张 骏，马 东，卢成志，张银龙

(华电电力科学研究院有限公司，杭州 310030)

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为落实中国节能减排目标，近年来中国风电机组装机容量快速增长，在总装机量中占比不断提升。根据中国电力企业联合会发布的2023年1—2月电力工业运行简况，截至2023年2月，中国风电机组装机容量为3.7亿kW，占总装机量的14.20%[1-2]。目前大规模并网运行的风电机组可分为两类：永磁直驱风电机组(PMSG)和双馈异步风电机组(DFIG)。DFIG由于其发电机(绕线式)和变流器造价低廉，在额定功率为2 MW及以下的风电机组类型中广泛使用。

DFIG在不同风速段的控制目标也略有不同。在切入风速附近(对于1.5 MW风电机组，风速一般为3.0～4.5 m/s)DFIG控制方式为恒转速控制(转速为1000 r/min)，此时DFIG保持最低并网转速(控制I段)；当风速(一般为4.5～9.0 m/s)略高于切入风速且略低于额定风速时，DFIG控制方式为恒定风能利用系数Cp控制，此时风轮转速随着风速的变化，而变化保持其最大风能利用系数Cp,max值不变(转速范围为1000～1800 r/min)，从而使风轮捕获的能量最大(控制II段)；当风速在额定风速附近时(一般为9～11 m/s)，此时DFIG保持额定转速(1800 r/min)运行(控制III段)；当风速高于额定风速(11 m/s)时，此时DFIG为依然保持额定转速(1800 r/min)恒功率运行(控制IV段)。

由于风资源较好的地区风能开发已趋于饱和，同时随着平价与竞价上网时代的到来，提升风电机组在低风速下的发电效率具有重要意义[3]。DFIG在控制II段(低风速段)通过调节发电机转矩使风轮按照最佳叶尖速比运行，跟踪最佳风能利用系数，提升风能利用率[4-5]。由于在电气结构上，DFIG的定子绕组直接与电网相连，机侧(即转子侧)通过变流器与电网相连，可通过调节转子侧变流器输出的频率和电流幅值控制DFIG转速[6]。……