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，要求机组能够在低电压环境中稳定运行。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，然后采用定子磁链定向控制（SFO）策略，并通过Matlab/Simulink软件进行了仿真验证。结果表明，SFO策略有助于DFIG在低电压条件下有效地穿越故障。
引言：一般来说，由于DFIG风力发电机组在早期阶段其容量较小，因此当发生故障时通常采取直接切除的策略以保证电网稳定。但随着DFIG的规模扩大，其对电网的影响也日益显著。当发生大范围的停电问题时，这种直接切除的方法可能导致严重后果。此外，一些国家和地区提出了多种技术方案来实现DFIG在低電壓環境下的運行能力，其中包括改进变频器控制方法以及硬件保护措施等。本文将重点讨论如何通过SFO策略提高DFIG对低電壓環境下的适应性。
DFIG数学模型
图1展示了双馈感应风力发动机系统结构，该系统主要由风轮、变速齿轮箱、双馈式发动机、直流侧变频器及相应的转换设备构成。在该系统中，双PWM变频器允许对转子侧进行灵活控制，同时保持直流母线的稳定。这一设计使得DFIG具有良好的功率调整能力，但同时也增加了它对于网络波动敏感度以及对网络故障响应能力弱的问题。
为了克服这些限制，本文提出了一种新的控制策略，即利用磁链方向性来优化转子侧输出功率。这种方法可以根据实际情况调整磁链方向，以最小化与网络交互产生的一些不利影响，从而提高整个系统的可靠性和效率。
通过分析二次坐标系下DFIG相关参数，我们得到了以下方程：
u_d = R_si_d + L_sd_i/dt + pLambda_mn_p - omegaL_si_q
u_q = R_si_q + L_s(d_i/dt - omega)i_d + pLambda_mn_p omega
T_e = 3/2pLambda_mn_p(i_qssin(delta) - i_dscos(delta))
其中 u_d 和 u_q 分别是转子端点到点之间两个相间阻抗；R_s 是绕组阻抗；L_s 是绕组自感；p 是极数；n_p 是扭矩传递比；delta 是转子的角位移。
通过以上方程，我们可以计算出DFIG在不同工作状态下的性能指标，如功率因数、能量损耗等，并据此优化其操作参数以达到最佳效果。
实验结果显示，该控制策略能够有效提升DFIG在遇到突如其来的负荷变化或短路事件时，不会因为过高或过低之原因而导致暂停运作，使得整体能源供应更加可靠和持续。此外，该研究还为未来的工程应用提供了一定的理论指导，为进一步发展更先进更安全的小型化、高效能量存储解决方案奠定基础。
