基于新型直流风电机组的串联型全直流发电系统设计研究

作     者：王祥君 李战龙 王海云 杨志千 WANG Xiangjun;LI Zhanlong;WANG Haiyun;YANG Zhiqian

作者机构：新疆大学可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830049 北京金风科创风电设备有限公司北京100176 

出 版 物：《电力系统保护与控制》 (Power System Protection and Control)

年 卷 期：2022年第50卷第20期

页      面：178-187页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家重点研发计划项目资助(2021YFB1507005) 新疆维吾尔自治区重点研发计划项目资助(2020B02001)。 

主　　题：直流风电机组 全直流发电系统 串联 稳态运行状态 故障运行状态 故障处理 

摘      要：通过直流风电机组(DC wind turbine, DCWT)建设直流风电场实现风能的直流汇集与直流传输是海上风电系统的主要发展方向之一。为了使DCWT具备高压绝缘隔离、能量双向流动以及直流短路故障自清除能力,提出了一种适用于串联型全直流发电系统的新型DCWT拓扑。该DCWT拓扑采用了H桥结构的DC/DC变换器代替传统的隔离型DC/DC变换器,将DCWT直接串联并加以调制实现低压直流到高压直流的变换。基于PSCAD/EMTDC搭建了基于新型DCWT的串联型全直流发电系统仿真模型。经风电系统的DCWT在输出功率均衡、输出功率不均衡、高压直流母线电压波动等稳态运行工况以及故障DCWT动态切入切出等故障运行工况下的仿真,验证了该DCWT的输出特性、系统的运行特性以及系统对故障DCWT的处理能力,提高了直流风电场的运行可靠性与灵活性,为直流风电场的建设提供了一种切实可行的解决方案。