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由于能源危机和环境污染的双重挑战,风能作为一种具有巨大环保效益和商业潜力的可再生清洁能源备受世界各国的青睐。在世界范围内,风电机组的装机容量和市场份额逐年提升。随着风电技术的发展,变速恒频的风力发电系统成为了主流的风电技术,其中以双馈式风力发电机(DFIG)为基础的系统因为其小容量的变换器和相应的成本优势成为主要的商用机型之一。本文在三相定子静止坐标系、两相同步速旋转坐标系下建立了DFIG和定子侧变换器(SSC)的精确数学模型。在此基础之上,介绍了定子侧变换器的直流电压、电流双闭环矢量控制策略和转子侧变换器(RSC)的孤岛模式下独立矢量控制策略一一间接磁链法和直接电压法。针对DFIG机组在微电网运行中的并网工作状态,分析了下垂特性控制,通过DFIG机组的整机并网实验,进一步对控制策略的合理性进行了验证。本文主要研究工作是孤岛模式下的DFIG系统为不平衡和非线性负载供电的独立运行控制策略。在这种负载条件之下,DFIG的定子电压电流波形的质量由于负序分量和其他低次谐波分量影响而恶化,由此引发的过电流和转矩功率振荡会降低电机效率,甚至损坏电机。与此同时,恶化的公共节点电压也会降低其他负载的使用性能。在分析传统的基于比例积分控制器的补偿方法的基础之上,分别在定子侧变换器和转子侧变换器采用了比例积分谐振控制器的谐波补偿控制策略,这种电流控制器的参考坐标系是同步速旋转坐标系,在此坐标系下可以省去定转子电流各序分量的提取过程,在非线性负载条件下,一对低次谐波可以通过一个比例积分谐振控制器控制。为验证所采用的控制方法的有效性,进行了系统的仿真和实验验证。最后,对所采用的11kW的DFIG实验平台系统进行了简要的介绍。为实现与微网系统的中央检测控制的接口,在DFIG机组平台设计了基于CAN协议的通讯系统,并为实现平台的脱机运行设计了基于Modbus协议的触摸屏通讯,增强了系统的人机交互体验。