On this basis

the proposed strategy integrates the energy dissipation resistor of the DC energy dissipation equipment into the receiving-end modular multilevel converter

to further reduce the unloading cost. Finally

a simulation example of the flexible HVDC system with wind farm integration is constructed in the PSCAD/EMTDC simulation software

which verifies the correctness and effectiveness of the proposed fault ride-through method.

关键词

Keywords

references

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