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1e.onnetz 公司对电网故障时风电场不脱网运行的电压范围要求［33］

　　为了提高风电机组的低电压穿越能力，必须针对当前主流风电机组中的双馈感应发
电机的运行特点进行研究，研究它们在电网故障与故障恢复过程中的暂态行为，消除或
减轻在不离网控制情况下可能引起的机组损害。许多文献［

4-7］报道了在电网电压跌落

情况下，风电机组中的双馈感应发电机会导致转子侧过流，同时转子侧电流的迅速增加
会导致转子励磁变流器直流侧电压升高，发电机励磁变流器的电流以及有功和无功都会
产生振荡。这是因为双馈感应发电机在电网电压瞬间跌落的情况下，定子磁链不能跟随
定子端电压突变，从而会产生直流分量，由于积分量的减小，定子磁链几乎不发生变化，
而转子继续旋转，会产生较大的滑差，这样便会引起转子绕组的过压、过流。如果电网出
现的是不对称故障的话，会使转子过压与过流的现象更加严重，因为在定子电压中含有
负序分量，而负序分量可以产生很高的滑差。过流会损坏转子励磁变流器，而过压会使
发电机的转子绕组绝缘击穿。为了保护发电机励磁变流器，采用过压、过流保护措施势在
必行。

　　为了保证电网故障时双馈感应发电机及其励磁变流器能安全不脱网运行，适应新电
网运行规则的要求，国内外学术界和工程界对电网故障时双馈感应发电机的保护原理与
控制策略进行了大量研究。据文献的报道，当前的低电压穿越技术一般有三种方案：一
种是采用了转子短路保护技术（

crowbarprotection），二种是引入新型拓扑结构，三是

采用合理的励磁控制算法。下面逐一分析介绍。

2 转子短路保护技术

　　这是目前一些风电制造商采用得较多的方法，其在发电机转子侧装有

crowbar 电路，

为转子侧电路提供旁路，在检测到电网系统故障出现电压跌落时，闭锁双馈感应发电机
励磁变流器，同时投入转子回路的旁路（释能电阻）保护装置，达到限制通过励磁变流
器的电流和转子绕组过电压的作用，以此来维持发电机不脱网运行（此时双馈感应发电
机按感应电动机方式运行）。

　　目前比较典型的

crowbar 电路有如下几种：

　　（

1）混合桥型 crowbar 电路［9］，如图 2 所示，每个桥臂由控制器件和二极管串

联而成。