5　总结与展望

5.1　总结

通过励磁控制实现双馈机组的低电压穿越（LVRT）是风力发电的热点问题之一。针对这个问题，众多文献都提出了各自的控制策略，并建立了各自的一套理论体系。这些励磁控制策略看似种类繁多，实则存在原理上的共同点。本文从一个崭新的角度分析典型控制策略的相似之处，用统一的理论对励磁控制进行了物理角度的总结。

本文归纳了现有励磁控制策略在转子端口等效阻抗特性上的共同特性，并基于对楞次定律的理解，结合双馈电机短路故障暂态过程的分析，从故障下变流器提供感应电流通路的角度对励磁控制的物理意义进行了分析和总结。分析结果表明，典型的LVRT励磁控制策略都是顺应楞次定律的趋势为转子电流提供一个一定阻抗的通路，并且当等效阻抗为纯感性时，即定、转子电流方向完全相反时，控制效果最好。该分析方法可以作为评判某种控制策略是否可行的标准。

转子侧变流器作为一个可控电流源，分析低电压穿越的电流需求对于如何给出合理的转子电流闭环指令有指导意义。从减小转子感应电动势和减小转子电压需求的角度分析转子电流需求，本文提出了一种转子电流指令反向跟踪定子电流的控制策略，并分析了该策略的物理意义及相对于其他控制策略的优点。通过对暂态过程的分析，得出了关键参数k的选取原则，并进行了大功率风力发电机的仿真和小功率的实验验证，结果均表明了该控制策略的有效性。

该控制策略具有以下优点：

（1）原理清晰，无需磁链观测，容易实现。

（2）保留正常控制的转子电流闭环，结构简单。

（3）能够有效抑制转矩脉动。

在深度故障发生后的一段时间内，励磁控制都需要从电网吸收无功功率才能保持不脱网运行。从变流器的角度来说，最基本要求是保持不脱网，其次才是为电网提供无功支撑。而从电网的角度来说，无法接受双馈电机在电压跌落后从电网吸收无功，这之间存在不可调和的矛盾。

由于故障恢复时刻和恢复过程对系统的暂态特性影响较大，本文从定性的角度得出不利恢复时刻可能导致不可控的结论。因为剩余电压稳态下的定子磁链如果和恢复后稳态定子磁链方向正好相反，其磁链中的暂态分量比零电压跌落下的暂态分量还要大，因此产生更大的转子感应电动势，更容易导致变流器不可控。