基于直流电压同步的构网型直驱风电机组暂态控制方法

“双高”电力系统具有弱惯量、低短路比特点，跟网型新能源难以提供有效的暂态支撑，构网型控制成为关键解决方案。构网型变流器虽呈电压源特性，但受限于器件过流能力，故障下暂态电流控制困难。全功率直驱风机可通过直流电压同步实现构网，并辅以电流环抑制故障电流，但故障瞬时仍存在冲击电流，易引发保护动作。本文分析其短路电流机理与功率响应特性，提出改进暂态控制策略：采用电压矢量限幅器实现内电势与电网电压快速匹配，抑制稳态短路电流；引入自适应虚拟电阻抑制暂态电流分量；故障期间闭锁同步与无功环路，维持电压源特性，实现自主功率响应。仿真与实验验证了该方法的有效性与可行性。

"双高"电力系统呈现出弱惯量、低短路比特性,跟网型新能源无法自主提供系统所需的暂态频率和电压支撑,采用构网型控制被视为解决这一问题的关键.构网型变流器体现为电压源特性,然而受限于功率器件的过流能力有限,故障下其暂态电流控制是难题.全功率直驱风电机组可采用直流电压同步实现构网,并附加电流控制环路抑制暂态电流以实现故障穿越.然而,该方法仍存在故障发生和恢复瞬间的冲击电流,容易导致变流器因控制策略保护而失去暂态支撑能力.针对该问题,通过对直流电压同步构网型全功率风电机组在电网故障下的短路电流产生机理及功率响应机制进行分析,提出一种改进暂态控制方法.该方法采用电压矢量限幅器实现内电势与故障电压的快速匹配以限制短路电流的稳态分量,并引入自适应调节虚拟电阻以抑制短路电流的暂态分量.此外,在故障期间闭锁同步环路和无功环路,以维持机组的电压源特性实现自发功率响应.通过仿真和实验验证了所提方法的有效性和可行性.