电机技术期刊双馈风力发电机低电压穿越控制策略之仿真与实践犹如两座高楼相对峙分別展现其理想与实际
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条件下进行穿越。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，然后采用定子磁链定向控制（SFO）策略，并通过Matlab/Simulink软件进行了仿真。仿真结果表明，使用该控制策略可以有效地实现DFIG在低电压下的故障穿越。
引言：一般来说，由于DFIG风力发电机组在电网中的比例较小，当发生故障时，通常会采取直接切除的策略以保证电网稳定。但随着DFIG的容量增大，这种做法可能导致对整体系统稳定的影响和恢复难度增加。在此背景下，对于实现低電壓穿越的目标和规范要求，有多种技术方法被提出，如改进变频器控制或加装硬件保护等。然而，这些方法各有优势和局限性，因此需要根据具体情况选择合适的方案。本文中，我们将重点探讨利用SFO策略来提高DFIG在低電壓条件下的性能。
DFIG数学模型
图1展示了一台双馈感应风力发电机系统结构，该系统主要由风轮、变速齿轮箱、双馈式发电机、双PWM变频器以及直流侧及变压器构成。在这个系统中，定子侧通过变压器直接并入到主回路，而转子侧则连接到具有双向可逆特性的双PWM变频器上。这使得我们能够独立地调节转子的频率、相位和幅值，从而对定子侧功率进行精细控制。此外，这样的设计也意味着DFIG对主回路的影响敏感，而且由于其较小的容量，它们对于处理大型故障时所需的大规模能量储存能力有限。
为了克服这些缺点，我们需要引入额外的控制策略，以确保当主回路经历突如其来的跌落时，DFIG仍然能够安全运行。基于此，本文提出了一个基于坐标变化原理推导出的同步速旋转d-p坐标系下的矢量方程集合，用以描述两相任意速旋转下DFIG定、转子之间的交互关系。此外，还包括了用于描述磁链与机械角度之间关系的一系列方程，以及描述励磁过程的一系列方程集。在接下来的小节中，我们将详细介绍如何利用这些数学模型来优化我们的SFO策略，以确保更高效且更加可靠地执行LVRT任务。
