双馈风力发电机低电压穿越控制策略仿真其与步进电机伺服电机区别的巧妙对比
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，要求机组能够具备较强的低电压穿越能力。通过建立双馈异步发电机（DFIG）的数学模型，并引入定子磁链定向控制（SFO）策略，我们在Matlab/Simulink软件中建立了仿真模型。结果表明，采用该控制策略可以有效地实现DFIG的低电压故障穿越。
1 引言
一般来说，由于DFIG风电机组在电网中的占比相对较小，当发生故障时，通常会采取直接切除风电机组的策略，以保证电网稳定。但随着DFIG风力发电机组容量在電網中的比例增大，这种做法可能会导致严重的问题，如電網潮流剧烈波动和大面积停電等问题。这些都严重影响了電力系統的稳定以及電網恢复。
针对实现低電壓穿越所需控制目标和规范要求，各国专家学者提出了各种技术方法。目前主要有两种实现策略：一种是改进变频器控制方法；另一种是加装硬件保护改变拓扑结构。前者适用于小幅度跌落情况，而后者适用于大幅度跌落。这两种方法各有优缺点，因此应根据实际情况合理选择。此文采用的是定子磁链定向控制（SFO）策略，该策略对于小幅度跌落情況特别有效。
2 DFIG数学模型
图1展示了双馈感应风力发电机系统结构。在这个系统中，由于双馈式发动机与变速齿轮箱、转子侧直流侧并联配置，使得转子侧可调节其频率、相位及幅值，从而使得双PWM变频器能进行励磁及转差功率的双向流动。此外，对于网络侧PWM，它保持直流母线电子压稳固；对于转子侧PWM，它间接对定子的有功与无功功率进行调节[4][5]。
然而，这样的结构也意味着当网络出现故障时，如突然降低网络压缩，大型或微型输送设备如轴承、气缸等将不能正常工作，因为它们没有足够的存储空间来吸收突如其来的冲击。因此，在设计这样的设备时需要考虑到这些因素，并确保它们能够在任何情况下都能安全运行，即使是在极端条件下也一样。如果设计不当，将导致整个生产过程受阻甚至停顿，最终影响产品质量和交货时间[6]。
通过上述分析，可以看出为了克服这种局限性，我们需要进一步研究如何提高这类设备对突如其来的负载变化的适应性，以及如何减少因过载造成的事故发生几率。这是一个跨学科领域的问题，它涉及机械工程、材料科学、电子工程等多个方面，同时还需要深入理解人类工作环境下的物理现象和心理特征，以便更好地设计出符合需求且安全可靠的人-设备互动系统[7]。
