本發(fā)明與無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)點(diǎn)電壓故障情況下的低電壓穿越方法有關(guān)，更詳細(xì)地說是當(dāng)電網(wǎng)故障引起無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)相對相短路、相對相對地短路和單相對地短路等三種不對稱故障情況下的可在αβ靜止坐標(biāo)系用軟件實(shí)現(xiàn)的磁鏈跟蹤控制的低電壓穿越的控制方法。

背景技術(shù)：

能源問題已成為當(dāng)今社會發(fā)展的突出問題，而風(fēng)力發(fā)電是解決當(dāng)前突出問題的重要手段，也是目前世界上增長速度最快的能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組經(jīng)常位于人類活動比較少的高山、荒野、海島等邊遠(yuǎn)地區(qū)，又受無規(guī)律的風(fēng)力以及強(qiáng)陣風(fēng)的作用，加之所處自然環(huán)境交通不便，一旦出現(xiàn)故障，修復(fù)十分困難。故對其可靠性的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它電氣及機(jī)械設(shè)備。因此研制高可靠性的風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其控制技術(shù)對于風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

無刷雙饋電機(jī)是近年來廣受矚目的一種新型電機(jī)，其結(jié)構(gòu)是定子上有兩套繞組，即功率繞組PW和控制繞組CW，前者與電網(wǎng)相連，后者和變流器相連；轉(zhuǎn)子采用特殊的籠型繞線或者磁阻結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子上沒有電刷和滑環(huán)，大大提高了工作可靠性，特別適合用在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域。

雙饋發(fā)電機(jī)是目前變速恒頻風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的主流機(jī)型之一，由于該電機(jī)所需變流器的容量僅為其額定容量的1/3-1/2，因而大大降低了系統(tǒng)總體造價，受到人們的青睞。但該電機(jī)轉(zhuǎn)子上存在電刷和滑環(huán)，其間的滑動接觸造成系統(tǒng)可靠性降低，且由于電刷磨損需要定期更換，進(jìn)而維戶成本十分高。和雙饋發(fā)電機(jī)相比，無刷雙饋發(fā)電機(jī)的運(yùn)行行為與其類似，除了具有雙饋發(fā)電機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)外，還有以下獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：在無刷的情況下實(shí)現(xiàn)雙饋運(yùn)行，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性，減小了維護(hù)成本，更能滿足無維護(hù)的工作環(huán)境；由于無刷雙饋發(fā)電機(jī)的漏電感較大，所以故障電流較小，更容易實(shí)現(xiàn)低電壓穿越；在同樣的電樞直徑下，無刷雙饋發(fā)電機(jī)的等效極數(shù)可以做到常規(guī)傳統(tǒng)雙饋發(fā)電機(jī)的兩倍，非常適合作為低速風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用。由于上述優(yōu)點(diǎn)，近幾年來對于無刷雙饋電機(jī)的研究，無論是對電機(jī)本體，還是對其作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用時的控制方式都取得了快速發(fā)展。

隨著電力系統(tǒng)中以變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)為主體的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所占比例的快速增加，由于風(fēng)能的隨機(jī)性和不可控性所導(dǎo)致的電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題日益凸顯。為了保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，電力部門對并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在外部電網(wǎng)故障、特別是電網(wǎng)電壓驟降故障下的不間斷運(yùn)行能力、即低電壓穿越能力提出了更高的要求。低電壓穿越是對并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)出現(xiàn)電壓跌落時仍然能夠保持并網(wǎng)運(yùn)行的一種特定的運(yùn)行功能要求。不同國家和地區(qū)所提出的低電壓穿越要求不盡相同。我國國家電網(wǎng)公司對風(fēng)電場低電壓穿越能力的規(guī)定(GB/T19963-2011)是指風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組具有在并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至20％額定電壓時能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行625ms的能力，風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓在發(fā)生跌落后2s內(nèi)能夠恢復(fù)到額定電壓的90％時，風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行。此外該標(biāo)準(zhǔn)對于對稱電壓跌落情況下的動態(tài)無功支撐能力也有具體要求，例如對于總裝機(jī)容量在百萬千瓦以上的風(fēng)電場群，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生三相對稱短路故障引起并網(wǎng)點(diǎn)電壓處于20％-90％區(qū)間內(nèi)時，風(fēng)電場應(yīng)能夠通過注入無功電流支撐電壓恢復(fù)。

實(shí)現(xiàn)新型無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越的關(guān)鍵是在低電壓穿越期間將控制繞組的電流限制在允許的范圍之內(nèi)，以保證其所接變流器的安全運(yùn)行。由于對稱及不對稱兩類故障情況下電機(jī)內(nèi)部的電磁現(xiàn)象不同，導(dǎo)致控制方法不同，而電網(wǎng)對兩類故障情況下風(fēng)力發(fā)電機(jī)無功支撐能力的要求也不同，因此相關(guān)的低電壓穿越控制方法的研究也圍繞著兩種故障情況分別展開。

在無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越方法的研究方面，英國劍橋大學(xué)、伊朗德黑蘭沙里夫理工大學(xué)、英國杜倫大學(xué)提出了在控制繞組中串接撬棒(Crowbar)電路實(shí)現(xiàn)低電壓穿越的方法(見文獻(xiàn)Sajjad Tohidi,Hashem Oraee,Shiyi Shao,etc.Analysis and Enhancement of Low-Voltage Ride-Through Capability of Brushless Doubly Fed Induction Generator[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics,2013,60(3):1146-1155.)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓大范圍對稱跌落情況下的低電壓穿越，但該方法無疑增加了系統(tǒng)的硬件開銷；英國劍橋大學(xué)和我國華北電力大學(xué)針對不對稱電壓故障，提出了一種無撬棒(Crowbar)的軟件低電壓穿越方法(見文獻(xiàn)LongTeng,ShaoShiyi,Abdi Ehsan,etc.Asymmetrical low-voltage ride through of brushless doubly fed induction generators for the wind power generation[J].IEEE Transactions on Energy Conversion,2013,28(3):502-511.)。其基本思想是控制控制繞組電流的正序分量使其等于零，從而抑制故障電流。該方法減小了系統(tǒng)的硬件開銷，但由于只控制正序分量，負(fù)序和零序分量的存在必將在低電壓穿越期間引起比較大的轉(zhuǎn)矩脈動，增加風(fēng)電機(jī)組傳動鏈的壓力。此外系統(tǒng)需將電流的正序分量分離，相關(guān)的算法需要在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系實(shí)現(xiàn)，因而需要磁場定位及旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，致使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)用軟件方法實(shí)現(xiàn)不對稱電壓故障情況下低電壓穿越控制中所存在的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、低電壓穿越運(yùn)行期間轉(zhuǎn)矩脈動大的問題，本發(fā)明提出一種無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)不對稱電壓故障磁鏈跟蹤低電壓穿越方法。

本發(fā)明基于上述問題和目的，所采取的具體技術(shù)方案如下。

一種無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)不對稱電壓故障磁鏈跟蹤低電壓穿越方法，所述方法是當(dāng)電網(wǎng)故障引起無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)相對相短路、相對相對地短路和單相對地短路三種不對稱故障情況下的磁鏈跟蹤控制低電壓穿越方法，

具體穿越方法是按下列步驟進(jìn)行的：

(1)確定無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)相對相短路、相對相對地短路和單相對地短路三種不對稱故障情況下功率繞組磁鏈?zhǔn)噶糠抵薪涣鞣至康念l率，將PI-R控制器作為無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制繞組磁鏈?zhǔn)噶康姆蹈櫩刂破?，?shí)現(xiàn)對功率繞組磁鏈?zhǔn)噶恐薪涣鞣至康目焖贉?zhǔn)確跟蹤；

(2)構(gòu)建無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)不對稱電壓故障磁鏈跟蹤低電壓穿越運(yùn)行狀態(tài)的控制裝置及系統(tǒng)，包括無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)間接功率控制裝置及系統(tǒng)、無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)對稱電壓故障磁鏈跟蹤低電壓穿越裝置以及PI-R控制器，實(shí)現(xiàn)不對稱低電壓穿越；

所述無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)對稱電壓故障磁鏈跟蹤低電壓穿越裝置是在無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)間接功率控制裝置的基礎(chǔ)上添加控制繞組磁鏈?zhǔn)噶肯辔桓櫩刂破鱌I2、幅值跟蹤控制器PI5、磁鏈跟蹤系數(shù)9、運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)17及運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)18；

所述PI-R控制器是將磁鏈跟蹤系數(shù)K_T和功率繞組磁鏈幅值的乘積作為控制繞組磁鏈?zhǔn)噶康姆档慕o定值的幅值作為反饋值，給定值與反饋值比較之后，將其輸出輸入控制繞組磁鏈幅值跟蹤控制器PI-R，經(jīng)過PI-R得到控制繞組磁鏈幅值增量k_s；

(3)實(shí)現(xiàn)低電壓控制穿越方法按下列步驟進(jìn)行：

1)籠型轉(zhuǎn)子無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過并網(wǎng)開關(guān)4與電網(wǎng)15并網(wǎng)運(yùn)行；

2)在三相靜止坐標(biāo)系下分別觀測控制繞組和功率繞組電壓、電流的A相和B相分量u_ac、u_bc、u_ap、u_bp、i_ac、i_bc、i_ap和i_bp，對上述物理量通過3/2變換器6進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到控制繞組和功率繞組各自αβ靜止坐標(biāo)系下的電壓和電流u_αc、u_βc、u_αp、u_βp、i_αc、i_βc、i_αp和i_βp；

3)利用u_αc、u_βc、i_αc和i_βc以及u_αc、u_βc、i_αc和i_βc通過控制繞組磁鏈和功率繞組磁鏈計算控制繞組磁鏈分量ψ_αc、ψ_βc和功率繞組磁鏈分量ψ_αp、ψ_βp，根據(jù)ψ_αc、ψ_βc和ψ_αp、ψ_βp計算控制繞組磁鏈?zhǔn)噶糠岛涂刂评@組磁鏈?zhǔn)噶糠?/p>

4)故障發(fā)生后，通過控制繞組磁鏈靜態(tài)相位增量計算5得到控制繞組靜態(tài)相位增量ΔX_st，通過相位跟蹤控制器PI2得到控制繞組磁鏈動態(tài)相位增量ΔX_d，二者之和即下一個采樣周期T_pwm內(nèi)的控制繞組磁鏈相位增量ΔX_c；

5)故障發(fā)生以后，磁鏈跟蹤系數(shù)K_T和功率繞組磁鏈幅值的乘積和控制繞組磁鏈幅值通過幅值跟蹤控制器PI-R得到控制繞組磁鏈幅值增量k_s；

6)利用控制繞組磁鏈分量ψ_αc、ψ_βc、控制繞組磁鏈幅值增量k_s和控制繞組磁鏈相位增量ΔX_c通過控制繞組磁鏈增量計算10得到控制繞組磁鏈增量Δψ_αc、Δψ_βc；

7)利用控制繞組磁鏈增量Δψ_αc和Δψ_βc，通過控制繞組電壓u_αc和u_βc計算11得到下一個周期T_pwm內(nèi)所需的電壓矢量u_αc和u_βc；

8)SVPWM發(fā)生器12根據(jù)u_αc和u_βc生成調(diào)制信號，并通過變流器13控制無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)3的控制繞組CW。

一種無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)不對稱電壓故障磁鏈跟蹤低電壓穿越方法是當(dāng)電網(wǎng)故障引起無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)相對相短路、相對相對地短路和單相對地短路三種不對稱故障情況下的磁鏈跟蹤控制的低電壓穿越方法，尤其是將PI-R控制器作為無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制繞組磁鏈?zhǔn)噶糠蹈櫩刂破鞯臉?gòu)建，無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)不對稱電壓故障磁鏈跟蹤低電壓穿越運(yùn)行狀態(tài)的控制裝置及系統(tǒng)的構(gòu)建，解決了籠型轉(zhuǎn)子無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)用軟件控制方法實(shí)現(xiàn)不對稱低電壓穿越的問題，并具有低電壓穿越轉(zhuǎn)矩脈動小，減小了機(jī)組傳動鏈壓力；在αβ靜止坐標(biāo)系實(shí)現(xiàn)相關(guān)算法，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單；不需要附加硬件結(jié)構(gòu)，成本低廉；在一定的條件下單相對地短路故障情況下可向電網(wǎng)注入無功電流從而支撐電網(wǎng)電壓。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述所提供的一種無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)不對稱電壓故障磁鏈跟蹤低電壓穿越方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，確定了無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)相對相短路、相對相對地短路和單相對地短路三種不對稱故障情況下功率繞組磁鏈?zhǔn)噶恐薪涣鞣至康念l率，將PI-R控制器作為無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制繞組磁鏈?zhǔn)噶康姆蹈櫩刂破?，?shí)現(xiàn)了對功率繞組磁鏈?zhǔn)噶恐薪涣鞣至康目焖贉?zhǔn)確跟蹤；構(gòu)建了基于間接功率控制的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)不對稱電壓故障的磁鏈跟蹤控制的低電壓穿越系統(tǒng)，在低電壓穿越過程中轉(zhuǎn)矩脈動小，減小了機(jī)組傳動鏈的壓力，在αβ靜止坐標(biāo)系實(shí)現(xiàn)相關(guān)算法，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)成本。

本發(fā)明方法確保了系統(tǒng)對暫態(tài)過程中控制繞組磁鏈?zhǔn)噶恐薪涣髦噶畹目焖贉?zhǔn)確響應(yīng)，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)對電網(wǎng)電壓跌落的抗擾性，適用于正常運(yùn)行狀態(tài)下采用不同控制方式的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)低電壓穿越。

附圖說明

圖1是本方法所基于的裝置及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本方法所采用的PI-R控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：k_p,k_I和k_R分別為比例、積分和諧振系數(shù)。

圖3-圖62是本方法基于間接功率控制的籠型轉(zhuǎn)子無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在對稱穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生并網(wǎng)點(diǎn)相對相短路、相對相對地短路及單相對地短路故障情況下，采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)低電壓穿越運(yùn)行的仿真結(jié)果。

圖中：1：風(fēng)力機(jī)；2：齒輪箱；3：無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)；4：并網(wǎng)開關(guān)；5：控制繞組磁鏈靜態(tài)相位增量計算；6：3/2變換器；7：有功功率和無功功率計算；8：控制繞組磁鏈和功率繞組磁鏈計算；9：磁鏈跟蹤系數(shù)；10：控制繞組磁鏈增量計算；11：控制繞組電壓u_αc、u_βc計算；12：SVPWM發(fā)生器；13：變流器；14：濾波器：15：電網(wǎng)；16：編碼器；17：運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)；18：運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)；19：運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作出進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如附圖1，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的籠型轉(zhuǎn)子無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)不對稱電壓故障磁鏈跟蹤低電壓穿越方法所采用的裝置及系統(tǒng)是在無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)間接功率控制裝置的基礎(chǔ)上增設(shè)控制繞組磁鏈相位跟蹤控制器PI2、幅值跟蹤控制器PI5、磁鏈跟蹤系數(shù)9、運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)17及運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)18、PI-R調(diào)節(jié)器和運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)19構(gòu)成。

實(shí)施該裝置包括風(fēng)力機(jī)1，齒輪箱2，無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)3，并網(wǎng)開關(guān)4，控制繞組磁鏈靜態(tài)相位增量計算5，3/2變換器6，有功功率、無功功率計算7，控制繞組磁鏈和功率繞組磁鏈計算8，無功PI3調(diào)節(jié)器，磁鏈幅值PI4調(diào)節(jié)器，磁鏈跟蹤系數(shù)9，磁鏈幅值調(diào)節(jié)器PI5，磁鏈幅值調(diào)節(jié)器PI-R，有功PI1調(diào)節(jié)器，磁鏈相位PI2調(diào)節(jié)器，控制繞組磁鏈增量計算10，控制繞組電壓u_αc、u_βc計算11，SVPWM發(fā)生器12，變流器13、濾波器14、電網(wǎng)15、編碼器16、運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)17、運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)18和運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)19。此外，還有5個比較器和1個加法器。

風(fēng)力機(jī)1與齒輪箱2連接，齒輪箱2與無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)3相連，無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)3的功率繞組與并網(wǎng)開關(guān)4相連，并網(wǎng)開關(guān)4與電網(wǎng)15相連。編碼器16的轉(zhuǎn)速輸出與控制繞組磁鏈靜態(tài)相位增量計算5的輸入端相連，3/2變換器6的信號輸出端與有功功率和無功功率計算7的輸入端相連，3/2變換器6的信號輸出端與功率繞組磁鏈和控制繞組磁鏈計算8的輸入端相連，功率繞組磁鏈和控制繞組磁鏈計算8的輸出端和作為控制繞組磁鏈增量計算10的一個輸入。無功功率的給定值Q*與有功功率和無功功率計算7的輸出端Q經(jīng)過比較器后作為無功PI3調(diào)節(jié)器的輸入，無功PI3調(diào)節(jié)器的輸出與功率繞組磁鏈和控制繞組磁鏈計算8的一個輸出比較器之后作為磁鏈幅值PI4調(diào)節(jié)器的輸入，磁鏈幅值PI4調(diào)節(jié)器的輸出K_s為控制繞組磁鏈增量計算10的一個輸入。功率繞組磁鏈和控制繞組磁鏈計算8的一個輸出與磁鏈跟蹤系數(shù)K_T的乘積和功率繞組磁鏈和控制繞組磁鏈計算8的一個輸出經(jīng)過比較器后，一端作為磁鏈幅值PI-R調(diào)節(jié)器的輸入，另一端作為磁鏈幅值PI5調(diào)節(jié)器的輸入，磁鏈幅值PI-R調(diào)節(jié)器的輸出K_s作為控制繞組磁鏈增量Δψ_s計算10的一個輸入。磁鏈幅值PI5調(diào)節(jié)器的輸出K_s作為控制繞組磁鏈增量Δψ_s計算10的另一個輸入。有功功率的給定值P*與有功功率、無功功率計算7的輸出經(jīng)比較器比較后作為有功PI1調(diào)節(jié)器的輸入，有功PI1調(diào)節(jié)器的輸出ΔX_d與控制繞組磁鏈靜態(tài)相位增量計算5的輸出，經(jīng)過加法器后作為控制繞組磁鏈增量計算10的一個輸入。功率繞組磁鏈和控制繞組磁鏈計算8的一個輸出加上π作為控制繞組磁鏈的相位給定控制繞組磁鏈的相位給定與功率繞組磁鏈和控制繞組磁鏈計算8的一個輸出經(jīng)過比較器作為相位PI2調(diào)節(jié)器的輸入，相位PI2調(diào)節(jié)器的輸出ΔX_d與控制繞組磁鏈靜態(tài)相位增量計算5的輸出經(jīng)過加法器后是控制繞組磁鏈增量計算10的一個輸入?？刂评@組磁鏈增量計算10的輸出與控制繞組電壓矢量計算11的輸入相連，11的輸出與SVPWM發(fā)生器12的輸入相連，SVPWM發(fā)生器12的六個輸出端連接雙PWM變流器13的控制端，雙PWM變流器13一端與無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)3的控制繞組CW相連，另一端與濾波器14相連,濾波器14與電網(wǎng)相15連。正常模式下運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)17和有功PI1調(diào)節(jié)器的輸出相連，低電壓穿越模式下和磁鏈相位PI2調(diào)節(jié)器相連。正常模式下運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)18和磁鏈幅值PI4調(diào)節(jié)器相連，不對稱低電壓穿越模式下和磁鏈幅值調(diào)節(jié)器PI-R相連，對稱低電壓穿越模式下和磁鏈幅值調(diào)節(jié)器PI5相連。不對稱低電壓穿越模式下運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)19和PI-R相連，對稱低電壓穿越模式下運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)19和PI5相連。

實(shí)現(xiàn)上述基于間接功率控制的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不對稱故障的磁鏈跟蹤低電壓穿越方法通過下述步驟進(jìn)行：

步驟一、無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不對稱故障的磁鏈跟蹤低電壓穿越方法

在控制繞組αβ靜止坐標(biāo)系下用空間矢量描述的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電壓及磁鏈方程可表示為：

由于籠型轉(zhuǎn)子端部短接，因此轉(zhuǎn)子電壓在(3)-(6)中忽略各繞組電阻可推導(dǎo)出，

式(7)中，

L_c¹＝(L_cL_rL_p-L_cL_hp²-L_hc²L_p)/(L_pL_r-L_hp²)

K_c＝L_hcL_hp/(L_pL_r-L_hp²)

公式(1)-(7)中，L_hc、L_hp、L_p、L_c和L_r分別為控制繞組和轉(zhuǎn)子之間的互感、功率繞組和轉(zhuǎn)子之間的互感、功率繞組自感、控制繞組自感和轉(zhuǎn)子繞組自感，且都為常數(shù)；R_p、R_c和R_r分別為功率繞組、控制繞組和轉(zhuǎn)子繞組電阻；p_p和p_c分別為功率繞組、控制繞組的極對數(shù)；和分別為功率繞組、控制繞組和轉(zhuǎn)子繞組電壓矢量；和分別為功率繞組、控制繞組和轉(zhuǎn)子繞組電流矢量；和分別為功率繞組、控制繞組和轉(zhuǎn)子繞組磁鏈?zhǔn)噶?；?sub>r為無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)速。

由式(7)可見，當(dāng)電網(wǎng)故障引起無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落時，由于故障瞬間磁鏈不能突變，功率繞組磁鏈中將感生出直流分量(不對稱跌落時還會存在負(fù)序分量)，如果控制繞組磁鏈得不到及時控制，必將導(dǎo)致控制繞組過電流。因此，通過對控制繞組磁鏈?zhǔn)噶康目刂凭涂梢詫?shí)現(xiàn)對控制繞組電流的控制。磁鏈跟蹤控制的基本思想是故障發(fā)生后，使控制繞組磁鏈?zhǔn)噶扛櫣β世@組磁鏈?zhǔn)噶糠Q之為磁鏈跟蹤控制方法，也就是，故障發(fā)生后使和滿足以下關(guān)系：

式(8)中K_T為磁鏈跟蹤系數(shù)，且K_T＞0，負(fù)號“-”表示反相。

步驟二、推導(dǎo)不對稱故障時功率繞組磁鏈?zhǔn)噶糠档谋磉_(dá)式及其所含交流分量的頻率。

分別推導(dǎo)相對相短路、相對相對地短路和單相對地短路三種不對稱故障時功率繞組磁鏈?zhǔn)噶糠档谋磉_(dá)式,功率繞組和控制繞組均采用△連接。

1、相對相短路

功率繞組三相電壓的表達(dá)式如(9)所示：

其合成電壓矢量可表示為(10)：

根據(jù)無刷雙饋電機(jī)在功率繞組坐標(biāo)系的電壓方程式(11)

可推導(dǎo)出功率繞組磁鏈?zhǔn)噶?12)：

其幅值如式(13)：

2、相對相對地短路

功率繞組三相電壓的表達(dá)式如(14)所示：

合成電壓矢量可表示為(15)：

使用同樣的方法可推導(dǎo)出功率繞組磁鏈?zhǔn)噶?16)

其幅值如式(17)：

3、單相對地短路

功率繞組三相電壓的表達(dá)式如(18)所示：

合成電壓矢量可表示為(19)

使用同樣的方法可推導(dǎo)出功率繞組磁鏈?zhǔn)噶?20)

其幅值如式(21)

在公式(12)-(21)中，t₀是故障發(fā)生的時間。公式(13)、(17)和(21)表明，和對稱故障時功率繞組磁鏈的幅值(22)相比，在三種不對稱故障的情況下，穩(wěn)態(tài)情況下功率繞組磁鏈?zhǔn)噶康姆抵芯胸S富的交流成分，傅里葉級數(shù)的分析結(jié)果表明，頻率為2ω_p和4ω_p的分量是其中幅值最大的交流分量。

步驟三、采用PI-R控制器作為作為無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制繞組磁鏈?zhǔn)噶康姆蹈櫩刂破?，以?shí)現(xiàn)對功率繞組磁鏈?zhǔn)噶恐薪涣鞣至康目焖贉?zhǔn)確跟蹤。

將作為的幅值的給定值的幅值作為反饋值，給定值與反饋值比較之后，將其輸出輸入控制繞組磁鏈幅值跟蹤控制器PI-R，經(jīng)過幅值跟蹤控制器PI-R得到控制繞組磁鏈幅值增量k_s。

步驟四、無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不對稱故障的磁鏈跟蹤低電壓穿越方法穿越期間功率繞組有功功率和無功功率的表達(dá)式及電磁轉(zhuǎn)矩的推導(dǎo)。

在滿足(8)的條件下并且忽略功率繞組電阻，功率繞組有功功率和無功功率的表達(dá)式為：

式(23)和(24)中*號表示矢量的共軛且

將三種不對稱故障情況下的和代入(23)和(24)，可得低電壓穿越期間功率繞組有功功率和無功功率為：

1、相對相短路

2、相對相對地短路

3、單相對地短路

由(25)-(30)可見，在三種不對稱短路故障情況下。Q_p和P_p中均含有穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)分量。分述如下：

P_p的穩(wěn)態(tài)分量：在三種不對稱故障情況下P_p的穩(wěn)態(tài)分量隨時間以2ω_p的頻率按正弦規(guī)律脈動，其平均值為零。

P_p的暫態(tài)分量：對于相對相對地短路，此分量為零；另外兩種不對稱故障，此分量的幅值和故障的類型及故障發(fā)生的時間有關(guān)，且隨時間以ω_p的頻率脈動并最終按指數(shù)規(guī)律衰減到零。

Q_p的穩(wěn)態(tài)分量：對于相對相短路及相對相對地短路兩種情況，此分量為零；對于單相對地短路，此分量可以表示為：

這一表達(dá)式和對稱電壓跌落時無功功率的表達(dá)式類似。Q_p的符號和系數(shù)K_T有關(guān).如果采用本發(fā)明方法的無刷雙饋發(fā)電機(jī)可以向電網(wǎng)輸送無功功率，盡管K_T越大，向電網(wǎng)輸送的無功功率越多，但前提條件是將控制繞組電壓和電流均限制在允許的范圍之內(nèi)。

Q_p的暫態(tài)分量：此分量的幅值和故障的類型及故障發(fā)生的時間有關(guān)，且隨時間以ω_p的頻率脈動并最終按指數(shù)規(guī)律衰減到零。

在滿足(8)的條件下并且忽略功率繞組電阻，電磁轉(zhuǎn)矩方程可以表示為：

式中

式(32)表明，滿足式(8)時，低電壓穿越期間電磁轉(zhuǎn)矩的大小為零，從而大大減小了故障期間傳動鏈的壓力。

步驟五、磁鏈跟蹤系數(shù)K_T取值范圍的推算。

K_T的取值范圍與控制繞組電流控制繞組電壓和無功功率Q_p的大小及性質(zhì)有關(guān)，分析如下：

設(shè)故障瞬間控制繞組側(cè)允許流過的最大電流為：

式中是控制繞組的額定電流。是變流器允許的電流。

為了保護(hù)變流器，由(7)和(33)，故障后控制繞組的電流應(yīng)滿足：

由式(34)可得K_T的取值范圍為：

考慮到K_T＞0 (36)

應(yīng)有

式(37)中的取值分析如下：從式(7)可見，當(dāng)取最大值時，控制繞組電流也達(dá)到最大值，而在故障之后是衰減的，因此在故障瞬間是最大的，其值為：

將(38)代入(37)可得：

考慮到在故障期間需要向電網(wǎng)提供無功功率，應(yīng)有在不超過控制繞組最大允許電流，功率繞組輸出無功功率的條件下，K_T的取值范圍為：

進(jìn)一步考慮控制繞組電壓的影響。由(2)，在忽略電阻的情況下控制繞組的電壓可表示為：

將(8)代入(41)可得：

式(42)表明，故障期間控制繞組電壓幾乎由功率繞組磁鏈的導(dǎo)數(shù)決定。由于故障瞬間功率繞組的磁鏈包括正序和零序分量(不對稱故障時還有負(fù)序分量)，這將導(dǎo)致一個很大的控制繞組電壓。但是控制繞組的電壓受到無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)所接變流器母線電壓的限制，因此需要調(diào)節(jié)K_T使得控制繞組電壓在最大允許范圍之內(nèi)。

步驟六、基于上述步驟一、二和三構(gòu)建基于間接功率控制的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)不對稱故障的磁鏈跟蹤低電壓穿越控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)該控制方法的過程如下：

1、籠型轉(zhuǎn)子無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過并網(wǎng)開關(guān)4與電網(wǎng)15并網(wǎng)運(yùn)行。

2、在三相靜止坐標(biāo)系下分別觀測控制繞組和功率繞組電壓、電流的A相和B相分量u_ac、u_bc、u_ap、u_bp、i_ac、i_bc、i_ap和i_bp，對上述物理量通過3/2變換器6進(jìn)行坐標(biāo)變換，得到控制繞組和功率繞組各自αβ靜止坐標(biāo)系下的電壓和電流u_αc、u_βc、u_αp、u_βp、i_αc、i_βc、i_αp和i_βp。

3、利用u_αc、u_βc、i_αc、i_βc和u_αc、u_βc、i_αc、i_βc通過控制繞組磁鏈和功率繞組磁鏈計算8得到控制繞組磁鏈分量ψ_αc、ψ_βc和功率繞組磁鏈分量ψ_αp、ψ_βp，根據(jù)ψ_αc、ψ_βc和ψ_αp、ψ_βp計算控制繞組磁鏈幅值和控制繞組磁鏈幅值公式如下所示：

4、通過有功功率、無功功率計算7計算有功功率P和無功功率Q，公式如下所示：

5、正常運(yùn)行狀態(tài)時，通過控制繞組磁鏈靜態(tài)相位增量計算5得到控制繞組靜態(tài)相位增量ΔX_st。通過有功功率PI1調(diào)節(jié)器得到控制繞組磁鏈動態(tài)相位增量ΔX_d，二者之和即下一個采樣周期T_PWM內(nèi)的控制繞組磁鏈相位增量ΔX_c。其中控制繞組靜態(tài)相位增量ΔX_st的計算如下所示：

ΔX_st＝ω_c×T_PWM (46)

式中T_PWM為采樣周期，ω_c＝2π×f_c為控制繞組磁鏈在控制繞組坐標(biāo)系下的旋轉(zhuǎn)角速度。控制繞組頻率f_c與轉(zhuǎn)速n_r的關(guān)系為：

式(30)中f_p為工頻電網(wǎng)頻率，p_r為轉(zhuǎn)子極對數(shù)。所以CW磁鏈靜態(tài)相位增量為：

式(48)中ω_p＝2πf_p為電網(wǎng)角頻率。

故障發(fā)生以后，運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)17切換到低電壓穿越控制模式即LVRT模式，通過控制繞組磁鏈靜態(tài)相位增量計算5得到控制繞組靜態(tài)相位增量ΔX_st。通過相位PI2調(diào)節(jié)器得到控制繞組磁鏈動態(tài)相位增量ΔX_d。二者之和即下一個采樣周期T_PWM內(nèi)的控制繞組磁鏈相位增量ΔX_c；故障切除后，為了限制控制繞組電流，繼續(xù)運(yùn)行低電壓穿越控制模式即LVRT模式200ms,之后運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)17切回到正常模式。

6、正常運(yùn)行時無功功率的給定值Q^*與計算值Q經(jīng)過比較器之后，輸入無功功率PI3調(diào)節(jié)器，無功功率PI3調(diào)節(jié)器輸出控制繞組磁鏈幅值給定和計算值經(jīng)比較器之后輸入磁鏈PI4調(diào)節(jié)器，磁鏈PI4調(diào)節(jié)器輸出控制繞組磁鏈幅值增量k_s；利用控制繞組磁鏈分量ψ_αc、ψ_βc、控制繞組磁鏈幅值增量k_s和控制繞組磁鏈相位增量ΔX通過控制繞組磁鏈增量Δψ_s計算10得到控制繞組磁鏈增量Δψ_αc、Δψ_βc；計算公式如下所示：

不對稱故障發(fā)生以后，運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)18切換到低電壓穿越控制模式即LVRT模式，運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)19切換到不對稱低電壓穿越控制模式，磁鏈跟蹤系數(shù)和功率繞組磁鏈幅值的乘積和控制繞組磁鏈幅值經(jīng)過比較器之后輸入磁鏈PI-R調(diào)節(jié)器，磁鏈PI-R調(diào)節(jié)器輸出控制繞組磁鏈幅值增量k_s，利用控制繞組磁鏈分量ψ_αc、ψ_βc、控制繞組磁鏈幅值增量k_s和控制繞組磁鏈相位增量ΔX通過控制繞組磁鏈增量計算10得到控制繞組磁鏈增量Δψ_αc、Δψ_βc，計算公式如(49)。故障切除后，為了限制控制繞組電流，繼續(xù)運(yùn)行低電壓穿越控制模式即LVRT模式200ms,之后運(yùn)行狀態(tài)裝換開關(guān)18切回到正常模式。

7、利用控制繞組磁鏈增量Δψ_αc、Δψ_βc，通過控制繞組電壓u_αc、u_βc計算11，得到下一個周期T_pwm內(nèi)所需的電壓矢量u_αc、u_βc，公式如下所示：

8、SVPWM發(fā)生器12根據(jù)u_αc和u_βc生成調(diào)制信號，并通過雙PWM變流器13控制無刷雙饋風(fēng)力電機(jī)3的控制繞組(CW)。

采用本發(fā)明上述方案的仿真結(jié)果如附圖3～附圖62所示。其中附圖3—附圖22為無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在額定狀態(tài)下運(yùn)行時發(fā)生單相接地短路后采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)低電壓穿越運(yùn)行的仿真結(jié)果。附圖23—附圖42是無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在額定狀態(tài)下運(yùn)行時發(fā)生兩相接地短路故障后采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)低電壓穿越運(yùn)行的仿真結(jié)果。附圖43—附圖62是無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在額定運(yùn)行狀態(tài)下運(yùn)行時發(fā)生兩相短路故障后，采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)低電壓穿越運(yùn)行的仿真結(jié)果。

樣機(jī)參數(shù)：功率繞組為2對極，控制繞組為4對極；功率繞組額定功率5KW，控制繞組功率2KW；功率繞組額定電壓240V(50Hz)，控制繞組額定電壓350V(50Hz)；功率繞組額定電流7A，控制繞組額定電流7A；額定轉(zhuǎn)矩100N.m。其余樣機(jī)參數(shù)：功率繞組一相電阻R_p＝2.3Ω，控制繞組一相電阻R_c＝4.0Ω，轉(zhuǎn)子一相電阻R_r＝0.12967mΩ，電感參數(shù)：功率繞組自感L_p＝349.8mH，功率繞組和轉(zhuǎn)子繞組互感L_hp＝3.1mH，控制繞組自感L_c＝363.7mH，控制繞組和轉(zhuǎn)子繞組互感L_hc＝2.2mH，轉(zhuǎn)子繞組自感L_r＝0.044521mH，轉(zhuǎn)動慣量J＝0.53kg·m2。自然同步速500r/min。

附圖3—附圖62中，三種不對稱故障在故障發(fā)生之前的運(yùn)行狀態(tài)相同，即t＜1.5s時，基于間接功率控制的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在額定電流狀態(tài)下運(yùn)行，向電網(wǎng)輸送有功功率4900W,無功功率為-2000Var。轉(zhuǎn)速為650r/min。t＝1.5s時并網(wǎng)點(diǎn)故障，之后切換到不對稱低電壓穿越控制模式即LVRT模式。t＝2.125s時電壓恢復(fù)，延時200ms,t＝2.325s時切換到正常運(yùn)行模式，低電壓穿越控制模式下k_t＝1.7。

附圖3—附圖22是本發(fā)明方法基于間接功率控制的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在額定運(yùn)行狀態(tài)下1.5s發(fā)生單相接地短路故障后，采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)低電壓穿越運(yùn)行的仿真結(jié)果。

其中附圖3為功率繞組a相電壓，附圖4為功率繞組b相電壓，附圖5為功率繞組c相電壓，附圖6為控制繞組a相電壓，附圖7為控制繞組b相電壓，附圖8為控制繞組c相電壓，附圖9為功率繞組a相電流，附圖10為功率繞組b相電流，附圖11為功率繞組c相電流，附圖12為控制繞組a相電流，附圖13為控制繞組b相電流，附圖14為控制繞組c相電流，附圖15為控制繞組磁鏈幅值給定，附圖16為控制繞組磁鏈幅值反饋，附圖17為控制繞組磁鏈相位給定，附圖18為控制繞組磁鏈相位反饋，附圖19為功率繞組有功功率，附圖20為功率繞組無功功率，附圖21為轉(zhuǎn)矩，附圖22為轉(zhuǎn)速。

由附圖6-附圖8所示，最大的控制繞組電壓約為300V，被控制在允許的范圍之內(nèi)；由附圖9-附圖11可見，功率繞組電流峰值約為20A,2倍額定電流；由附圖12-附圖14可見，控制繞組電流峰值約為10A,基本為其額定電流，被控制在變流器器件允許的范圍之內(nèi)；由附圖15-附圖18可見，控制繞組磁鏈幅值和相位的跟蹤時間分別為4.8ms和6.8ms，穩(wěn)態(tài)誤差接近零，因而跟蹤性能良好；由附圖19可見，低電壓穿越期間功率繞組的有功功率近似為零，和理論分析相符；由附圖20可見，無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越期間從電網(wǎng)吸收約為2000Var的無功功率，和理論分析吻合；由附圖21可見，低電壓穿越期間電磁轉(zhuǎn)矩由峰值-105N·m下降到零附近，用時約60ms，和理論分析吻合；由附圖22可見，故障發(fā)生和清除后，由于輸出功率的快速變化，因此系統(tǒng)轉(zhuǎn)速隨之變化，之后由于發(fā)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用。轉(zhuǎn)速經(jīng)過震蕩之后將穩(wěn)定在650r/min附近。

圖附23—附圖42是基于間接功率控制的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在額定運(yùn)行狀態(tài)下1.5s時發(fā)生兩相接地短路故障后，采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)低電壓穿越運(yùn)行的仿真結(jié)果。其中附圖23為功率繞組a相電壓，附圖24為功率繞組b相電壓，附圖25為功率繞組c相電壓，附圖26為控制繞組a相電壓，附圖27為控制繞組b相電壓，附圖28為控制繞組c相電壓，附圖29為功率繞組a相電流，附圖30為功率繞組b相電流，附圖31為功率繞組c相電流，附圖32為控制繞組a相電流，附圖33為控制繞組b相電流，附圖34為控制繞組c相電流，附圖35為控制繞組磁鏈幅值給定，附圖36為控制繞組磁鏈幅值反饋，附圖37為控制繞組磁鏈相位給定，附圖38為控制繞組磁鏈相位反饋，附圖39為功率繞組有功功率，附圖40為功率繞組無功功率，附圖41為轉(zhuǎn)矩，附圖42為轉(zhuǎn)速。

由附圖26-附圖28所示，最大的控制繞組電壓約為300V，被控制在允許的范圍之內(nèi)；由附圖29-附圖31可見，功率繞組電流峰值約為23A,2.3倍額定電流。由附圖32-附圖34可見，控制繞組電流峰值約為17A,1.7倍額定電流，被控制在變流器器件允許的范圍之內(nèi)；由附圖35-附圖38可見，控制繞組磁鏈幅值和相位的跟蹤時間分別為4.8ms和6.8ms，穩(wěn)態(tài)誤差接近零，因而跟蹤性能良好；由附圖39可見，低電壓穿越期間功率繞組的有功功率近似為零，和理論分析相符；由附圖40可見，無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越期間無功功率近似為零，和理論分析吻合；由附圖41可見，低電壓穿越期間電磁轉(zhuǎn)矩由峰值-140N·m下降到零附近，用時約80ms,和理論分析吻合；由附圖42可見，故障發(fā)生和清除后，由于輸出功率的快速變化，因此系統(tǒng)轉(zhuǎn)速隨之變化，之后由于發(fā)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用。轉(zhuǎn)速經(jīng)過震蕩之后將穩(wěn)定在650r/min附近。

附圖43—附圖62是基于間接功率控制的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在額定運(yùn)行狀態(tài)下1.5s時發(fā)生兩相短路故障后，采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)低電壓穿越運(yùn)行的仿真結(jié)果。其中附圖43為功率繞組a相電壓，附圖44為功率繞組b相電壓，圖附45為功率繞組c相電壓，附圖46為控制繞組a相電壓，附圖47為控制繞組b相電壓，附圖48為控制繞組c相電壓，附圖49為功率繞組a相電流，附圖50為功率繞組b相電流，附圖51為功率繞組c相電流，附圖52為控制繞組a相電流，附圖53為控制繞組b相電流，附圖54為控制繞組c相電流，附圖55為控制繞組磁鏈幅值給定，附圖56為控制繞組磁鏈幅值反饋，附圖57為控制繞組磁鏈相位給定，附圖58為控制繞組磁鏈相位反饋，附圖59為功率繞組有功功率，附圖60為功率繞組無功功率，附圖61為轉(zhuǎn)矩，附圖62為轉(zhuǎn)速。

由附圖46-附圖48所示，最大的控制繞組電壓約為300V，被控制在允許的范圍之內(nèi)；由附圖49-附圖51可見，功率繞組電流峰值約為25A,2.5倍額定電流。由附圖52-附圖54可見，控制繞組電流峰值約為17A,1.7倍額定電流，被控制在變流器器件允許的范圍之內(nèi)；由附圖55-附圖58可見，控制繞組磁鏈幅值和相位的跟蹤時間分別為5.6ms和7.2ms，穩(wěn)態(tài)誤差接近零，因而跟蹤性能良好；由附圖59可見，低電壓穿越期間功率繞組的有功功率近似為零，和理論分析相符；由附圖60可見，無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越期間無功功率近似為零，和理論分析吻合；由附圖61可見，低電壓穿越期間電磁轉(zhuǎn)矩由峰值-150N·m下降到零附近，用時約70ms,和理論分析吻合；由附圖62可見，故障發(fā)生和清除后，由于輸出功率的快速變化，因此系統(tǒng)轉(zhuǎn)速隨之變化，之后由于發(fā)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用。轉(zhuǎn)速經(jīng)過震蕩之后將穩(wěn)定在650r/min附近。

由附圖3—附圖62的仿真結(jié)果可知，在并網(wǎng)點(diǎn)發(fā)生單相接地短路、兩相接地短路和兩相短路故障后，采用本發(fā)明方法的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制繞組磁鏈能夠快速跟蹤功率繞組磁鏈，因而在低電壓穿越期間，控制繞組電流和電壓都被控制住在允許的范圍之內(nèi)，且低電壓穿越期間轉(zhuǎn)矩脈動基本為零，低電壓穿越期間功率繞組的有功功率及無功功率的動態(tài)過程和理論分析吻合。

以上仿真結(jié)果表明本發(fā)明提出的基于間接功率控制的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不對稱故障的磁鏈跟蹤低電壓穿越方法在控制繞組靜止坐標(biāo)系下實(shí)現(xiàn)了不對稱電壓故障情況下的低電壓穿越。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，無需撬棒等硬件電路，降低了系統(tǒng)成本。低電壓穿越期間轉(zhuǎn)矩脈動基本為零，這一特點(diǎn)可以大大降低系統(tǒng)傳動鏈的壓力。