第14卷第7期2010年7月电机与控制学报ELECTRICMACHINESANDCONTROLVol.14No.7July2010电网对称故障时双馈感应发电机低电压穿越控制蔚兰1,2,陈国呈1,曹大鹏1,吴国祥3(1．上海大学机电工程与自动化学院,上海200072;2．上海工程技术大学电子电气工程学院,上海201620;3．南通大学电子信息学院,江苏南通226007摘要:分析电网对称故障时,双馈感应风力发电机定子磁链变化过程、导致定转子过电流的原因、电网故障发生具体时刻及故障程度对双馈感应发电机定转子的影响,提出一种双馈感应风力发电机转子侧变换器低电压穿越控制策略,改善了双馈感应发电机在电网故障时定、转子过电流的情况,实现了双馈感应发电机在电网对称故障时的低电压穿越。在理论分析基础上,建立双馈感应发电机转子侧变换器低电压穿越控制模型和3kW双馈感应发电机励磁变换器低电压穿越控制实验系统。实验结果表明,所提出的双馈感应发电机低电压穿越控制策略动态响应快、方法行之有效。关键词:双馈感应风力发电机;低电压穿越;电网对称故障;转子侧变换器中图分类号:TM614文献标志码:A文章编号:1007－449X(201007－0001－06Lowvoltageride-throughcontrolofdoublyfedinductiongeneratorduringsymmetricvoltagesagYULan1,2,CHENGuo-cheng1,CAODa-peng1,WUGuo-xiang3(1．SchoolofMechatronicsEngineeringandAutomation,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China;2．CollegeofElectricalandElectronicEngineering,ShanghaiUniversityofEngineeringScience,Shanghai201620,China;3．SchoolofElectronicsandInformation,NantongUniversity,Nantong226007,ChinaAbstract:Basedonanalysisofchangeofthedoublyfedinductiongenerator(DFIGstatorflux,thecauseofovercurrentbothinstatorandrotorandthevoltagesagoccurringtimeandvoltagesagpercenteffectsontheDFIGstatorandrotorduringthesymmetricgridfault,anewDFIGrotorsideconverterlowvoltageridethough(LVRTcontrolmethodtopreventtheDFIGovercurrentisproposedinthepaper．Af-terthetheoreticalanalysis,themodelofLVRTcontrolstrategyisestablished．A3kWDFIGexcitationcontrolexperimentalsystemisestablished．ThetestresultsvalidatetheLVRTcontrolmethodofDFIGwhichhasaquicklydynamicresponseandiseffective．Keywords:doublyfedinductiongenerators;lowvoltageridethrough;symmetricgridfault;rotorsideconverter收稿日期:2009－07－19基金项目:教育部博士点基金(20060280018作者简介:蔚兰(1980—,女,博士研究生,研究方向为电力电子变换及风力发电;陈国呈(1944—,男,博士,教授,博士生导师,研究方向为电力电子变换及新能源的开发利用;曹大鹏(1980—,男,博士研究生,研究方向为电力电子变换及电机控制;吴国祥(1967—,男,博士,副教授,研究方向为电力电子变换及风力发电。1引言双馈感应风力发电机(doublyfedinductiongen-erator,DFIG具有转子励磁变换器容量小(25%30%额定容量、可四象限运行和变速恒频等特点,被广泛使用于大型风电场。但DFIG对电网故障的扰动非常敏感、易出现转子励磁变换器过流,影响DFIG正常运行。传统的转子励磁变换器保护方法是通过Crowbar装置将转子绕组短路,但电网故障时该方法使DFIG作电动机运行,从电网吸收无功功率,不利于电网恢复。为了保证电网稳定,许多国家的风电并网要求中规定电网故障时风力发电机须保持与电网连接,并且向电网输入无功电流,以帮助电网恢复,即要求DFIG具有低电压穿越(lowvolt-ageridethough,LVRT能力[1]。三相对地短路故障是电网故障中最严重的一种,对DFIG转子变换器的影响最为恶劣,电网故障发生时,由于DFIG机端电压瞬降,DFIG会出现定转子过电流、转矩突变等一系列问题。为解决以上问题,各国学者纷纷对电网对称故障时风电系统的低电压穿越技术开展研究[2－8]。文献[3]分析了发电机以同步转速空载运行,电网三相对称短路故障时发电机机端电压跌落到零的特定状态下的定、转子电流及不同转速、输出功率对定、转子过电流的影响;文献[4]分析了机端短路故障发生时发电机定、转子磁链、电流变化情况,并提出采用定子磁链的估算消去直流磁链,从...