计及多级撬棒投切和无功补偿策略的双馈风力发电机故障特性分析

张丕豪; 束洪春; 孙士云; 蒋朝顺; 李博宇; 岩比

doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0015

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计及多级撬棒投切和无功补偿策略的双馈风力发电机故障特性分析

更新时间：2026-07-22

- 计及多级撬棒投切和无功补偿策略的双馈风力发电机故障特性分析
- 计及多级撬棒投切和无功补偿策略的双馈风力发电机故障特性分析
- 太阳能学报 2026年47卷第6期页码：239-251
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金（52037003）;云南省重大专项（202002AF080001）
- DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0015
  中图分类号： TM315
- 网络首发：2026-07-08，
  
  纸质出版：2026
- 稿件说明：
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张丕豪, 束洪春, 孙士云, 等. 计及多级撬棒投切和无功补偿策略的双馈风力发电机故障特性分析[J]. 太阳能学报, 2026,47(6):239-251.

张丕豪, 束洪春, 孙士云, et al. 计及多级撬棒投切和无功补偿策略的双馈风力发电机故障特性分析[J]. 2026, 47(6): 239-251.
张丕豪, 束洪春, 孙士云, 等. 计及多级撬棒投切和无功补偿策略的双馈风力发电机故障特性分析[J]. 太阳能学报, 2026,47(6):239-251. DOI： 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0015.

张丕豪, 束洪春, 孙士云, et al. 计及多级撬棒投切和无功补偿策略的双馈风力发电机故障特性分析[J]. 2026, 47(6): 239-251. DOI： 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0015.

摘要

针对传统撬棒保护在低电压穿越时

难以兼顾对转子电流和直流母线电压的抑制以及吸收无功等问题

提出多级撬棒投切和无功补偿的控制策略

在故障期间通过分级投切撬棒

实时调整撬棒阻值从而达到抑制转子过电流和直流母线过电压的目的

在多级撬棒投入的同时网侧变流器（GSC）采用无功补偿策略

使得风力机可向电网提供一定的无功支撑。在此基础上

分析各级撬棒投入后转子磁链的变化

推导出每级撬棒投入后的定、转子短路电流解析式并整定各级撬棒阻值

然后根据无功补偿策略分析GSC的短路电流

随后进一步分析多级撬棒保护接入和GSC附加无功补偿策略对双馈风力发电机无功特性的影响。最后对所提出控制策略的有效性及理论分析的正确性进行仿真验证。

Abstract

In view of the problems that traditional crowbar protection is difficult to simultaneously suppress rotor current and DC bus voltage as well as absorb reactive power during low-voltage ride-through. This paper proposes a control strategy of multi-stage crowbar switching and reactive power compensation. During the fault period

the crowbar resistance is adjusted in real time by grading the crowbar

so as to achieve the purpose of suppressing the rotor overcurrent and DC bus overvoltage. At the same time as the multi-stage crowbar is put into operation

the GSC adopts the reactive power compensation strategy

so that the fan can provide certain reactive power support to the power grid. On this basis

the change of rotor flux linkage after the crowbars at all levels are put into operation is analyzed

analytical expressions for the stator and rotor short-circuit currents upon the activation of each crowbar stage are derived

and the resistance value for each stage is subsequently set. Then

the short-circuit current of GSC is analyzed according to the reactive power compensation strategy

and then the influence of multi-stage crowbar protection access and GSC additional reactive power compensation strategy on DFIG reactive power characteristics is further analyzed. Finally

the effectiveness of the proposed control strategy and the correctness of the short-circuit current expression are verified by simulation.

关键词

Keywords

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