为了解决电机传统直接转矩控制方法中存在转矩和磁链脉动大的问题，本文在研究异步发电机、正弦脉宽调制(SVPWM)、及直接转矩控制算法的基础上，提出了改进型异步发电机直接转矩控制算法。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建了异步发电机直接转矩控制算法系统仿真模型，包括电机模块、测量模块、逆变模块、速度和转矩计算调节模块等，并进行系统的仿真分析。从结果可知，与传统异步发电机直接转矩控制算法相比较，改进型直接转矩控制系统控制精度高明显提高、响应速度得到改善、鲁棒特性好，证明了该控制算法的有效性与可行性。

将矢量控制技术、逆系统方法、变结构控制技术相结合，提出了一种新的变速恒频双馈风力发电机空载并网控制策略。双馈异步发电机的数学模型在m - t坐标系下是一个非线性耦合系统。采用逆系统方法将转子电压方程线性化解耦，构造出伪线性系统；然后，设计伪线性系统的变结构控制律；利用Matlab 软件搭建了变速恒频双馈风力发电系统的仿真模型，进行仿真分析。仿真结果表明，所采用的控制策略能够完成发电机平滑接入电网，并网运行效果理想，实现了定子输出有功与无功功率的独立调节。与PI控制方案相比，变结构控制方案具有更好的动态响应性能。

由于双馈异步发电机转子参数的可测性，提出一种基于转子平均瞬时功率的定子绕组匝间短路故障诊断方法。首先推导出计及高次谐波的双馈异步发电机正常及发生定子绕组匝间短路故障时的转子平均瞬时功率的表达式，然后建立了双馈异步发电机的多回路数学模型，并对其正常和不同程度匝间短路故障时的转子平均瞬时功率进行仿真计算。对仿真结果进行频谱分析，得到定子绕组匝间短路故障前后转子平均瞬时功率谐波分量的变化规律，并验证了理论分析的正确性。分析结果表明转子平均瞬时功率谱直观简洁，其2倍频分量不受转差率影响，高次谐波分量对定子绕组匝间短路故障有较强的灵敏性。

文中建立了风电场的稳态分析模型，该模型考虑了风 电场的尾流效应、风电机组输出功率与尖速比和滑差等之间 的函数关系，结合异步风力发电机工作原理，将异步风力发 电机的滑差修正量引入到雅可比矩阵中，使潮流计算迭代过 程仍保持牛顿－拉夫逊法所具有的平方收敛速度；还在该模 型和常规PQ 模型基础上提出了简化模型。文中将所提出模 型用于接有风电场的IEEE14 节点测试系统的潮流计算，并 对结果加以对比分析。

分析风电场并网运行存在的无功补偿及电压稳定问题的产生机理,在固定电容器组作为一种传统的无功补偿方法逐渐显现弊端时,将柔性交流输电系统(FACTS)设备运用到风电场以提高其运行的稳定性。以恒速恒频异步风力发电机为研究对象,采用变桨距控制方式。以Matlab/Simulink为平台,实现风电场的电气输电系统、各种风速的建模。在各种风速扰动和电网故障的情况下,分别对加入静止无功补偿器和静止同步补偿器的风电场进行仿真,得到的结果可以证明两者在风电场无功补偿方面的积极作用,并对两者的性能优劣进行对比。

Abstract —— Grid connected wind turbines may produce flicker during continuous operation. This paper presents a simulation model of a MW-level variable speed wind turbine with a doubly fed induction generator developed in the simulation tool of PSCAD/EMTDC. Flicker emission of variable speed wind turbines with doubly fed induction generators is investigated during continuous operation, and the dependence of flicker emission on mean wind speed, wind turbulence intensity, short circuit capacity of grid and grid impedance angle are analyzed. A comparison is done with the fixed speed wind turbine, which leads to a conclusion that the factors mentioned above have different influences on flicker emission compared with that in the case of the fixed speed wind turbine. Flicker mitigation is realized by output reactive power control of the variable speed wind turbine with doubly fed induction generator. Simulation results show the wind turbine output reactive power control provides an effective means for flicker mitigation regardless of mean wind speed, turbulence intensity and short circuit capacity ratio.

双馈异步发电机(金风有限公司)，主要讲解DFIG的工作原理