投切控制的要求与注意事项

双馈风力发电机的投切控制要求在较小的电流甚至零电流的情况下使双馈风力发电机投入或切出电网，从而减小风力发电系统的投切过程对电网的冲击，使系统安全可靠地运行，同时也有效地延长发电系统的寿命，降低其运行和维护成本。就投入控制而言，基于双馈风力发电机的变速恒频风力发电机的投入控制与其他变速及定速风力发电机的投入控制有所不同，在基于双馈电机的变速恒频风力发电机中，双馈电机与电网之间为柔性连接，即在转子励磁变流器容量允许的范围内，双馈风力发电机定子电压的频率和幅值大小不依赖于其转子转速。正是这一特性使双馈风力发电机在其转速到达变流器容许的调速范围后，可以根据电网电压的需要实时改变转子励磁电流的频率、相位、相序等，从而使双馈风力发电机的定子电压跟随电网电压实现软投入的目的。而双馈风力发电机的切出过程是一个使其定子电流逐渐减小到零的过程，该过程中首先将转子电流中的转矩分量减小到零，然后调整其励磁电流使其定子电流为零，从而使双馈电机在定子零电流情况下从电网脱开，完成双馈风力发电机的软解列过程。

实现双馈风力发电机软投入的关键是双馈电机空载定子电压的控制，就空载定子电压控制而言，目前多采用定子电压开环控制策略，包括转子电流开环控制和转子电流闭环控制等。

（1）转子电流开环控制策略依据双馈电机的稳态方程，包括定子电压的稳态方程和转子电压的稳态方程，这一方案无需调节器设计，控制系统相对较为简单，但是这一方案的突出问题为：①定子电压的控制精度不仅受双馈电机参数的影响，而且受功率电路自身特性的影响，致使定子电压控制精度不高；②双馈电机转子回路的欠阻尼特性使得转子电流开环控制系统的动态响应特性较差。(www.xing528.com)

（2）转子电流闭环控制系统中，对定子电压的控制的依据依然是定子电压的稳态方程，所不同的是对转子电流的控制依据转子电压的动态方程，通过合理的转子电流调节器设计起到改善转子回路振荡特性，进而改善系统动态响应特性的功能，而且转子电流的闭环控制降低了功率电路自身特性对定子电压控制的影响。但这一方案也有不足之处，主要表现在：①由于定子电压依然为开环控制，定子电压的稳态控制精度同样受双馈电机参数的影响；②转子电流中可能出现的直流偏量使得定子电压的幅值产生低频脉动，即定子电压中含有转速频率相关的谐波成分。