应对DFIG风电机组低电压穿越挑战的策略分析

1 引言

　　在电力系统中，DFIG风电机组占比虽低，但电网故障时为维持电压稳定，往往直接切断风电机组。皖南电机随着其在电力系统装机容量中的比重上升，电网电压骤降时，若立即从电网解列，将引发电网潮流剧烈波动，甚至导致大规模停电，严重影响电力系统的稳定性和电网恢复能力。皖南电机价格表为应对DFIG低电压穿越的挑战，各国专家在文献中提出了多种技术路径。目前，主要有两种策略：一是优化变频器控制技术[2]；二是通过添加硬件保护电路，改变DFIG的拓扑结构[3]。前者适用于电压波动不大的情况，后者适用于大范围电压波动，各有适用范围和利弊，故应用时应根据实际情况合理选择。针对轻微电压跌落，本文采用定子磁链定向控制（SFO）策略。

　　2 DFIG数学模型

　　图1 双馈感应风力发电机系统结构

　　如上图1所示，DFIG系统由风轮、变速齿轮箱、双馈式发电机、双PWM变频器、直流侧电容和变压器等组成。安徽皖南电机DFIG定子侧通过变压器直接接入电网，转子侧连接到能调节电流频率、相位和幅值的双PWM变频器。双向可逆变频器实现励磁和转差功率的双向流动。皖南电机此外，网侧PWM有助于维持直流母线电压稳定，转子侧PWM可间接控制定子侧的有功和无功功率[4][5]。然而，这种结构也使得DFIG对电网电压波动较为敏感，变频器容量较小也削弱了其应对电网故障的能力。安徽皖南电机因此，在电压波动较小时，需采取相应的控制策略来克服DFIG的不足。皖南电机价格表

　　根据DFIG在两相任意速旋转d-p坐标下的电压和磁链方程，以定子坐标轴为参考，依据坐标变换原理，可推导出同步速旋转d-p坐标下DFIG定、转子电压及磁链的矢量方程（遵循电动机惯例）：