双馈风力发电机低电压穿越控制策略三相异步电动机型号及参数大全仿真验证其效能与可靠性

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策略能够有效地提高DFIG的低电压穿越能力。

1 引言

由于DFIG风力发电机组在现代电网中的重要性日益增大，它们在面对突然降低的系统频率或短路保护操作时，需要具备良好的低電壓穿越性能，以避免不必要的停机和维护成本。此外，在国际上，一些国家已经制定了相应的标准和规范，对于DFIG风力发电机组提供了一系列技术要求。为了满足这些需求，本文主要探讨了两种主要的控制策略：一种是改进变频器控制方法；另一种是通过硬件保护来改变拓扑结构。本文将重点介绍第三种策略，即利用定子磁链定向控制（SFO）来提高DFIG的抗干扰能力。

2 DFIG数学模型

图1展示了双馈感应风力发電機系統架構，该系统由風轮、變速齒輪箱、雙馈式發電機、雙PWM變頻器及直流側電容等部分組成。在圖中，由於轉子與網絡之間通過兩個單相晶體管橋接點直接連接，因此當系統出現突發性的負荷增加時，可以快速調整輸出功率以應對這種情況。此外，這種設計也使得風力發電機能夠更好地適應環境條件變化。

3 定子磁链定向控制(SFO)策略

為了解決當系統頻率下降時引起的一系列問題，本文提出了一種新的控制方法，即使用DEFIAG發電機中的同步轉子的磁通方向來調節其工作狀態。在這種情況下，可以通過監控轉子的磁通方向並根據其進行即時調整，以確保風力發電機能夠在任何情況下都能穩定的運行。本文將詳細介紹此方法，並且通過模擬結果證明它具有優秀的抗干擾性能。

4 仿真驗證

為了驗證該新Control Strategy 的效用，本研究團隊使用MATLAB/SIMULINK軟件進行了一系列模擬測試。首先，我們建模一個典型的雙馈異步發動機，並設置一個具有特定參數值的小型導線損耗模型。然後，我們實施一系列不同的測試案例，其中包括正常運行、過載運行以及急劇減少系統頻率的情景。在所有測試案例中，都可以觀察到該Control Strategy 能夠有效地保持風力發動機從正常工作狀態無縫過渡至低功率模式，而不會對其他設備造成傷害或影響到整個供應網絡平衡。