王 健，张建华，辛付龙

（扬州大学 能源与动力工程学院，江苏省，扬州 225127）

引言

近年来，随着风力发电市场的不断扩大，风电场数量以及风电场容量快速增加，风力发电在电力系统中所占比重逐年增长，对电网的影响也越来越明显。为此，世界各国纷纷制定了大型风力发电机的并网运行标准。这些电网运行标准都要求风力发电机组在电压跌落的暂态过程中能保持不脱网运行，并能快速向电网提供无功功率，调节和稳定电网电压，此要求即为低电压穿越（low voltage ride through LVRT)[1-3]。 目前，国外领先的风电产品公司如通用电气（GE）、ABB和Alstom等已经将低电压穿越功能集成到其产品中，但是由于技术保密性，其控制策略并未可知；国内风电公司和研究机构也开始积极关注低电压穿越能力[4-9]。其中电压跌落的暂态过程分析对LVRT控制策略的研究显得尤为重要。因此，如何保证风力发电机组在电网发生故障时不脱网运行及如何对电网进行无功补偿等问题必须以精确的电压跌落的暂态过程分析为基础。

目前，当电网电压骤降时，双馈电机（DFIG）的动态响应特性及相应的控制策略已取得了一些研究成果。文献[10，11]虽然对电压跌落进行了分析，但并没有给出具体的电流和电磁转矩的解析表达式，更多的采用的是数值仿真的方法。文献[12]，根据LVRT标准曲线对电压跌落暂态特性进行分析，但并没有得到影响电压跌落的本质因素。由于电压跌落时间很短，因此可以考虑转速不变，建立双馈电机的四阶模型，该模型的优点在于不忽略高次项。……