小型电机双馈风力发电机低电压穿越控制策略仿真展示其精准与稳健
导语：随着风力发电机组在电网中的比例不断增长，低电压穿越（LVRT）能力成为保障电网稳定运行的关键。为了实现双馈异步发电机（DFIG）的高效低压故障穿越，本文首先建立了DFIG的数学模型，并采用了定子磁链定向控制（SFO）策略。在Matlab/Simulink环境中进行仿真验证，结果表明该控制策略能够有效地提升DFIG在低电压故障下的性能。
1 引言
一般而言，当风力发电机组占比较小时，其对电网的影响相对有限。但随着容量增大，这种影响也逐渐显现。特别是在短路故障发生时，如果不采取适当措施，将可能引起严重后果，如频繁停電和经济损失等。这就要求风力发电机组具备一定的低压穿越能力，以便在短期内承受一下降的网络条件，而不会导致过大的潮流波动或系统振荡。
针对这一挑战，研究者们提出了多种解决方案。其中一种是通过改进变频器控制逻辑来提高其抗扰性；另一种是通过硬件保护装置改变DFIG的拓扑结构以增强其抗干扰能力。此外，还有一些专家提出利用智能控制技术，如神经网络、自适应控制等来优化其性能。不过，这些方法各有千秋，不同情况下选择哪种方法需要综合考虑实际应用场景。
2 DFIG数学模型
图1展示了双馈感应风力发電機系統結構，其中包括風轮、變速齒輪箱、雙馈式發電機、雙PWM變頻器以及直流側和網絡側之間的直流母線。此外，這種系統還配備了一個轉子端輸出的同步擺動轉子的可控磁場，使得它能夠實現對轉子端輸出功率的一般調整，並且能夠將從網絡吸收或提供無功功率到直流母線上進行調整。
然而，由於這種設計使得風力發電機對於網絡中的問題非常敏感，因此當遇到較為嚴重的情況時，比如短路故障導致的大幅度電壓跌落時，就需要特別設計來應對這種情況。在本文中，我們將採用定子磁链方向控制(SFO)策略來解決這一問題。
