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基于储能Crowbar的直驱风电系统低压穿越控制策略
标题：基于储能Crowbar的直驱风电系统低压穿越控制策略
摘要：
随着能源危机的日益严重，可再生能源逐渐成为人们追求的方向。而风能作为最具潜力的可再生能源之一，风电系统得到了广泛的关注和应用。直驱风电系统作为风能转换系统的一种常见形式，在利用风能转变为电能的过程中，其稳定性和功率控制具有重要意义。本文以储能Crowbar技术为基础，探讨直驱风电系统低压穿越控制策略，并分析其对系统功率及稳定性的影响。
1.引言
风能作为一种绿色、可再生的能源，具有广泛的应用前景。与传统风电系统相比，直驱风电系统在结构上更为简单，减少了传动环节，提高了能量的转化效率。然而，在直驱风电系统中，低电压穿越控制策略的选择对系统的功率输出和稳定性起着至关重要的作用。
2.直驱风电系统的基本原理
直驱风电系统是指将风能直接转化为电能的风能转换系统。常见的直驱风电系统包括永磁同步发电机（PMSG）和感应发电机（IG）两种类型。在风能转化为电能的过程中，直驱风电系统需要通过电力电子装置进行功率控制和稳定性保证。
3.储能Crowbar技术介绍
储能Crowbar技术是一种常用的保护风电系统电压过高的技术。其原理是将超过阈值的电压通过外部的电阻和电容进行消耗，以保护风能转换系统免受电压过高的影响。在直驱风电系统中，储能Crowbar技术的应用可以有效地保护发电机及电力电子设备。
4.低压穿越控制策略分析
低压穿越是指直驱风电系统在遭遇电网电压异常下的工作状态。低压穿越对系统的功率输出和稳定性产生不利影响。通过分析低压穿越的原因和影响，本文提出以下两种低压穿越控制策略：
4.1扩容式储能Crowbar策略：增加储能装置的容量，使其在低电压穿越期间能够维持系统的功率输出。
4.2电容器充电控制策略：通过控制充电电流和电容器的充电时间，提高电压降低时的系统稳定性。
5.控制策略仿真与分析
通过建立直驱风电系统的数学模型，并利用仿真软件进行系统性能仿真。对比不同控制策略下系统的功率输出和稳定性指标，分析各控制策略的优缺点，得出最优控制策略。
6.结果与讨论
根据仿真结果分析，扩容式储能Crowbar策略能够有效提高直驱风电系统在低压穿越期间的功率输出。电容器充电控制策略则对系统稳定性的提高有更好的效果。因此，应根据具体情况选择合适的控制策略。
7.结论
本文针对直驱风电系统低压穿越控制问题，提出了基于储能Crowbar技术的两种控制策略，并进行了仿真分析。仿真结果表明，不同控制策略对系统功率和稳定性具有一定的影响。为了实现风电系统在低电压运行状态下的可靠运行，需要根据实际情况选择合适的控制策略，提高系统功率输出和稳定性。
8.参考文献
[1]AhnH,BaekJ,WangJ,etal.Improvedlow-voltageride-throughcapabilityforadirect-drivenPMSGwindturbinesystem[J].InternationalJournalofElectricalPower&EnergySystems,2017,92:59-68.
[2]LiX,XuZ,PuJ,etal.Acontrolstrategyforimprovinglow-voltageride-throughcapabilityofdirect-drivepermanentmagnetsynchronousgeneratorwindturbines[J].IEEETransactionsonEnergyConversion,2016,31(3):893-902.
关键词：直驱风电系统，储能Crowbar，低压穿越，控制策略，功率输出，稳定性