基于Matlab/Simulink永磁直驱风电低电压穿越（LVRT）控制仿真模型

低电压穿越控制是近十年来的研究重点，也是最贴近实际应用场景的，这篇博客先介绍传统的直驱式风电并网的低压穿越，后面博客还会更新光伏低压穿越、双馈低压穿越以及其他算法下的LVRT控制。

随着风力发电规模不断扩大，风电在电网系统中所占份额逐渐增加。当风电并网运行时，会发生很多种并网问题，其中最常见的问题之一就是电压跌落。电压跌落时，风电机组机端电压难以建立，为了确保其安全，传统做法是将其从电网中切除。但当风电在电网中占有份额较多时，此种做法会使电网恢复稳定的时间大大增加，同时，电能质量将受到严重影响。因此，实际运行中对风电机组的并网运行规定了更高的技术要求，低电压穿越（LVRT）是指电网发生故障等问题导致电压跌落时，风电场能够不切除机组、保持持续挂网运行的能力。
低压穿越实现的方式有很多种，有从控制方面入手的，有硬件拓扑结构方向来实现的，也有一些是利用一些补偿装置来维持暂态过程中系统的稳定。这次分享的内容是最常见也是应用相对广泛的方式。
通过在直驱式风力发电系统双PWM拓扑的母线电容上并联Crowbar电路；实现在暂态过程中通过泄能电阻，来消耗一部分过剩能量，抑制直流母线电压过高，以及解决电流过大问题，提高LVRT能力。这种方法可以实现功率平滑输出，且抑制母线电容电压超调。

在介绍虚拟同步机低电压穿越的控制博文中，我以德国E.on的低压穿越标准进行分析，对于风电和光伏，我还是以我们国家的低穿要求进行分析。《风电场接入电力系统技术规定》中对于我国的低电压穿越状态有着明 确的各种规定：

（1）当发生严重故障，电网电压跌落至额定值的 20%时，风电 机组维持不脱网状态的时间为 0.625 秒。

（2）当跌落值超过额定值的 80%时， 才允许风电机组进行短时脱网。

（3）电压跌落在允许范围内时，机组需要正常 运行；若跌落较大发生脱网，必须在故障发生的 2 秒内输出无功使得电网恢复到稳定状态。

由上图可以看出，不加入低压控制时，由于网侧电压降低，若风力系统仍然向网侧输入相同的功率，相比较暂降之前，网侧输出电流会骤升，导致闭环控制不稳定，系统容易出现超调工况。加入LVRT控制后，系统输出电流得到很好抑制，由于crowbar电路的存在，使得输入到网侧的功率下降，电流不会出现骤升情况。且直流母线电容电压仍可以得到稳定控制。
有需要仿真模型、文献资料和课题指导的的，欢迎联系，本人985博士毕业，有多年本硕课题指导经验，主页内还有相关风光储联合微电网系统、微电网变换器控制、电能质量治理、风电、光伏、储能并网相关博客，谢谢点赞关注！