双馈风力发电机低电压穿越控制策略仿真其直流电机原理图之精妙而对于低电压穿越的应对则需运用巧思构建一道
导语：随着风力发电机组在电网中的比例不断增长，当发生短路故障时，要求机组能够在低电压状态下进行稳定的运行。为了实现这一目标，本文首先建立了双馈异步发电机（DFIG）的数学模型，并引入了定子磁链定向控制（SFO）策略。通过在Matlab/Simulink软件中模拟这个控制策略的效果，我们发现它能够有效地帮助DFIG在遇到低电压故障时进行穿越。
1 引言
一般来说，由于DFIG风力发电机组在电网中的规模相对较小，当发生故障时，通常会采取直接切除其输出功率的措施，以保证电网的稳定性。但随着DFIG的安装容量增加，这种做法可能导致严重的问题，如大面积停电等问题。这是因为当系统中多个这样的设备同时被切除后，可能会造成潮流波动和其他问题。
针对这些挑战，研究人员提出了多种技术方案来实现DFIG在低電壓狀態下的運行能力，其中两种主要方法是变频器控制优化和硬件保护装置的使用。然而，每种方法都有其适用范围和局限性，因此需要根据具体情况选择合适的手段。在本文中，我们将探讨一种名为定子磁链定向控制（SFO）的策略，该策略适用于小幅度跌落的情况。
2 DFIG 数学模型
图 1 展示了一台典型的双馈感应风力发电机系统结构图，其中包括风轮、变速齿轮箱、双馈式发電機、雙PWM變頻器、直流侧電容及變壓器等关键部件。这种设计使得DFIG具有高效能转换以及灵活可控，但也带来了对网络环境变化更敏感的一面。当网络出现断线或过载时，其表现出来的脆弱性就显而易见。此外，由于变频器容量有限，它们对于网络故障响应能力也有所限制。
为了克服这些不足，本文采用了基于DQ坐标系下的数学建模，并推导出同步旋转坐标系下的DQ轴上的电子元件方程式。这包括了单相与三相交流信号之间关系，以及它们如何影响至最终产生功率输出。通过此类分析，可以精确预测并调整系统行为以最大程度上减少对外界干扰因素影响，从而提升整个体系性能并提高安全性。此外，还可以利用这些数据来确定最佳操作点，从而进一步降低风险并确保系统稳健运行。
