导语：随着风力发电机组在电网中的比例不断增长，当发生短路故障时，要求机组具备较强的低电压穿越能力。为了实现这一目标，本文首先建立了双馈异步发电机（DFIG）的数学模型，并引入了定子磁链定向控制（SFO）策略。通过在Matlab/Simulink软件中进行仿真，我们验证了该控制策略能够有效地帮助DFIG在低电压故障下穿越。
1 引言
一般来说，由于DFIG风力发电机组在早期占据的市场份额较小，因此当出现故障时，通常会采取直接切除其连接的策略，以确保网络稳定性。但随着DFIG风力发电机组规模的扩大，其对网络容量的贡献也逐渐增大。当网络遭遇突然降低的情况，如果将这些系统从网络中直接移除，将导致严重影响到潮流波动和停电问题，这些都对整个系统稳定性和恢复造成了威胁。
针对实现低电压穿越所需达到的目标以及相关规范要求，学者们提出了多种技术方案。在现有的文献中，最常见的是两种主要方法。一种是改进变频器控制逻辑以适应不同程度的跌落；另一种是通过硬件保护设备改变拓扑结构以应对更严峻的情景。每种方法都有其适用范围和优缺点，因此选择哪一种需要根据具体情况来决定。在本文中，我们将重点讨论并应用定子磁链定向控制（SFO）策略，以应对相对较小幅度的跌落情况。
2 DFIG 数学模型
图1 描述了一台典型双馈感应风力发電機系统结构。如图所示，该系统由風轮、变速齿轮箱、双馈式發電機、双PWM變頻器、直流侧電容及變壓器等部分构成。在图中，發電機轉子側通過雙PWM變頻器與網絡連接，而轉子的運行參數包括頻率、相位及幅值，可以通過調整來實現雙向能量輸出。此外，這種系統設計使得它對網絡電壓非常敏感，並且由于变频器容量有限，它們对于應對高级别故障也有局限性。这就需要我们采用特殊控法来克服這些不足。
我們利用圖1中的DFIG進行兩個軸任意旋轉下的d-p坐標下的動作方程來推導出同步速旋轉下的d-p坐標系下DFIG固定與轉動部件之間相互作用勢矩與功率輸出的矢量方程。此外，在這個框架下，我們還可以解析出相關聯於此系統之間能量交換過程的一系列物理關係，這些關係將為我們未來研究提供基礎。我們預計通過這種方式，可以更好地理解並優化該系統，並最终提高其性能效率。本文後續將詳細描述如何實施上述理論，並展示結果如何應用於實際情況。
