双馈感应发电机,简称DFIG,因为它能够提高额定风速下风能捕获效率,获得最佳的能量输出,有功和无功可以单独调节等优点成为风电场中的主力机型,在风力发电系统中得到了广泛应用。然而,由于DFIG定子直接与电网相连,转子经过变换器与电网相连,这就使得DFIG对电网电压波动异常敏感。电网发生电压跌落故障时会导致DFIG转子绕组中电压过大,若不及时采取有效的保护措施,容易导致转子侧变频器中功率器件的损坏而且危机风电机组的安全运行。在电网故障中,三相短路故障时又是较为常见的一种,提高DFIG电机在三相短路故障下的适应能力,已成为国内外研究的热点问题。
在电网发生三相短路故障时,当前普遍采用的方法是为了DFIG转子侧配置Crowbar电路,通过Crowbar电阻短接变换器达到保护电机的目的。然而,双馈电机转子侧通过Corwbar电阻短接后,使得转子不具有励磁控制能力,双馈电机相当于普通的感应发电机运行。而作感应电机在运行时感应电机会从电网中吸收无功功率,不利于电网故障的恢复,严重时可导致双馈电机脱网运行,因此双馈电机不能参与电网电压故障过程中的系统功率调节,无法满足电网运行规程中电网电压的稳定性。为此,提出改进的Crowbar电路以满足电压跌路过程中对无功功率的要求。改进的Crowbar电路在结构上通过在定子回路中串接电感以改善以往Crowbar电路不能向电网提供无功支持的缺点。