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风电变流技术 构网型GFM 弱电网并网 多物理场耦合 ★ 5.0

不平衡弱电网下构网型双馈风电机组转子侧变流器优化策略

Optimal Control Strategy for Rotor-side Converter of Grid-forming DFIG Wind Turbines under Unbalanced Weak Grid Conditions

作者 徐上 · 谢震 · 杨曙昕 · 李梦杰 · 杨淑英 · 张兴
期刊 电力系统自动化
出版日期 2025年1月
卷/期 第 49 卷 第 7 期
技术分类 风电变流技术
技术标签 构网型GFM 弱电网并网 多物理场耦合
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 弱电网 双馈风电机组 不平衡电网 构网型控制 负序控制 状态空间建模 徐上 谢震 杨曙昕 李梦杰 杨淑英 张兴 电力系统自动化 Automation of Electric Power Systems
版本:
在不平衡弱电网条件下,双馈风电机组存在正负序耦合通路,机网交互增强,导致系统稳定性恶化。本文建立了构网型双馈风电机组的小信号状态空间模型,分析了正负序转子电流控制的稳定性和不平衡度影响。提出基于自适应虚拟阻抗的优化控制策略,实现对不平衡定子电压与电流的协同补偿。理论分析与硬件在环实验结果表明,该策略显著提升了机组在不平衡弱电网下的运行稳定性。
双馈风电机组在不平衡电网下运行时,系统存在正、负序通路,而随着电网强度减弱,机网耦合加剧,不平衡定子电压的扰动将影响系统正常运行.为研究弱电网下双馈风电机组不平衡运行以及稳定机理,首先,构建了构网型双馈风电机组小信号状态空间模型,基于系统模型对正、负序转子电流控制进行稳定性及不平衡度分析.然后,提出基于自适应虚拟阻抗的优化控制策略,以实现弱电网下对不平衡定子电压、电流的协同补偿,并通过理论分析证明了所提策略有效提高了不平衡弱电网下双馈风电机组的稳定性.最后,通过硬件在环实验平台验证了所提优化策略的有效性.
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SunView 深度解读

该研究的构网型控制策略对阳光电源的储能变流器和大功率风光储系统具有重要参考价值。自适应虚拟阻抗控制方法可优化ST系列储能变流器在弱电网下的并网性能,提升PowerTitan储能系统的电网支撑能力。研究中的正负序解耦控制思路可应用于SG系列逆变器的不平衡电网适应性改进。该技术与阳光电源现有的GFM控制和VSG技术形成互补,有助于提升产品在弱电网、孤岛等极端工况下的稳定运行能力。建议在新一代ST储能变流器和高功率密度光伏逆变器中进行相关技术验证。