5　總結與展望

5.1　總結

通過勵磁控制實現雙饋機組的低電壓穿越（LVRT）是風力發電的熱點問題之一。針對這個問題，眾多文獻都提出了各自的控制策略，并建立了各自的一套理論體系。這些勵磁控制策略看似種類繁多，實則存在原理上的共同點。本文從一個嶄新的角度分析典型控制策略的相似之處，用統一的理論對勵磁控制進行了物理角度的總結。

本文歸納了現有勵磁控制策略在轉子端口等效阻抗特性上的共同特性，并基于對楞次定律的理解，結合雙饋電機短路故障暫態過程的分析，從故障下變流器提供感應電流通路的角度對勵磁控制的物理意義進行了分析和總結。分析結果表明，典型的LVRT勵磁控制策略都是順應楞次定律的趨勢為轉子電流提供一個一定阻抗的通路，并且當等效阻抗為純感性時，即定、轉子電流方向完全相反時，控制效果最好。該分析方法可以作為評判某種控制策略是否可行的標準。

轉子側變流器作為一個可控電流源，分析低電壓穿越的電流需求對于如何給出合理的轉子電流閉環指令有指導意義。從減小轉子感應電動勢和減小轉子電壓需求的角度分析轉子電流需求，本文提出了一種轉子電流指令反向跟蹤定子電流的控制策略，并分析了該策略的物理意義及相對于其他控制策略的優點。通過對暫態過程的分析，得出了關鍵參數k的選取原則，并進行了大功率風力發電機的仿真和小功率的實驗驗證，結果均表明了該控制策略的有效性。

該控制策略具有以下優點：

（1）原理清晰，無需磁鏈觀測，容易實現。

（2）保留正常控制的轉子電流閉環，結構簡單。

（3）能夠有效抑制轉矩脈動。

在深度故障發生后的一段時間內，勵磁控制都需要從電網吸收無功功率才能保持不脫網運行。從變流器的角度來說，最基本要求是保持不脫網，其次才是為電網提供無功支撐。而從電網的角度來說，無法接受雙饋電機在電壓跌落后從電網吸收無功，這之間存在不可調和的矛盾。

由于故障恢復時刻和恢復過程對系統的暫態特性影響較大，本文從定性的角度得出不利恢復時刻可能導致不可控的結論。因為剩余電壓穩態下的定子磁鏈如果和恢復后穩態定子磁鏈方向正好相反，其磁鏈中的暫態分量比零電壓跌落下的暫態分量還要大，因此產生更大的轉子感應電動勢，更容易導致變流器不可控。