風力發電系統在運行過程中，由于各種原因引起的電網電壓波動、跌落甚至短路故障會影響發電機的不間斷運行。本文主要對電網電壓跌落時直驅風力發電系統網側變換器的雙矢量電流控制策略進行了研究，并利用Matlab/Simulink對10kW直驅風力發電系統進行了建模和仿真，分別分析了電網電壓平衡跌落50%-0.25s和不平衡跌落85%-0.15s時電能變換器的動態響應。仿真結果驗證了系統控制策略的有效性，在電網電壓跌落時電能變換器仍能與電網保持連接，直驅風力發電系統具有良好的短時電壓跌落的渡過能力。
關鍵詞 永磁直驅風力發電；電能變換器；電網電壓跌落；雙矢量電流控制

Research of converter for PMSM Direct Driven by Wind Turbine under Grid Voltage Dips
Zhu Lin? Xu Dian Guo? Ma Hong Fei
Abstract: In the operation process of wind power generation system, the generator may be disconnected from the grid in case of disturbances such as voltage dips even a grid fault. In this paper, we set up models of 10kW direct-drive wind power generation system based on PMSM by Matlab/Simulink, and analyzed the response of power converter when the grid voltage balanced dips 50%-0.25s and A-phase unbalanced dips 85%-0.15s respectively. This contribution presents that using dual vector current controller can keep direct-drive wind turbines with PMSM connected to the grid during voltage dips. The behavior of the power converter during grid dips is demonstrated by simulations and the control strategy is correct.
Keywords: direct-drive wind power generation with PMSM; power converter; voltage dips; dual vector current control

1? 引言
隨著全球經濟的快速發展，人類對能源的需求明顯增加，而地球上可利用的常規能源是有限的。同時，隨著人類活動的加劇，自然生態環境卻在不斷惡化。因此，目前世界各國都已經把開發新能源和利用可再生能源作為未來能源發展的方向。風力發電是新能源中技術最成熟、最具規模開發條件和商業化發展前景的發電方式之一，具有占地少、無污染、建設周期短、裝機規模靈活等優點，因此受到了世界各國的重視[1]。采用無齒輪箱的直驅永磁同步發電機雖然提高了電機的設計成本，但卻有效的提高了系統的效率以及運行可靠性，并且降低了噪音和機械損失從而降低了風力發電機組的運行維護成本，因此受到了越來越多的關注[2]。
隨著社會發展和技術進步，現代企業生產對電能質量提出日益嚴格的要求。在許多國家，電網電壓跌落已上升為影響用電設備安全穩定運行的最重要的電能質量問題，因此電網電壓跌落已成為討論的熱點[3]。電網發生突然跌落時，發電機將產生較高的瞬時電磁轉矩和電磁功率，可能造成發電機系統的機械損壞或熱損壞，所以本文研究直驅風力發電系統的電能變換器在電網電壓突然跌落時的系統持續運行控制。目前矢量電流控制策略一般都是基于三相電網平衡的條件下進行設計的。因此，本文采用雙矢量電流控制策略對網側變換器進行控制，通過仿真分析了系統在電網電壓平衡跌落50%-0.25s和A相電壓不平衡跌落85%-0.15s的動態響應。