双馈感应发电机低电压穿越控制策略提升电网故障适应性

本文档深入探讨了电网对称故障情况下双馈感应发电机的特性及其低电压穿越控制策略。在电力系统中，双馈感应发电机因其高效和灵活性被广泛应用于风力发电。当电网发生对称故障，如三相短路或电压跌落，通常会导致发电机定子和转子磁链的不稳定，进而引发过电流问题。这种故障不仅影响发电效率，还可能损坏设备。 作者首先分析了电网对称故障时双馈感应发电机内部的工作原理，特别是定子磁链的变化过程。他们揭示了故障如何影响发电机的电磁参数，如电感和电阻，以及这些变化如何转化为定子和转子绕组的过电压和过电流。同时，他们着重讨论了电网故障发生的瞬间特征，包括故障类型、频率和持续时间，这些都会对发电机的保护和控制策略产生显著影响。 针对这些问题，文中提出了一个创新的双馈感应发电机转子侧变换器低电压穿越控制策略。这个策略旨在通过实时监测和调整转子侧的电气参数，使发电机能够快速适应电网故障，保持稳定的运行状态，避免过电流，并实现低电压穿越，即在电压跌落时仍能维持基本的发电功能。这种控制策略通过优化控制算法，有效地抑制了故障期间的电流波动，提高了系统的稳定性和鲁棒性。 为了验证这一策略的有效性，作者建立了3千瓦双馈感应发电机励磁变换器的低电压穿越控制实验系统。实验结果显示，提出的控制策略具有快速的动态响应特性，能够在电网电压下降的情况下迅速调整，有效地防止了定子和转子的过电流，从而确保了双馈感应发电机在对称故障下的正常运行和故障恢复。 这篇文章为理解双馈感应发电机在电网对称故障中的行为提供了深入的理论分析，并展示了如何通过创新的控制技术来提升其在恶劣工作条件下的性能。这对于提高风力发电系统的可靠性，降低风电并网的风险，以及推动绿色能源的发展具有重要意义。