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风能是太阳能的另一种存在方式,具有取之不尽、用之不竭、无污染、廉价等优点。风力发电相比于太阳能、核能等新能源具有最优的成本效益,因此世界各国都在积极发展风力发电。为了规范新能源并网,各国针对新能源并网推出了各自的并网导则,其中对低电压穿越能力(Low Voltage Ride Through,LVRT)有明确的严格要求。双馈感应风力发电机(Double-Fed Induction Generator,DFIG)因其具有变换器容量小、重量轻、损耗低、可变速恒频运行等优点,占据风电市场主要份额。因此研究DFIG的低电压穿越具有代表性意义。首先,本文基于三相静止ABC坐标系和两相旋转dq坐标系建立了 DFIG的数学模型,分析DFIG的工作原理,之后基于功率解耦的数学模型以及同步旋转dq坐标系的数学模型介绍了矢量控制策略。其次,针对传统矢量控制策略下DFIG系统低电压穿越能力弱,需改进控制算法的问题,介绍状态反馈精确线性化与变结构控制理论,通过状态反馈精确线性化理论将DFIG非线性、强耦合的数学模型线性化,并利用动态响应速度快的变结构控制理论设计系统低电压穿越控制器。在MATLAB中,搭建6× 1.5MW系统。通过仿真验证,状态反馈精确线性化变结构控制较传统矢量控制能有效提高双馈风力发电系统低电压穿越能力。最后,针对电网电压大幅跌落,添加转子侧Crowbar电路和直流侧卸荷电路,分析了 Crowbar电路阻值的选取和投切时间对低电压穿越效果的影响。针对Crowbar电路接入后,双馈发电机以异步电机运行从电网吸收无功功率,不利于电网电压恢复的问题,通过将定子电压参考值与定子端电压相减,经PI调节后再与系统的实时无功功率相减,再经PI调节后得到无功电流的给定值,优化电网侧变换器无功功率控制策略。在Crowbar电路投入运行后,控制网侧变换器向电网输出无功以支撑电网电压恢复。