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随着日益加剧的环境污染和能源短缺问题,风能作为最有发展空间的可再生洁净能源之一,在世界范围内得到了充分的开发与利用。随着风电技术的发展,出现了诸多风电机型的技术路线,本文将针对于鼠笼电机(SCIG)全功率机组和双馈电机(DFIG)部分功率机组这两种主流机型展开研究。而风电机组机侧变流器作为电机控制与能量转换的关键环节,其控制策略至关重要。目前应用最广泛的机侧算法是矢量控制(Vector Control,VC)和直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC),而矢量控制又可以选择比例积分(PI)或比例谐振(PR)控制器作为实现策略。为了对比基于PI的矢量控制、基于PR的矢量控制及DTC控制策略本身的优缺点以及对机组性能的影响,本文从电网稳态运行和暂态故障两种工况下对SCIG和DFIG控制特性进行研究与讨论。所涉及的关键内容及主要工作包括如下几点:(1)针对于不同的机侧控制策略技术,本文首先分析并讨论基于PI控制器和基于PR控制器实现矢量控制的原理与策略,提出了频率可调的PR控制器(FA-PR)以满足机侧变频率的控制需求;其次在直接转矩控制(DTC)的理论基础上,分析了转矩与磁链观测、滞环比较、开关表等关键环节,并选择SVM-DTC作为优化策略以改善滞环带来的转矩脉动及开关频率不恒定的问题;最后分别研究了SCIG和DFIG机组基于PI的矢量控制、基于PR的矢量控制及DTC的控制策略,并通过相关仿真与实验验证了各控制策略的有效性与准确性,为后续性能对比与故障运行的研究奠定了基础。(2)在机侧控制理论分析与验证的基础上,本文针对稳态电网的运行条件,从稳态精度、动态响应、计算复杂度、系统鲁棒性及控制需求等多个方面对PI、PR与DTC等策略进行了全面对比,得出各策略的性能特点与算法优缺点。(3)针对于电网跌落时机组故障运行的问题,本文分别讨论并提出了SCIG与DFIG机组实现低电压穿越(LVRT)的方案,同时对采用基于PI的矢量控制、基于PR的矢量控制及DTC控制策略时各机组暂态特性以及LVRT能力加以验证与对比,对比结果为后续故障穿越算法的改进及优化工作提供依据。