鄒文仲，章金峰

（南京南瑞繼保電氣有限公司，南京 211102）

0 引言

近年來，隨著綠色能源的需求增長和國家對(duì)風(fēng)電行業(yè)的大力支持，以風(fēng)能為代表的新能源產(chǎn)業(yè)得到了迅速發(fā)展。雙饋風(fēng)機(jī)技術(shù)成熟，不僅具有變速恒頻的特性，且變頻器傳輸?shù)霓D(zhuǎn)差功率僅占其額定容量的1/4左右[1]，能夠節(jié)約投資，實(shí)際應(yīng)用最為廣泛。

當(dāng)前雙饋風(fēng)機(jī)主要通過變頻器對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制，電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，定、轉(zhuǎn)子電流急劇增大[1-2]，風(fēng)機(jī)采取脫網(wǎng)的方式來保護(hù)變頻器及整個(gè)機(jī)組。然而隨著風(fēng)電裝機(jī)容量的增加，風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定造成嚴(yán)重威脅，因此要求風(fēng)機(jī)具有低電壓過渡能力[3-5]。

為了實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)的低電壓過渡，其核心是防止變頻器過電流，因此分析雙饋風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)故障時(shí)定、轉(zhuǎn)子電流的變化趨勢(shì)及其與磁鏈的關(guān)系對(duì)實(shí)現(xiàn)低電壓過渡具有重要意義[6]。文獻(xiàn)[7]對(duì)雙饋風(fēng)機(jī)電壓跌落時(shí)的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行了詳細(xì)分析，介紹了發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子的磁鏈、電流的變化情況；文獻(xiàn)[8]建立了故障情況下雙饋風(fēng)機(jī)的模型，對(duì)故障情況下的定、轉(zhuǎn)子電流進(jìn)行了仿真研究；文獻(xiàn)[9-10]分析了雙饋風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)故障下定、轉(zhuǎn)子電流及加入撬棒保護(hù)后雙饋風(fēng)機(jī)的控制策略。可以看出，現(xiàn)階段對(duì)電網(wǎng)故障下雙饋風(fēng)機(jī)的研究主要停留在分析定轉(zhuǎn)子電流解析表達(dá)式及磁鏈變化過程方面，對(duì)轉(zhuǎn)子諧波產(chǎn)生原理、故障瞬間沖擊電流對(duì)風(fēng)機(jī)的影響卻鮮有介紹，而諧波和沖擊電流對(duì)設(shè)計(jì)雙饋風(fēng)機(jī)低電壓過渡（Low Voltage Ride Through，LVRT）策略至關(guān)重要。

本文從雙饋風(fēng)機(jī)的基本方程入手，分別采用解析法和空間矢量法推導(dǎo)了定、轉(zhuǎn)子電流在電網(wǎng)對(duì)稱故障下的通用表達(dá)式，分析了轉(zhuǎn)子諧波產(chǎn)生原理及過程，從理論上得到了故障電流應(yīng)該包含的主要諧波分量，并在此基礎(chǔ)上分析了沖擊電流產(chǎn)生原理及與有功、無功的關(guān)系。最后在一臺(tái)1.5 MW的風(fēng)機(jī)上進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，仿真電流的變化趨勢(shì)及諧波含量基本上和理論值一致。為了準(zhǔn)確驗(yàn)證理論值，對(duì)一臺(tái)實(shí)際風(fēng)機(jī)進(jìn)行了LVRT試驗(yàn)，實(shí)測(cè)結(jié)果再次驗(yàn)證了理論分析的正確性。

1 雙饋風(fēng)機(jī)故障暫態(tài)電流的理論推導(dǎo)

為了研究方便，假定雙饋風(fēng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子側(cè)電壓、電流正方向按電動(dòng)機(jī)慣例，則雙饋風(fēng)機(jī)模型方程可表示為[11]：

式中：Us、Is、ψs、Ls分別代表定子側(cè)的電壓、電流、磁鏈、電感；Ur、Ir、ψr、Lr分別表示轉(zhuǎn)子側(cè)的電壓、電流、磁鏈、電感；Rs、Rr分別表示定、轉(zhuǎn)子電阻；P為微分算子；Lm為勵(lì)磁電感；ω1為同步角速度；ωr為轉(zhuǎn)子電角速度。

1.1 定子故障電流推導(dǎo)

當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生對(duì)稱性故障后，會(huì)導(dǎo)致雙饋風(fēng)機(jī)定子電壓下降，采用解析法對(duì)電網(wǎng)電壓跌落后風(fēng)機(jī)定子電流進(jìn)行推導(dǎo)[12]，具體如下。

設(shè)風(fēng)機(jī)定子側(cè)電壓跌落系數(shù)為1-A（0＜A＜1），則故障過程可以看做是定子端突加一組與跌落電壓大小相等、與端電壓相位相反的三相電壓的過程，利用電路疊加定理對(duì)雙饋風(fēng)機(jī)進(jìn)行分析，可得在電壓跌落系數(shù)為1-A情況下定子響應(yīng)電流的空間矢量is為：

式中：is0為電壓跌落前定子穩(wěn)態(tài)電流空間矢量；is1為定子突加反向三相電壓所產(chǎn)生的定子電流空間矢量。

設(shè)定子U相電壓為uU=Umsin(ω1t+φ)，Um為電壓幅值，φ為電壓初始相角，則定子電壓的空間矢 量us0=-jUmej()ω1t+φ，轉(zhuǎn) 換 到 轉(zhuǎn) 子 坐 標(biāo) 系，其中ωs為轉(zhuǎn)差角速度，ωs=ω1-ωr，于是在定子電壓跌落前的穩(wěn)態(tài)電流矢量轉(zhuǎn)換至轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系，記為is0′，則：

式中：Xs為定子電抗。

通常情況下，Xs?Rs，故式（4）可以近似寫成：

由于突加三相反向電壓，定、轉(zhuǎn)子磁鏈的初始值為0，由式（1）可得定子電壓方程的拉氏變換為：

式中：s為轉(zhuǎn)差率；為usr的拉式變換，其表達(dá)式為為突加三相反向電壓產(chǎn)生的定子電流及磁鏈的拉式變換；Ls()

s為轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系中定子的運(yùn)算電感，分別為轉(zhuǎn)子的時(shí)間常數(shù)和瞬態(tài)時(shí)間常數(shù)。由此得：

式中：a為定子直流分量的衰減系數(shù)，為定子瞬態(tài)電感，近似號(hào)右端的式子是不計(jì)轉(zhuǎn)子電阻時(shí)衰減系數(shù)的近似表達(dá)式。

將定子運(yùn)算電感的倒數(shù)1/Ls(s)展開：

代入式（7）可得：

對(duì)式（9）進(jìn)行拉氏逆變換，一般情況下ωr?a，，因此可將式（9）簡化為：

當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，認(rèn)為ωr≈ω1，記為定子電流在轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系的表達(dá)式，則：

最后得到定子U相電流：

由式（12）可見，在雙饋風(fēng)機(jī)定子端電壓降低的情況下，定子電流主要包括穩(wěn)態(tài)分量、直流衰減分量和交流衰減分量，其中穩(wěn)態(tài)分量的幅值取決于定子端電壓跌落程度A，直流分量的幅值和跌落程度以及故障時(shí)刻有關(guān)，式（12）最后一項(xiàng)是交流衰減分量，其角速度為ω1（假定ωr≈ω1），占暫態(tài)電流的大部分，以瞬態(tài)時(shí)間常數(shù)衰減。

1.2 轉(zhuǎn)子故障電流推導(dǎo)

因涉及旋轉(zhuǎn)的磁鏈，空間矢量法更適合轉(zhuǎn)子故障電流求解。定、轉(zhuǎn)子電感表達(dá)式為Ls=Lls+Lm，Lr=Llr+Lm，其中Lls、Llr分別為定、轉(zhuǎn)子漏感。結(jié)合式（2）可得：

當(dāng)發(fā)電機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)行階段時(shí)，定轉(zhuǎn)子磁鏈在空間上保持相對(duì)靜止，且以定子的電角頻率旋轉(zhuǎn)。若忽略定子電阻，則定子繞組的電壓矢量方程us=Rsis+dψs/dt可變換為：

當(dāng)對(duì)稱故障導(dǎo)致機(jī)端電壓跌落后，忽略定子電阻，則由式（14）可得：

式中：ψm為定子磁鏈ψs的幅值。由上述分析可知，在定子電壓降低的情況下，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)逐漸衰減的直流分量ψsDC()t和一個(gè)同步旋轉(zhuǎn)的交流分量ψs1，則故障后的磁鏈為：

由式（14）—式（16）可得：

式中：Ps、Qs、Us分別為定子側(cè)有功功率、無功功率及電壓有效值。

將各磁鏈代入式（13）可得：

其中，ks=Lm/Ls。

由式（19）可以看出，故障情況下轉(zhuǎn)子電流包含同步頻率的交流分量、衰減的轉(zhuǎn)差頻率交流分量和衰減的直流分量。

2 電壓跌落情況下雙饋風(fēng)機(jī)的電磁暫態(tài)分析

由式（14）可以看出，定子磁鏈隨時(shí)間的變化率近似等于定子電壓。當(dāng)雙饋風(fēng)機(jī)定子側(cè)發(fā)生三相短路接地故障時(shí)，雙饋風(fēng)機(jī)的端電壓降為零，但故障瞬間為保持定子磁鏈不發(fā)生突變，會(huì)在定子繞組中產(chǎn)生恒定的磁鏈直流分量，若進(jìn)一步考慮定子繞組的電阻，則該直流分量呈逐漸衰減的趨勢(shì)。此外定子電阻的壓降還將在定子磁鏈中產(chǎn)生幅值很小的交流分量，圖1所示為某時(shí)刻發(fā)生三相短路接地故障時(shí)的定子磁鏈。

圖1 機(jī)端短路時(shí)定子磁鏈Fig.1 Stator flux in case of short circuit of terminal

設(shè)故障時(shí)刻為t0，式（16）可以改寫為：

圖2 電壓跌落50%時(shí)定子磁鏈的理論結(jié)果Fig.2 Theoretical results of stator flux at 50% voltage drop

圖3 電壓跌落50%時(shí)定子磁鏈的仿真結(jié)果Fig.3 Simulation results of stator flux at 50% voltage drop

3 諧波及沖擊電流分析

3.1 諧波分析

定子電壓跌落瞬間，將在定子繞組中產(chǎn)生逐漸衰減的磁鏈直流分量。由于風(fēng)機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)的電磁時(shí)間常數(shù)，因此故障發(fā)生后的幾百毫秒內(nèi)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速基本保持不變，則轉(zhuǎn)子繞組必然會(huì)以轉(zhuǎn)速ωr切割該直流分量，繼而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生頻率為ωr/2π的交流分量。若轉(zhuǎn)子繞組有Crowbar保護(hù)電路[12]，則當(dāng)控制環(huán)節(jié)檢測(cè)到轉(zhuǎn)子電流因存在諧波電流而增大時(shí)，會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)子短接以保護(hù)變頻器，當(dāng)轉(zhuǎn)子被短接后其端電壓迅速降為零，與定子側(cè)端電壓跌落時(shí)的分析過程相同，此時(shí)轉(zhuǎn)子中必定會(huì)產(chǎn)生磁鏈的直流分量。

當(dāng)定子磁鏈的直流分量在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生角速度為ωr的交流分量時(shí)，也必會(huì)在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生一定的直流分量。在定子坐標(biāo)系中，該直流分量以角速度ωr切割定子繞組，在定子繞組中產(chǎn)生角速度為ωr的交流分量，當(dāng)然也包含由此過程繼續(xù)產(chǎn)生的ωr+ωS、ω1等諧波分量，但由于其幅值比較小，因此可以忽略不計(jì)。

以上是電磁暫態(tài)過程產(chǎn)生的諧波，此外轉(zhuǎn)子電流中諧波含量與所應(yīng)用變頻器的類型關(guān)系也很大，需要根據(jù)具體情況分析。常用的交交變頻器輸出電壓中諧波的頻譜分布為：

式中：f1為電網(wǎng)側(cè)頻率，f2為轉(zhuǎn)子頻率。由于變頻器產(chǎn)生的高次諧波幅值較小，所以一般情況下可以忽略不計(jì)。

綜上所述，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障后定子電流主要包括：角速度為同步角速度ω1的基波分量，為了維持磁鏈不發(fā)生突變而產(chǎn)生的ψsDC(t0)直流分量，定子切割轉(zhuǎn)子的直流分量感應(yīng)出的ωr的交流分量等。轉(zhuǎn)子電流主要包括：角速度為轉(zhuǎn)差角速度ωs=ω1-ωr的交流分量，以轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)τr衰減的直流分量和以定子時(shí)間常數(shù)τs衰減、角速度為ωr的交流分量。

3.2 沖擊電流最大值分析

在磁鏈衰減變換過程中，定、轉(zhuǎn)子電流會(huì)到達(dá)沖擊電流的峰值，影響該值的因素較多，如有功、無功指令，電壓跌落程度等。在定、轉(zhuǎn)子電感表達(dá)式中，Lm?Lls，Lm?Llr，則：

綜合式（2）、式（22）得：

式（23）表明，在忽略雙饋風(fēng)機(jī)空載勵(lì)磁電流的情況下，發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子電流空間矢量大小相等，相位相反；在故障最嚴(yán)重情況即發(fā)電機(jī)發(fā)生三相短路接地的情況下，當(dāng)定、轉(zhuǎn)子磁鏈的相位相反時(shí)，定、轉(zhuǎn)子電流達(dá)到最大值。在雙饋風(fēng)機(jī)定子電壓跌落的情況下，定子磁鏈的主要成分是衰減的直流分量和同步速旋轉(zhuǎn)的新穩(wěn)態(tài)分量，在短時(shí)間內(nèi)與轉(zhuǎn)子主磁鏈保持相對(duì)靜止，所以該結(jié)論在電壓跌落的情況下也同樣適用。當(dāng)定子端完全短路接地時(shí)，定、轉(zhuǎn)子的最大電流為[13-14]：

根據(jù)式（12）、（18）、（19），并利用下文中的仿真參數(shù)，繪制沖擊電流的最大值和各因素的關(guān)系圖，如圖4—圖6所示。

圖4 定子故障電流最大值和有功功率、無功功率的關(guān)系Fig.4 Relationship between maximum stator fault current and active and reactive power

圖6 定、轉(zhuǎn)子故障電流最大值和電壓跌落系數(shù)的關(guān)系Fig.6 Relationship between maximum fault current and drop coefficient in stator and rotor

圖4、圖5中的曲面是磁路的飽和作用和集膚效應(yīng)作用的結(jié)果。圖6中定、轉(zhuǎn)子故障電流的最大值基本相等，與式（24）理論推導(dǎo)相吻合；當(dāng)A=1時(shí)，故障電流最大值也基本符合式（24）的理論推導(dǎo)結(jié)果。

圖5 轉(zhuǎn)子故障電流最大值和有功功率、無功功率的關(guān)系Fig.5 Relationship between maximum rotor fault current and active and reactive power

從能量的角度出發(fā)，當(dāng)有功功率指令值增大時(shí)，雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)化的能量增加，電壓跌落后為了維持功率短時(shí)間不變，在電壓降低程度相同的情況下必然導(dǎo)致電流增加得更多，出現(xiàn)更大的沖擊電流，根本原因是有功功率的增加導(dǎo)致定轉(zhuǎn)子磁鏈幅值和相角差的增大；無功方面，當(dāng)雙饋風(fēng)機(jī)輸出無功時(shí)，定子的感應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)會(huì)對(duì)主磁場(chǎng)增磁，吸收無功時(shí)則相反，因此為了維持磁鏈的穩(wěn)定，定子故障電流的大小和雙饋風(fēng)機(jī)輸出的無功呈正相關(guān)關(guān)系。

故障瞬間由定子磁勢(shì)產(chǎn)生的電樞磁場(chǎng)分量雖然經(jīng)過電機(jī)的氣隙，但不能進(jìn)入轉(zhuǎn)子繞組，只能進(jìn)入轉(zhuǎn)子繞組的漏磁路，而由轉(zhuǎn)子磁勢(shì)產(chǎn)生的勵(lì)磁磁場(chǎng)分量雖然穿過氣隙，但也不能經(jīng)過定子繞組，只能經(jīng)過定子繞組的漏磁路，因此輕微的故障也會(huì)引起較大的故障電流。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生不對(duì)稱性故障后，會(huì)在電網(wǎng)中產(chǎn)生負(fù)序分量，負(fù)序分量流經(jīng)的回路和直流分量相同，一定程度上加大了故障電流。定性來說，發(fā)電機(jī)漏感越小，或由電網(wǎng)故障產(chǎn)生的定子磁鏈直流分量和負(fù)序分量越大，則故障電流越大。對(duì)于常用的兆瓦級(jí)雙饋風(fēng)機(jī)來說，最大故障電流可達(dá)5～10倍的額定電流。

4 仿真及實(shí)測(cè)驗(yàn)證

4.1 仿真分析

為了驗(yàn)證上述理論分析的正確性，本文采用Matlab/Simulink仿真軟件搭建了一個(gè)1.5 MW的仿真試驗(yàn)平臺(tái)，鑒于主要分析的是雙饋風(fēng)機(jī)在電壓跌落情況下的暫態(tài)響應(yīng)，因此將風(fēng)速穩(wěn)定在11 m/s，并使雙饋風(fēng)機(jī)在單位功率因數(shù)下運(yùn)行。

仿真時(shí)雙饋風(fēng)機(jī)主要參數(shù)設(shè)定如下：風(fēng)機(jī)額定功率1.5 MW，定子額定電壓575 V，極對(duì)數(shù)3，定子電阻0.0071（p.u.），定子漏感0.171（p.u.），轉(zhuǎn)子電阻0.005（p.u.），轉(zhuǎn)子漏感0.1791（p.u.），勵(lì)磁電感2.9（p.u.），發(fā)電機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)2.5，變頻器直流側(cè)的額定電壓為1200 V。

故障前風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，0 s時(shí)雙饋風(fēng)機(jī)的機(jī)端電壓故障跌落70%，假設(shè)故障時(shí)定子電壓U相的相角為α+π/2，利用式（12）、式（19）繪制定、轉(zhuǎn)子的電流波形圖，則定、轉(zhuǎn)子電流的仿真和理論計(jì)算結(jié)果如圖7、圖8所示。

圖7 理論計(jì)算和仿真電壓跌落70%的定子U相電流Fig.7 Stator phase U current of theoretical calculation and simulation with voltage drop of 70%

通過比較分析可知，定、轉(zhuǎn)子仿真結(jié)果的變化趨勢(shì)和理論分析基本相同，定子故障電流最大值較仿真結(jié)果高10%左右，由于在仿真模型中加入了閉環(huán)控制及限幅環(huán)節(jié)，使得風(fēng)機(jī)電流變化緩和，這也是圖8轉(zhuǎn)子電流仿真結(jié)果比理論值平滑的原因。此外由于仿真時(shí)考慮了轉(zhuǎn)子在暫態(tài)過程中轉(zhuǎn)速的變化，加上閉環(huán)控制，因此轉(zhuǎn)子電流在相位上存在少許的誤差。

圖8 理論計(jì)算和仿真電壓跌落70%的轉(zhuǎn)子U相電流Fig.8 Rotor phase U current of theoretical calculation and simulation with voltage drop of 70%

利用理論計(jì)算結(jié)果繪制雙饋風(fēng)機(jī)在機(jī)端發(fā)生三相短路接地故障時(shí)的定、轉(zhuǎn)子電流波形（見圖9）。

實(shí)際情況下，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生三相接地故障時(shí)，由于雙饋風(fēng)機(jī)至故障點(diǎn)線路的電阻以及接地電阻、加之變頻器與電網(wǎng)連接的慣性環(huán)節(jié)共同作用，三相接地故障時(shí)定子不會(huì)完全短路接地，電阻會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的壓降，此時(shí)可以看做是雙饋風(fēng)機(jī)獨(dú)立給負(fù)荷供電的系統(tǒng)?；谏鲜龇治觯唧w過渡過程如下：故障發(fā)生后的短時(shí)間內(nèi)，可認(rèn)為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)速基本不變，此時(shí)定、轉(zhuǎn)子電流迅速增大，直流環(huán)節(jié)迅速充電，電壓逐漸升高；當(dāng)直流環(huán)節(jié)達(dá)到最大電壓時(shí)，開始放電，則定子電流衰減會(huì)由于直流環(huán)節(jié)能量的補(bǔ)充而暫時(shí)減緩，而當(dāng)直流環(huán)節(jié)電壓達(dá)到額定值后，直流環(huán)節(jié)不再放電，轉(zhuǎn)而向定子吸收能量、對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行勵(lì)磁，導(dǎo)致定子電流繼續(xù)衰減。隨著定子電流的衰減，雙饋風(fēng)機(jī)輸出功率逐漸降低，當(dāng)輸出功率等于轉(zhuǎn)子輸入的機(jī)械功率時(shí)，獨(dú)立的供電系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定，定子電流也趨向穩(wěn)定，全過程如圖10所示（故障時(shí)間0.25 s）。

圖10 三相短路故障時(shí)定子三相電流仿真圖Fig.10 Simulation diagram of stator three phases current as three-phase short circuit fault

4.2 實(shí)測(cè)驗(yàn)證

在實(shí)際系統(tǒng)中，影響雙饋風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的因素有很多，定、轉(zhuǎn)子電流不可能完全符合理論分析結(jié)果。圖11、圖12為某風(fēng)電場(chǎng)1.5 MW雙饋風(fēng)機(jī)電壓跌落時(shí)定、轉(zhuǎn)子電流實(shí)測(cè)結(jié)果，跌落系數(shù)為0.6，跌落時(shí)間3.55 s，額定風(fēng)速11 m/s，額定電流1366 A，額定電壓690 V。

由圖11、圖12可以看出，在電壓跌落過程中，定、轉(zhuǎn)子電流不會(huì)超過額定值，但定子的故障沖擊電流將達(dá)到其額定電壓下穩(wěn)態(tài)值的7～8倍，比仿真結(jié)果更高，轉(zhuǎn)子的故障沖擊電流將達(dá)到其額定電壓下穩(wěn)態(tài)值的6～7倍，對(duì)變頻器產(chǎn)生不可忽視的沖擊。經(jīng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證，定、轉(zhuǎn)子電流的變化趨勢(shì)基本上和理論分析及仿真結(jié)果相同，只是實(shí)際運(yùn)行情況更為復(fù)雜，電流的變化也摻雜著更多的不確定性。

圖11 實(shí)測(cè)電壓跌落40%時(shí)的定子電流Fig.11 Measured stator current with voltage drops of 40%

圖12 實(shí)測(cè)電壓跌落40%時(shí)的轉(zhuǎn)子電流Fig.12 Measured rotor current with voltage drops of 40%

5 結(jié)論

本文對(duì)雙饋風(fēng)機(jī)的故障情況進(jìn)行了系統(tǒng)分析，從雙饋風(fēng)機(jī)基本方程出發(fā)，分別用解析法和空間矢量法推導(dǎo)了定子和轉(zhuǎn)子故障電流表達(dá)式，推導(dǎo)了定子磁鏈時(shí)域微分方程且繪制了其理論運(yùn)動(dòng)軌跡，仿真結(jié)果驗(yàn)證了以上推導(dǎo)的準(zhǔn)確性；分析了電網(wǎng)故障情況下雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的電磁暫態(tài)與轉(zhuǎn)子諧波產(chǎn)生的原理，并給出諧波表達(dá)式，指出了有功、無功指令值以及電壓跌落程度與沖擊電流最大值之間的關(guān)系。綜上分析可知，電網(wǎng)故障導(dǎo)致在雙饋風(fēng)機(jī)定子磁鏈中激發(fā)的暫態(tài)直流分量和負(fù)序分量是引起定轉(zhuǎn)子過電流的根本原因，因此設(shè)計(jì)雙饋風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)故障下控制策略（如LVRT策略）時(shí)，研究利用勵(lì)磁控制來抵消定子磁鏈中的直流分量和負(fù)序分量是優(yōu)先考慮的方式，勵(lì)磁控制無額外硬件投入，是實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)故障下拖網(wǎng)運(yùn)行最為經(jīng)濟(jì)、快速的方式。