赵　新　吴学智　李葛亮　童亦斌

4利用虚拟阻抗改善电励磁同步发电机弱磁控制性能

赵新吴学智李葛亮童亦斌

（北京交通大学电气工程学院 北京 100044）

由于阵风的影响，电励磁直驱风力发电机可能存在超速引起的定子过电压问题，本文通过电流矢量图分析了电励磁同步发电机（EESG）的弱磁控制范围。在EESG控制系统中可以通过降低转子侧励磁电流来实现弱磁控制，但由于转子侧电感值过大导致弱磁控制响应较慢。提出一种利用虚拟电感实现快速弱磁的方法，仿真和实验结果表明基于“虚拟电感”的EESG弱磁控制方案具有较快的动态响应。

虚拟阻抗 弱磁控制 电励磁同步发电机 风力发电系统

0　引言

直驱型风力发电系统因具有可靠性高、并网灵活等优点而备受关注[1-3]。直驱型风力发电通常采用永磁同步发电机，但永磁同步发电机存在失磁风险，且成本受稀土材料的价格、储量等因素影响较大，从而使得电励磁同步发电机（Electrically Excited Synchronous Generator, EESG）成为直驱型风力发电机的重要发展方向。

实际风力发电系统中会出现短时阵风的情况，由于变桨机构动作需要一定的响应时间，因此发电机可能出现短时的超速，导致发电机的定子端电压超过变流器的输入电压范围，引起发电机失控，此时需要对发电机采取弱磁控制策略保证其安全运行。

EESG运行于额定转速以上时，若保持气隙磁链不变，则发电机的感应电动势随转速增加而增加，定子端电压也随之增加；但定子端电压受变流器最高电压的限制，通过削弱磁场的方法可以在保持定子端电压不变的情况下提高转速，这种方法称为弱磁控制。……