考虑有功无功协调恢复的风电场高电压穿越策略

莫基晟; 尹纯亚; 黄新民; 韩璐; 刘江山

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.24216

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考虑有功无功协调恢复的风电场高电压穿越策略

大规模新能源并网运行调控关键技术 | 更新时间：2026-06-29

- 考虑有功无功协调恢复的风电场高电压穿越策略
- High Voltage Crossing Strategy of Wind Farm Considering Active and Reactive Coordinated Recovery
- 发电技术 2025年46卷第4期页码：737-747
- 作者机构：
  
  1.新疆大学电气工程学院，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830017
  2.国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830017
- 作者简介：
  
  莫基晟(1998)，硕士研究生，研究方向为新能源并网稳定性分析与控制技术，1171035908@qq.com；
  尹纯亚(1994)，男，博士，副教授，研究方向为交直流系统稳定性分析与控制技术，本文通信作者，1399132297@qq.com。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(52367013);新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2022D01C363)
- DOI：10.12096/j.2096-4528.pgt.24216
  中图分类号： TK 712;TM 614
- 收稿：2024-10-12，
  
  修回：2025-02-05，
  
  纸质出版：2025-08-31
- 稿件说明：
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莫基晟,尹纯亚,黄新民等.考虑有功无功协调恢复的风电场高电压穿越策略[J].发电技术,2025,46(04):737-747.

MO Jisheng,YIN Chunya,HUANG Xinmin,et al.High Voltage Crossing Strategy of Wind Farm Considering Active and Reactive Coordinated Recovery[J].Power Generation Technology,2025,46(04):737-747.
莫基晟,尹纯亚,黄新民等.考虑有功无功协调恢复的风电场高电压穿越策略[J].发电技术,2025,46(04):737-747. DOI： 10.12096/j.2096-4528.pgt.24216.

MO Jisheng,YIN Chunya,HUANG Xinmin,et al.High Voltage Crossing Strategy of Wind Farm Considering Active and Reactive Coordinated Recovery[J].Power Generation Technology,2025,46(04):737-747. DOI： 10.12096/j.2096-4528.pgt.24216.

摘要

目的

针对直流故障后并网点电压大幅度骤升致使风电场面临严重的高电压穿越(high voltage ride-through，HVRT)问题，提出计及保护动作时间协调配合的“有功优先平衡-无功动态补偿”恢复机制。

方法

基于双馈风机的双闭环控制函数，揭示了转子侧变流器无功响应速度优于网侧变流器的动态特性，在减载模式下，提出考虑有功无功协调恢复的风电场HVRT策略。

结果

通过平衡有功功率与无功功率动态补偿，实现了故障期间电压稳定与能量平衡的双重目标。仿真结果表明，该策略可有效抑制暂态过电压风险，提升风电场HVRT能力。

结论

所提策略通过有功-无功协同调控机制，有效破解了高电压穿越过程中系统功率失衡与设备安全运行的矛盾，为含大规模风电的电力系统暂态电压稳定控制提供了新思路。

Abstract

Objectives

To address the serious high voltage ride-through (HVRT) problem faced by wind farms as a result of the large voltage surge at the grid-connected point after a DC fault

a recovery mechanism of “active priority balancing - reactive power dynamic compensation” considering the coordination of protection action time is proposed.

Methods

Based on the double closed-loop control function of doubly-fed wind turbine

the dynamic characteristics of the reactive power response speed of the rotor side converter is better than that of the grid side converter are revealed. Under the load shedding mode

a HVRT strategy of wind farm considering coordinated recovery of active and reactive power is proposed.

Results

By balancing active power and reactive power dynamic compensation

the dual objectives of voltage stabilization and energy balance during faults are achieved. Simulation results show that this strategy can effectively suppress the risk of transient overvoltage and improve the HVRT capability of wind farms.

Conclusions

The proposed strategy effectively solves the contradiction between system power imbalance and safe operation of equipment during HVRT through the active-reactive synergistic regulation mechanism

which provides a new idea for transient voltage stabilization control of power systems containing large-scale wind power.

关键词

Keywords

references

陶思钰，江福庆．集群化发展模式下风电场预测、规划及控制关键技术综述 [J ] ．电力工程技术， 2024 ， 43 ( 1 )： 86 - 99 ．

TAO S Y ， JIANG F Q ． Review of the key technologies of wind farm cluster prediction，planning and control [J ] ． Electric Power Engineering Technology ， 2024 ， 43 ( 1 )： 86 - 99 ．

黄文琦，方必武，戴珍，等．基于多源数据图表示学习的风电出力预测方法 [J ] ．电力建设， 2023 ， 44 ( 11 )： 43 - 53 ．

HUANG W Q ， FANG B W ， DAI Z ， et al ． Wind power output forecasting based on multi-source data graph representation learning [J ] ． Electric Power Construction ， 2023 ， 44 ( 11 )： 43 - 53 ．

严新荣，张宁宁，马奎超，等．我国海上风电发展现状与趋势综述 [J ] ．发电技术， 2024 ， 45 ( 1 )： 1 - 12 ． doi: 10.12096/j.2096-4528.pgt.23093 http://dx.doi.org/10.12096/j.2096-4528.pgt.23093

YAN X R ， ZHANG N N ， MA K C ， et al ． Overview of current situation and trend of offshore wind power development in China [J ] ． Power Generation Technology ， 2024 ， 45 ( 1 )： 1 - 12 ． doi: 10.12096/j.2096-4528.pgt.23093 http://dx.doi.org/10.12096/j.2096-4528.pgt.23093

郭峰，王悦，陆鑫，等．含高比例风电的新型电力系统的经济运行及储能配置 [J ] ．智慧电力， 2023 ， 51 ( 11 )： 76 - 82 ．

GUO F ， WANG Y ， LU X ， et al ． Economic operation and energy storage configuration of new power system with high penetration of wind power [J ] ． Smart Power ， 2023 ， 51 ( 11 )： 76 - 82 ．

邵文才，延星，李鹏，等．考虑风力发电的煤电厂低碳经济优化调度 [J ] ．全球能源互联网， 2023 ， 6 ( 4 )： 428 - 436 ．

SHAO W C ， YAN X ， LI P ， et al ． Low carbon economy optimal scheduling of coal power plant considering wind power generation [J ] ． Journal of Global Energy Interconnection ， 2023 ， 6 ( 4 )： 428 - 436 ．

韩璐，尹纯亚，戴晨，等．高比例新能源送端系统暂态电压运行风险分析 [J ] ．电力系统保护与控制， 2024 ， 52 ( 1 )： 23 - 34 ．

HAN L ， YIN C Y ， DAI C ， et al ． Transient voltage operational risk of a high-proportion new energy sending system [J ] ． Power System Protection and Control ， 2024 ， 52 ( 1 )： 23 - 34 ．

王艺霏，脱长军，赵世昌，等．考虑全磁链补偿的DFIG高电压穿越控制策略 [J ] ．电网与清洁能源， 2024 ， 40 ( 12 )： 84 - 92 ．

WANG Y F ， TUO C J ， ZHAO S C ， et al ． High voltage ride-through control strategy for DFIG considering full magnetic flux linkage compensation [J ] ． Power System and Clean Energy ， 2024 ， 40 ( 12 )： 84 - 92 ．

张锋，陈武晖，康佳乐，等．双馈风电场故障穿越控制策略对风火打捆系统暂态稳定性影响及提升控制策略 [J ] ．电工技术学报， 2025 ， 40 ( 3 )： 717 - 729 ．

ZHANG F ， CHEN W H ， KANG J L ， et al ． Research on the effect of fault ride-through control strategy of doubly-fed wind farms on transient stability of wind-fire bundling system and enhancement control strategy [J ] ． Transactions of China Electrotechnical Society ， 2025 ， 40 ( 3 )： 717 - 729 ．

刘江山，李凤婷，尹纯亚，等．换相失败引发送端混合级联直流系统换流母线暂态电压波动机理及抑制策略 [J ] ．电力系统保护与控制， 2023 ， 51 ( 20 )： 36 - 46 ．

LIU J S ， LI F T ， YIN C Y ， et al ． Mechanism of and suppression strategy for transient voltage fluctuation in the commutator bus of a hybrid cascaded DC system caused by commutation failure [J ] ． Power System Protection and Control ， 2023 ， 51 ( 20 )： 36 - 46 ．

王腾，张新燕，何星柱，等．风储系统风电功率平抑与故障穿越的新型复合功率控制策略 [J ] ．现代电力， 2023 ， 40 ( 6 )： 863 - 871 ．

WANG T ， ZHANG X Y ， HE X Z ， et al ． A new composite power control strategy for wind power stabilization and fault ride-through of wind storage system [J ] ． Modern Electric Power ， 2023 ， 40 ( 6 )： 863 - 871 ．

陈康，王泽，郭永吉．基于grcForest模型的风电并网系统暂态电压稳定评估 [J ] ．智慧电力， 2023 ， 51 ( 1 )： 31 - 37 ．

CHEN K ， WANG Z ， GUO Y J ． Transient voltage stability assessment of wind power grid-connected system based on grcForest model [J ] ． Smart Power ， 2023 ， 51 ( 1 )： 31 - 37 ．

栗然，唐凡，刘英培，等．双馈风电场新型无功补偿与电压控制方案 [J ] ．中国电机工程学报， 2012 ， 32 ( 19 )： 16 - 23 ．

LI R ， TANG F ， LIU Y P ， et al ． A new scheme of reactive power compensation and voltage control for DFIG based wind farm [J ] ． Proceedings of the CSEE ， 2012 ， 32 ( 19 )： 16 - 23 ．

刘其辉，毛未，高瑜．提升无功调节能力的双馈式风力发电机转速变模式控制策略 [J ] ．电力自动化设备， 2018 ， 38 ( 9 )： 85 - 92 ．

LIU Q H ， MAO W ， GAO Y ． Variant mode control strategy of rotor speed for DFIG in promoting reactive power adjustment ability [J ] ． Electric Power Automation Equipment ， 2018 ， 38 ( 9 )： 85 - 92 ．

GUCHHAIT P K ， BANERJEE A ． Stability enhancement of wind energy integrated hybrid system with the help of static synchronous compensator and symbiosis organisms search algorithm [J ] ． Protection and Control of Modern Power Systems ， 2020 ， 5 ： 11 ． doi: 10.1186/s41601-020-00158-8 http://dx.doi.org/10.1186/s41601-020-00158-8

杨蕾，周宗仁，郭成，等． SVG协同风电场的电网电压稳定控制策略研究 [J ] ．电工电能新技术， 2020 ， 39 ( 10 )： 55 - 64 ．

YANG L ， ZHOU Z R ， GUO C ， et al ． Study on voltage stability control strategy of power grid with SVG coordinated wind farm [J ] ． Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy ， 2020 ， 39 ( 10 )： 55 - 64 ．

杨硕，王伟胜，刘纯，等．双馈风电场无功电压协调控制策略 [J ] ．电力系统自动化， 2013 ， 37 ( 12 )： 1 - 6 ．

YANG S ， WANG W S ， LIU C ， et al ． Coordinative control strategy for reactive power and voltage of wind farms with doubly-fed induction generators [J ] ． Automation of Electric Power Systems ， 2013 ， 37 ( 12 )： 1 - 6 ．

边晓燕，田春笋，符杨．提升直驱型永磁风电机组故障穿越能力的改进控制策略研究 [J ] ．电力系统保护与控制， 2016 ， 44 ( 9 )： 69 - 74 ．

BIAN X Y ， TIAN C S ， FU Y ． A coordinated control strategy for fault ride-though capacity of direct-drive permanent magnet wind power generating units [J ] ． Power System Protection and Control ， 2016 ， 44 ( 9 )： 69 - 74 ．

谢震，张兴，杨淑英，等．基于虚拟阻抗的双馈风力发电机高电压穿越控制策略 [J ] ．中国电机工程学报， 2012 ， 32 ( 27 )： 16 - 23 ．

XIE Z ， ZHANG X ， YANG S Y ， et al ． High voltage ride-through control strategy of doubly fed induction wind generators based on virtual impedance [J ] ． Proceedings of the CSEE ， 2012 ， 32 ( 27 )： 16 - 23 ．

谢震，张兴，宋海华，等．电网电压骤升故障下双馈风力发电机变阻尼控制策略 [J ] ．电力系统自动化， 2012 ， 36 ( 3 )： 39 - 46 ．

XIE Z ， ZHANG X ， SONG H H ， et al ． Variable damping based control strategy of doubly fed induction generator based wind turbines under grid voltage swell [J ] ． Automation of Electric Power Systems ， 2012 ， 36 ( 3 )： 39 - 46 ．

黄弘扬，王波，黄晓明，等．基于双馈风电机组的分布式动态无功支撑系统 [J ] ．电力系统保护与控制， 2016 ， 44 ( 24 )： 140 - 147 ．

HUANG H Y ， WANG B ， HUANG X M ， et al ． Distributed dynamic reactive power support system based on doubly-fed wind turbine [J ] ． Power System Protection and Control ， 2016 ， 44 ( 24 )： 140 - 147 ．

XU D G ， LI R ， LIU Y C ， et al ． Reactive power analysis and control of doubly fed induction generator wind farm [C ] // 2009 13th European Conference on Power Electronics and Applications ． Barcelona，Spain ： IEEE ， 2009 ： 1 - 10 ．

崔森，颜湘武，李锐博．提高双馈风电机组动态无功协调控制能力的实验研究 [J ] ．电力系统保护与控制， 2022 ， 50 ( 8 )： 117 - 129 ．

CUI S ， YAN X W ， LI R B ． Experimental research on improving the dynamic reactive power coordinated control capability of doubly-fed induction wind turbine [J ] ． Power System Protection and Control ， 2022 ， 50 ( 8 )： 117 - 129 ．

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