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随着并网容量快速增加,风电机组将与传统的同步发电机组(SG)承担相似的有功无功支持能力。而其低电压穿越(LVRT)要求,甚至严于同步发电机组。考虑风电建设进程中,很多风电场中恒速、变速机型或不同类型的变速机型并存。其有功无功运行范围,需要具体量化；无功富余容量较大的变速机组,有可能用于改善恒速机组／无功富余容量较小的变速机组故障穿越能力。本文针对混合风电场的无功范围和低电压穿越问题,具体的研究成果为：(1)提出了混合风电场中直驱永磁同步机组(PMSG)协助感应发电机组(IG)LVRT所需台数的解析算法。根据IG转矩关系,分析不同电压跌落深度对IG暂态稳定的影响,得到临界转差率。将时间项和转差率项分别移动到等式两侧,同时积分,确定电力系统公共耦合点(PCC)的临界电压。结合故障期间PMSG的无功支撑能力和IG吸收的无功,计算将PCC点电压抬高到临界电压所需PMSG台数。(2)针对分布式电源中采用同步发电机的机组,采用串联制动电阻(SBR)的LVRT策略。推导了故障期间和故障后励磁电压的表达式,提出了计及励磁系统动态控制的等面积定则。结合切入功角,采用直接法确定SBR阻值。最后比较了不同系统参数对SBR阻值的影响。(3)提出了在PMSG定子侧SBR和在网侧变流器(VSCg)与电网之间串联补偿电容(SCC)实现对称故障／不对称故障的LVRT问题。对于对称故障,SBR可以减小直流母线电压的波动。对于不对称故障,SBR使总电流不超过其上限,减小输向电网无功功率的波动；而SCC可以抵消VSCg和电网之间变压器电抗上产生的二倍频功率,使直流母线电压和输向电网有功功率更平滑。(4)针对含有PMSG和双馈感应发电机(DFIG)混合风电场的LVRT问题,建立消去磁通微分量的DFIG转子电压和电流方程,分别与定子磁链暂态的控制方程联立并消去转子电压,两侧同时求导得到关于转子电流的二阶微分方程,根据转子电流最大值计算DFIG机端电压阈值。根据并网导则无功电流规定计算DFIG机端临界电压,得到PCC点临界电压、DFIG和PMSG有功和无功出力。针对已知台数DFIG,得到将PCC点电压抬高至临界电压所需PMSG台数。(5)提出了无刷双馈感应发电机(BDFIG)无功范围的解析算法。根据功率绕组(PW)和控制绕组(CW)电流限制、VSCg容量限制确定其运行范围。分别分析在最大功率捕获模式(MPPT)下不同风速、在有功调度模式下不同调度方式对运行范围的影响。最后量化BDFIG有功损耗,分析有功功率损耗对运行范围的影响,进而得到解析算法无功范围误差。