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风电变流技术 ★ 5.0

新能源发电基地经二极管整流送出系统的受端换流站控制策略

Control Strategy of Receiving-End Converter Station for Renewable Energy Power Generation Base via Diode Rectifier Transmission System

作者 雷家兴周浩然冯双盛莉媛陈武赵剑锋
期刊 中国电机工程学报
出版日期 2025年16月
卷/期 第 45 卷 第 16 期
技术分类 风电变流技术
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 新能源集群 二极管整流送出系统 定直流母线电压控制策略 可变等效电阻控制策略 故障穿越能力
版本:
大规模新能源经二极管整流送出系统具有建设维护成本低的优势,适用于“沙戈荒”及远海风电开发。现有受端换流站多采用定直流电压控制,暂态过程中易因电压失衡导致功率阻断,故障穿越能力弱。本文分析该控制下系统功率传输的暂态特性,揭示二极管整流站功率阻断机理,提出基于可变等效电阻的受端控制策略,使功率与直流电压呈平方关系。送端电压跌落时,受端电压自适应调节,维持功率传输;故障恢复阶段采用变系数控制加速系统恢复,兼顾暂态可靠性与稳态效率。仿真验证了方法的有效性与可行性。
大规模新能源集群经二极管整流送出系统的建设和维护成本低,是"沙戈荒"新能源和远海风电开发的优势方案.然而,现有研究中受端换流站一般沿用柔性直流送出系统的定直流母线电压控制策略,在送端电网电压幅值跌落、短路故障等暂态过程中容易因电压不平衡导致功率无法外送,系统故障穿越能力弱.因此,该文深入分析定直流母线电压控制策略作用下系统功率传输的暂态特性,揭示暂态过程中二极管整流站功率送出被阻断的原理.在此基础上提出一种基于可变等效电阻的受端换流站控制策略,在短时间尺度内使得受端换流站的功率和直流母线电压保持平方比例关系.当送端交流系统发生电压跌落时,受端换流站直流母线电压可及时响应变化,二极管整流站始终保持功率传输状态.故障恢复时采用变系数控制使系统迅速恢复稳定状态,进而在提高系统故障穿越能力的同时保障较高的稳态传输效率.仿真结果验证所提方法的有效性和可行性.
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SunView 深度解读

该研究对阳光电源的大型储能和海上风电产品线具有重要参考价值。基于可变等效电阻的控制策略可优化ST系列储能变流器和PowerTitan系统的故障穿越能力,提升系统可靠性。其自适应电压调节机制可应用于阳光海上风电变流器的低电压穿越(LVRT)控制,增强远海风电场的并网稳定性。该方案通过变系数控制实现快速恢复,这一思路可用于优化储能变流器的黑启动和电网重构功能。建议在新一代海上风电和大型储能产品中采用类似的自适应控制策略,提升产品在极端工况下的适应能力。