双馈风力发电机低电压穿越控制策略同步电机与异步电机的区别在此明确仿真为证其效

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，要求机组具备较强的低电压穿越能力。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软件中建立仿真模型，结果表明采用该控制策略能够有效地实现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，为维护电网稳定，通常会采取直接切除风电机组的措施。不过随着DFIG风力发电机组容量在系统中的比例持续增加，当出现大幅度的電網電壓降低时，如果不采取适当措施，将导致严重影响電力系統稳定和网络恢复的问题。这就迫使我们寻找新的解决方案，以应对这种情况。

针对实现低電壓穿越所需控制的目标和规范要求，不同国家学者提出了多种技术方法。目前主要有两种主要策略：一是改进变频器控制方法；二是安装硬件保护设备改变DFIG结构。此两种方法各有优缺点，因此选择使用时需根据具体情况进行综合考虑。在本文中，我们将采用定子磁链定向控制（SFO）策略来处理这种情况。

2 DFIG数学模型

图1展示了双馈感应风力发动机系统结构，如图所示，系统由风轮、变速齿轮箱、双馈式发动机会转子侧接到可调节频率、相位和幅值的双PWM变频器上，以及直流侧与变压器连接至网络并保持直流母线稳定的特性。此外，转子的PWM可以间接调整无功功率，使其具有良好的调节能力。而且，这样的设计也使得它对于网络变化特别敏感，对于大型或突如其来的网络事件反应不足以提供足够支持，因此需要一个更为灵活和高效的解决方案，即利用合适的一些额外的手段来提高这个过程中介入到两个不同类型交流环节之间连续数据传输信号，从而减少因此类事件导致产生过载或者阻塞等问题。

通过分析在任意速旋转d-p坐标下的双馈异步发动机关键参数，可以推导出同步速旋转d-p坐标下达到的最终输出功率及相关参数矢量方程。