DFIG定子故障下小干扰稳定性模型与关键参数分析

在现代能源转型中，风能作为一种清洁、可再生的能源，因其巨大的发展潜力和环保优势而备受瞩目。双馈风力发电机组（DFIG）作为风力发电的关键技术，其稳定性对于电网的整体运行至关重要。本文主要关注的是DFIG在遇到定子绕组匝间短路（SWITSC）这一常见故障后的稳定性问题。 SWITSC故障是指定子绕组内部相邻导线之间的短路，这可能导致严重的电流冲击和电压降低，从而威胁到整个风力发电系统的安全运行。针对这一故障，研究者们建立了一个详细的DFIG小干扰稳定性分析模型，该模型考虑了故障条件下感应电机的复杂特性。模型的构建基于Lyapunov稳定性理论，这是一种常用的非线性系统稳定性分析工具，通过分析系统的特征值来评估其稳定性。 特征值分析是研究的核心部分，通过对DFIG在正常运行和故障状态下的特征值进行比较，揭示了SWITSC故障对系统稳定性的影响。主导特征值的变化轨迹提供了直观的稳定性变化趋势，这对于理解和预测系统的动态行为至关重要。此外，文中还着重探讨了对系统稳定性影响较大的关键控制参数，这些参数的调整可以在一定程度上改善DFIG在故障状态下的稳定性。 仿真结果表明，尽管DFIG发生SWITSC故障后确实会面临稳定性下降的问题，但在合适的风速和控制参数设置下，它仍有可能维持稳定的运行。这说明了通过优化控制系统，即使在故障情况下，DFIG也具有一定的自我恢复和稳定能力。 然而，当前关于DFIG稳定性研究的焦点大多集中在正常运行状态下的电网侧问题，对故障情况的关注相对较少。随着DFIG在实际运行中故障发生的可能性增加，深入研究故障下的稳定性问题显得尤为重要。本文的研究结果对于提升DFIG的故障适应性和可靠性，保障风电系统的安全运行具有重要意义。 本文通过构建SWITSC故障下的DFIG稳定性模型，为我们理解故障条件下风力发电系统的动态行为提供了新的视角，也为实际工程中的故障诊断和处理策略提供了理论支持。未来的研究可以进一步探索更有效的故障预警和自愈机制，以提高整个风电系统的可靠性和稳定性。