0 引言交流励磁变速恒频风力发电技术是目前最具应用前景的风力发电技术之一，已成为国内外的研究热点。随着交流励磁风电机组单机容量和风电场规模的增大，发电机与电网之间的相互影响作用显得日益重要。新的系统运行导则要求在电网电压跌落时交流励磁风电机组仍具有不间断运行能力。在故障期间，发电机和电网仍继续保持连接，故障切除后，发电机迅速恢复正常运行，为系统提供必要的有功和无功功率支持，减少电压崩溃的危险，提高系统的稳定性。目前主要采用 Crowbar电路来实现电压跌落时交流励磁发电机不问断运行。该技术在电压跌落时切除发电机励磁电源，投入转子旁路保护电阻来限制转子回路的最大电流，达到保护转子励磁电源和发电机的目的。本文分析了电网电压跌落时发电机的暂态运行行为和 Crowbar电路的保护控制原理。对一台基于 Crowbar保护控制的交流励磁风力发电机系统进行了仿真计算，分析了电网故障时发电机系统的运行行为，以及电压跌落程度和旁路电阻取值对 Crowbar保护控制的影响，最后就电压跌落时采用 Crowbar电路的系统运行特点进行了讨论。1 电网电压跌落时发电机系统的控制1.1电压跌落时发电机的 Crowbar保护控制电网电压正常时的发电机定子电压方程可表示为空间矢量形式：①式中：u s、is和Ψs分别为静止坐标系下定子电压空间矢量、定子电流空问矢量和定子磁链空间矢量；Rs为定子绕组电阻。若电网发生非对称短路故障，由磁链守恒原理可知，尽管定子电压在故障时发生突变，但在故障瞬间发电机定子磁链仍将保持恒定不变。在忽略发电机定子电阻的前提下，由式①可知发电机的定子磁链近似等于定子电压的积分，当定子电压中出现正序和负序分量后，发电机定子磁链中显然也将出现相应的稳态正序和负序分量。然而，为维持故障瞬间发电机定子磁链保持不变，定子磁链中还将出现暂态直流分量。根据式①可导出故障后发电机定子磁链各分量与定子电压各分量之间的关系为：②式中：Ψs’为故障后发电机定子磁链空间矢量；ΨsDC’为故障后发电机定子磁链暂态直流分量的空间矢量；ΨsP’和ΨsN’分别为故障后发电机定子磁链正、负序分量的空间矢量；Us为故障前瞬间发电机定子电压空间矢量；UsP’和 UsN’分别为故障后瞬间发电机定子电压正、负序分量的空间矢量；ω为定子电角频率弧为发电机定子磁链暂态直流分量的衰减时间常数；usP’和 usN’分别为故障后发电机定子电压正、负序分量的空间矢量。为简要说明电压跌落时发电机的 Crowb...
