导语：随着风力发电机组在电网中的市场份额持续增长，低电压穿越（LVRT）能力已成为保障电网稳定运行的关键因素。为了提升双馈异步发电机（DFIG）的抗故障能力，本文首先建立了DFIG的数学模型，然后引入了定子磁链定向控制（SFO）策略，并通过Matlab/Simulink进行了详尽的仿真验证。结果表明，采用SFO策略可以有效地提高DFIG在低电压条件下的故障穿越能力。
1 引言
一般而言，由于DFIG风力发电机组在现有的电网中占有比例较小，当发生短路故障时，通常会采取直接切除风力发电机组以维护系统稳定。但随着DFIG安装容量不断增加，其对整体系统的影响也日益显著。在这种情况下，即使是小幅度的電壓跌落，也可能导致严重的问题，如潮流波动和大面积停電等，这些问题对于整个能源供应体系来说都是致命打击。
针对此类挑战，学术界提出了多种解决方案，其中包括改进变频器控制策略以及硬件保护措施。然而，这两种方法各有其适用场景和局限性，因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。本文将重点探讨一种基于定子磁链定向控制（SFO）的技术方案，该方法被认为是适用于较小程度電壓跌落的情况。
2 DFIG 数学模型
图1 展示了一台典型的双馈感应风力发动机系统结构，该系统由一系列关键部件构成，其中包括风轮、变速齿轮箱、双馈式发动机、双PWM变频器、直流侧高效储能设备及连接到变频器的一台主变压器。此外，我们还需考虑转子侧和网侧PWM之间存在紧密耦合关系，它们共同作用于维持直流母线稳定的同时，又能够精确调节转子侧功率输出，以实现无功补偿功能。这一结构虽然为我们提供了灵活性，但同样也暴露了敏感性，对网络波动特别是突然降低的電壓具有高度反应性，这要求我们必须开发出更加强大的防御手段来应对潜在危险。
通过分析DFIG在两个相互垂直方向上旋转d-p坐标系下的工作状态，我们得到了以下几项重要方程：
定子的轴向d-p坐标系下的瞬态行为：
转子的轴向d-p坐标系下的瞬态行为：
磁通量变化率方程：
这些方程揭示了如何利用同步转矩与励磁分离来优化转子的性能，同时保持良好的经济效益。此外，还需考虑到各种约束条件，比如最大允许扭矩值，以及最小允许励磁值，以确保安全可靠运行。此研究旨在通过精细调整这些参数，从而优化整个系统性能并提高其抗干扰能力。
最后，在Matlab/Simulink环境下，我们创建了一套完整且详尽的地理信息模拟工具，以便更好地理解不同操作方式下物理过程所产生效果，并测试我们的新方法是否能够满足预期标准。在实验中，我们发现当实施SFO策略时，与传统方法相比，可以显著减少不必要的人工干预，从而极大地提高整体生产效率。这一成果对于推广这一创新技术至关重要，因为它不仅能帮助客户节省成本，而且还能促进绿色能源行业健康发展。
