现有的实现新能源发电系统 HVRT 的技术手 段可分为两大类:增加额外辅助装置和改进系统自 身控制。增加的辅助装置又可按照其工作方式分为 主动式和被动式,其中主动式主要包括静止同步补 偿器、动态电压恢复器及超导磁储能器[16,19],这类 装置的特点是通过缓解并网点处电网电压的故障 程度来将发电系统与电网故障“隔离”开来,从而 实现系统的不脱网安全运行;被动式装置主要包括 交流撬棒电阻和直流母线斩波电路[15,20],这类装置 一般在发电系统已感受到电网故障并激起自身电 磁暂态后触发,通过额外的卸荷回路来消耗掉系统 中多余的能量,以实现发电系统的自保。显然,增 加辅助装置的方案会大幅增加系统的成本,且辅助 装置与发电系统之间的协调控制问题也较为复杂。
与此同时,国内外一些学者则着眼于挖掘新能 源发电系统自身在电网电压骤升期间的控制能力。 文献[15,21-24]针对双馈风电机组,对其 HVRT 控 制策略进行了大量研究,所提出的“虚拟阻抗”、 “转子电流滞环”等控制方法可有效改善电网电压 骤升所激发的双馈电机自身的电磁暂态性能。值得 注意的是,较之新能源发电系统发电侧设备(风力发 电机、光伏板等)的控制,作为与电网接口的并网逆变 器(grid-connected inverter,GCI),其控制性能也将 直接影响着整个发电系统能否顺利实现 HVRT。电 网电压的骤升会带来 GCI 控制裕度的下降[15,25-27], 如若失控则会导致能量由电网倒灌进入逆变器进 而引发直流侧过压或过流,这不但会影响到系统发 电侧设备的有效控制,甚至会直接触发保护而脱 网。已有的研究成果[25-30]表明:在电网电压骤升期 间,可通过增加感性无功电流输出或提升直流母线 电压参考值来增加 GCI 的控制裕度。然而,这些研 究着重于验证其所提方法对于确保 GCI 可控的有 效性,缺少对于给定容量限制条件下 GCI 有功、无 功电流控制能力的理论分析。因而,一方面,对于 特定的电网电压骤升情况,直流母线电压参考值是 否有必要提升尚缺乏有效的理论依据;另一方面, 若需要提升直流母线电压参考值以实现 HVRT,如 何合理精确地选择其增量幅值值以避免过高的提升 也有待进一步研究。
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