九开关UPQC提升构网型风电机组电能质量

杭雨祺; 任永峰; 徐峰; 武楠; 崔巍; 赵帅

doi:doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0843

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九开关UPQC提升构网型风电机组电能质量

更新时间：2025-10-22

- 九开关UPQC提升构网型风电机组电能质量
- 暂无标题
- 太阳能学报 2025年46卷第9期页码：122-132
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金（52367022）;内蒙古自治区重点研发和成果转化项目（2023YFHH0077;2023YFHH0097）;中国华能集团有限公司科技项目（HNKJ20-HXX）
- DOI：doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0843
  中图分类号： TM713
- 网络出版：2025-10-14，
  
  纸质出版：2025
- 稿件说明：
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杭雨祺, 任永峰, 徐峰, 等. 九开关UPQC提升构网型风电机组电能质量[J]. 太阳能学报, 2025,46(9):122-132.
杭雨祺, 任永峰, 徐峰, 等. 九开关UPQC提升构网型风电机组电能质量[J]. 太阳能学报, 2025,46(9):122-132. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-0843.

DOI：

摘要

构网型风电机组在弱电网中具有良好的性能表现

可为电网提供频率、电压支撑

但高比例电力电子设备接入会导致电网谐波污染

新能源机群故障穿越失败也会对电网产生暂态冲击

恶化电能质量。针对上述问题

该文采用基于九开关变换器的统一电能质量调节器实现谐波治理和源网故障隔离

大大降低变流器电流越限风险。为对多台风电机组并联产生的环流进行抑制

并提升构网型风电机组故障穿越期间主动支撑强度

对虚拟同步机功率耦合机理及暂态功角稳定性展开分析

基于无功环附加电压补偿和自适应有功控制改进传统策略。Simulink多工况仿真结果表明

所提拓扑结构及控制策略具有较优动态性能

达到预期控制效果。

Abstract

Grid-forming wind turbine generator exhibits excellent performance in weak grids

providing frequency and voltage support to the grid. However

the integration of a high proportion of power electronic devices may lead to grid harmonic pollution

while failures of renewable energy clusters to ride through

faults can cause transient impacts on the grid

worsening power quality. To address these issues

this paper proposes the utilization of a Unified Power Quality Conditioner （UPQC） based on nine-switch converter to achieve harmonic mitigation and source-grid fault isolation

significantly reducing the risk of converter current exceeding limits. To suppress circulating currents generated by parallel operation of multiple turbines and enhance active support during grid-forming wind turbine cluster fault ride-through

the mechanism of virtual synchronous machine power coupling and transient power angle stability are analyzed. Traditional strategies are improved based on reactive power loop supplementary voltage compensation and adaptive active power control. Simulink simulation results under various operating conditions demonstrate that the proposed topology and control strategies exhibit superior dynamic performance

achieving the desired control effects.

关键词

Keywords

references

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