双馈风力发电机与伺服电机普通电机区别之低电压穿越控制策略并进行排比式仿真研究

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环境中稳定运行。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，然后采用定子磁链定向控制（SFO）策略，并通过Matlab/Simulink软件进行了仿真验证。结果表明，SFO策略有助于DFIG在低电压条件下有效地穿越故障。

引言：一般来说，由于DFIG风力发电机组在早期阶段其容量较小，因此当发生故障时通常采取直接切除的策略以保证电网稳定。但随着DFIG的规模扩大，其对电网的影响也日益显著。当出现大幅度降低的网络功率和潮流波动时，如果不采取适当措施，将会导致广泛停電现象，这严重影响到整个系统的稳定性和恢复速度。

针对此类问题，学者们提出了多种技术方案，其中两种主要方法包括变频器控制改进和硬件保护装置安装。前者适用于轻微跌落的情况，而后者则更适合于大幅度跌落情况。这两种方法各有优缺点，因此需要根据具体情况选择合适的手段。本文将重点探讨如何利用SFO策略来提高DFIG在低压环境下的性能。

2 DFIG数学模型

图1展示了双馈感应风力发能机系统结构，该系统由风轮、变速齿轮箱、双馈式发动机、双PWM变频器、直流侧并联型等部分构成。在这个系统中，通过变压器连接到主网络，而转子侧则接入具有调节转子频率、相位及幅值能力的双PWM逆变器。此外，网络侧与直流母线之间还存在一个可调节 PWM，以保持直流母线上的输出稳定，同时允许转子侧 PWM 对无功功率进行间接控制。