磁链控制型双馈风电机组及其弱电网阻尼优化策略

谢震; 李喆; 冯艳涛; 张兴

doi:10.7500/AEPS20211211001

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磁链控制型双馈风电机组及其弱电网阻尼优化策略

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 磁链控制型双馈风电机组及其弱电网阻尼优化策略
- Flux-controlled DFIG-based Wind Turbine and Its Damping Optimization Strategy in Weak Grid
- 电力系统自动化 2022年46卷第24期页码：132-141
- 作者机构：
  
  合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽省合肥市 230009
- 作者简介：
  
  谢震(1976—)，男，通信作者，博士，教授，主要研究方向：大功率风力发电用并网变流器。E-mail：ppsd2003xie@sina.com
  李喆(1997—)，男，博士研究生，主要研究方向：双馈风力发电技术。E-mail：906233647@qq.com
  冯艳涛(1992—)，男，博士研究生，主要研究方向：风电机组虚拟惯量控制、电压主动支撑。E-mail：fengyantaom@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51877063)
- DOI：10.7500/AEPS20211211001
  中图分类号：
- 收稿：2021-12-11，
  
  修回：2022-04-17，
  
  网络出版：2022-11-04，
  
  纸质出版：2022-12-25
- 稿件说明：
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谢震,李喆,冯艳涛等.磁链控制型双馈风电机组及其弱电网阻尼优化策略[J].电力系统自动化,2022,46(24):132-141.

XIE Zhen,LI Zhe,FENG Yantao,et al.Flux-controlled DFIG-based Wind Turbine and Its Damping Optimization Strategy in Weak Grid[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(24):132-141.
谢震,李喆,冯艳涛等.磁链控制型双馈风电机组及其弱电网阻尼优化策略[J].电力系统自动化,2022,46(24):132-141. DOI： 10.7500/AEPS20211211001.

XIE Zhen,LI Zhe,FENG Yantao,et al.Flux-controlled DFIG-based Wind Turbine and Its Damping Optimization Strategy in Weak Grid[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(24):132-141. DOI： 10.7500/AEPS20211211001.

摘要

区别于跟网型结构，采用构网型结构的双馈风电机组不存在电流环与锁相环的耦合，且具备一定的频率/电压主动支撑能力，因而更适合在弱电网下运行。针对双馈风电机组的构网型结构，提出一种磁链控制型双馈风电机组(FC-DFIG)构网方案，通过构建定子磁链外环-转子电流内环的双闭环结构实现对定子磁链矢量的幅相控制，进而调节并网功率。基于传输功率与定子磁链矢量的关系，提出FC-DFIG构网方案，并建立其小信号模型，证明该结构稳定可控。此外，针对弱电网下的低阻尼特性，基于定子

轴磁链微分前馈策略优化系统阻尼，理论和实验证明所提方案可以改善机组阻尼特性，有效提升FC-DFIG在弱电网下的稳定性。

Abstract

Being different from the grid-following structure

the doubly-fed induction generator (DFIG)-based wind turbine with a grid-forming structure has no coupling between the current loop and the phase-locked loop

and has a certain frequency/voltage active support ability

so it is more suitable for operation in the weak grid. Aiming at the grid-forming structure of DFIG-based wind turbines

a grid-forming scheme of flux-controlled DFIG (FC-DFIG) is proposed. The amplitude and phase control of the stator flux vector is realized by constructing a double closed-loop structure of stator flux outer loop and rotor current inner loop

and then the grid-connected power is adjusted. Based on the relationship between transmission power and stator flux vector

the grid-forming scheme of FC-DFIG is proposed

and its small signal model is established to prove that the structure is stable and controllable. In addition

aiming at the low damping characteristics in the weak grid

the system damping is optimized based on the differential feedforward strategy of stator

-axis flux. Through theory and experiment

it is proven that the proposed scheme can improve the damping characteristics of the unit and effectively improve the stability of FC-DFIG in the weak grid

关键词

Keywords

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