探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制
无刷双馈风力发电机（Brushless Double-fed Wind Power Generator，BDWG）由于其具有高效、稳定、可靠的特点，在风电发电产业的快速发展中得到了广泛应用。其核心部件是无刷双馈电机（Brushless Double-fed Induction Machine，BDFIM），由于其内外转子之间通过转子侧电容连接，使其具有一定的电磁转矩特性。因此，在BDWG中基于实时控制的电压源逆变器的功率控制策略中，可以通过控制转子的电压和电流使得BDFIM适应风机不同的转速变化（也即风速的变化）现象，从而在风力发电过程中实现良好的功率控制性能。
本文旨在对BDWG的设计原理和控制策略进行分析和探讨，主要从以下几个方面进行讨论。
1. BDWG的设计分析
（1）结构和工作原理
BDWG由涉及双馈电机转子部分（即有刷子组合，转子侧电容器等）和无刷直流电机（一般用于调节转子电容器电压的空间矢量调制控制）经由转子上的能量转换器进行变换，在输出端带有无功功率控制的PWM逆变器进行功率输出。
BDFIM相较于一般异步电机，其内部转子电流被划分为主磁通和次磁通两个部分，转子上的电容器则通过变压器与电网连接。在风机转速发生变化时，由于双馈电机的特殊结构，主磁通和次磁通之间会产生一定的漏电感，从而使得转子上的电流产生相应的变化。
（2）参数设计和优化
在BDWG的设计上，关键的参数设计主要包括了转子电容器的容量、变压比等。为了实现风能的最大利用效率，需要在保证性能的前提下尽可能减小转子电容器的容量，同时在变压器的设计上注重其高效、轻便的特性。以上两者则需要依据技术手段来进行有效的优化设计。
2. BDWG的控制策略
（1）转子电压交换控制
BDWG的控制策略之一是通过转子侧的能量转换器实现交换控制，从而在转速变化的情况下实现电极磁势的平衡控制。该控制策略主要由节拍控制和逆变控制两个部分组成，其中节拍控制主要通过时序触发器和计数器实现；逆变控制则主要通过高功率开关管实现，其控制基础是PWM控制。
2023.06∕147 双馈风力发电机的高电压穿越技术解析
陈 鹏
(晋能清洁能源风力发电有限责任公司)
摘 要:近年来,随着环境和能源问题日益严峻,人们越来越关注清洁型能源的研发。风电是一种清
洁型能源,自然受到广泛的关注。目前,我国风电装机容量逐年增多。但风电场的运行会影响整个电
网系统的稳定性。因此,风电场十分重视双馈风力发电机高电压穿越技术。本文简单阐述了双馈风力
发电机及高压穿越技术,然后以红石峁风电场风电机组高电压穿越改造为例,进行了技术解析。关键词:双馈风力发电机;低电压穿越技术;解析
0 引言
风是一种没有公害且取之不尽、用之不竭的能
源。利用风力发电对于缺水、缺燃料以及交通不便的
沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带具有极大的价
值。近年来,随着风力发电技术的逐渐成熟,风电场
建设越来越受到重视。而我国风能资源较为丰富,可
开发利用的风能储量相对较大。加快风电项目建设,
对于促进我国区域环境整治、能源结构调整以及经济
发展方式转变等都有着十分重要的意义。截至2022
年底,我国风电装机容量约3.7亿千瓦,在全国全口
径发电设备的装机总容量的占比为14.17%。而随着
风电装机容量在电力系统中所占比例的增大,风电场
的运行对于电力系统整体的稳定性产生越来越大的影
响。因此,电力系统对于风电场入网的要求越来越
高,越来越严格,甚至还会以火电机组的标准作为要
求[1]。具体来说,主要包括高/低电压穿越技术、无
功控制技术以及有功功率控制技术等。其中,高/低
电压穿越技术是当前风电机组设计和制造中最关键,
同时也是最难的技术。1 双馈风力发电机及低压穿越技术概述
1.1 双馈风力发电机概述
双馈风力发电机也被称为双馈型感应发电机(Double-FedInductionGenerator),这种风力发电机不
过分依赖蓄电池的容量,而是通过适当控制励磁系统
的电流,确保输出的电能达到恒频的目的。具体来
说,双馈风力发电机的结构类似于异步发电机,但不
同的是该发电机在励磁上采用了交流励磁的方式,而
风力发电系统高电压穿越技术综述
边晓燕;田春笋;符杨
【摘 要】风电在电力系统中占比的逐年递增给电网的稳定运行带来安全隐患，基于此探讨了电网电压骤升时风电系统的高电压穿越能力。以当前兆瓦级中的主流风力发电机型为例，分析了电网电压骤升时风电系统的暂态过程，并探讨了澳大利亚风电并网标准中关于风电高电压穿越的基本要求。在此基础上，总结了目前国内外关于风电系统高电压穿越的技术研究，并进行分析比较，旨在为风电系统高电压穿越技术的应用提供参考。%Proportion of wind power in power system
increases progressively yearly which may cause potential safe hazard to
stable operation of the power grid. Therefore,high voltage ride-through
capability of wind power system at the time of power grid voltage swell.
Taking the mainstream wind power generator type of MW grade for
example,transient process of the wind power system at the time of power
grid voltage swell was analyzed and basic requirements of high voltage
ride-through in Australia wind power integration standards were discussed.
Meanwhile,research on high voltage ride-through technology for wind
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双馈风力发电机低电压穿越技术的分析
作者：高伟
来源：《城市建设理论研究》2013年第29期
摘要：随着风电装机容量在系统中所占比例增加，风电场的运行对系统稳定性的影响将不容忽视，双馈风力发电机低电压穿越技术的研究倍受关注。介绍了低电压穿越的定义和标准，从转子侧保护电路、定子侧保护电路和直流侧保护电路三个方面详细分析了双馈风机的低电压穿越技术及其实现方法，并对各个方法的优缺点进行了分析，对双馈风力发电机低电压穿越技术的发展趋势和改进进行了总结。
关键词：低电压穿越(LVRT)；双馈风力发电机(DFIG)；撬棒；DC-Chopper；能量存储设备(ESS)
中图分类号： TB857+.3 文献标识码： A
Analysis on the low voltage ride through technology of doubly-fed induction generator
ABSTRACT: Along with the increasing proportion of wind power in the power system, the
impact of the operation of the wind farm on the stability of the power system cannot be ignored, so the
low voltage ride through technology of doubly-fed induction generator attracted much attention. In
this paper ,the definition and standard of the low voltage ride through are introduced, low voltage ride
