李 昊，庄圣贤，许永衡，周 兰

（西南交通大学电气工程学院，四川 成都 610031）

1 引言

近几年来，在变速恒频风电系统中，使用双馈感应发电机双馈型风电系统占市场份额最大，而使用永磁同步风力发电机的直驱型及高速永磁电机的风力发电机组发展也很快。其中采用高速永磁同步电机的风力发电机组，因为采用了高速永磁同步发电机，使得电机的体积相比永磁直驱型电机明显地缩小，其电机的成本也大大降低。高速永磁风力发电机组在拓扑结构、成本、经济效益以及应对电网故障等方面具有独特的优势。

随着风电装机容量的增加，电网故障对风机的影响受到越来越多的重视。在电网电压跌落到一定深度时，必须保证风机在曲线上方不脱网，对电网提供无功支持，直至电压恢复，要求风电系统具有低电压穿越能力［1］。目前国内外对双馈感应发电机风电系统低电压穿越特性研究的较多［2］，但对高速永磁同步风电机组变流器的整体建模和研究还不是很多，对其低电压穿越特性的研究也少。

因此，本文从研究高速永磁同步发电机组低电压穿越特性出发，对发电机、发电机侧变流器、电网侧变流器进行了建模，详细分析了各部分的工作原理。基于Matlab／Simulink构建了高速永磁同步发电机风电机组的仿真模型，以及低电压穿越函数，对其在电网跌落时的穿越特性进行了分析。通过对永磁同步发电机定子电流的解耦，实现发电机转矩和定子电压的控制。……