1.转子电流混合控制式异步风力发电系统概述风能作为一种清洁无污染的可再生能源，非常具有开发利用价值，风力发电技术已得到了各国学者的广泛关注和重视[l，2]。传统的恒速恒频风力发电系统只能在一定风速下捕获风能，发电效率较低；而变速恒频风力发电系统则可在宽转速范围内捕获风能，提高输出电能的平稳性，降低机械调速系统的响应要求和负荷应力，是目前风力发电技术的发展方向。中国的风能资源十分丰富，目前已经探明的风能储量约为3226GW，其中可利用风能约为253GW，主要分布在西北、华北和东北的草原和戈壁以及东部和东南沿海及岛屿上。根据统计，截至到2006年底，中国大陆地区已建成并网型风电场91座，累计运行风力发电机组3311台，总容量达259.9万kW（以完成整机吊装作为统计依据）。已经建成并网发电的风场主要分布在新疆、内蒙、广东、浙江、辽宁等16个省区。根据电监会公布的数据，截至2006年底,中国发电装机容量达到62200万kW，风力发电占全国总装机容量的0.42%。截至到2006年底，全世界总风电装机容量已经达到7390.4万kW，其中德国总装机容量2062.2万kW，位居世界第一，中国2006年风电新增装机容量仅次于美国、德国、印度和西班牙，列第五位；总装机容量列世界第六位。因此，风力发电将成为我国最具大规模开发前景的新能源之一。就目前应用范围来看，风力发电机组按调节方式和运行方式一般可以分为恒速恒频、变速恒频2种类型。传统的恒速恒频风力发电系统只能在一定风速下捕获风能，发电效率较低；而变速恒频风力发电系统则可在宽转速范围内捕获风能，提高输出电能的平稳性，降低机械调速系统的响应要求和负荷应力，是目前风力发电技术的发展方向。采用绕线式异步电机作为发电机,并对其转子电流进行控制,是变速恒频风力发电系统的主要实现形式之一。现有的转子电流控制方法主要有两类:双馈控制法[3，4]和斩波调阻法[5]。除此之外,还有一些由这两种方法演变而来的混合控制方法[6]。新型转子电流混合控制的变速恒频异步风力发电机系统兼有交流励磁与斩波调阻转子电流控制两种风力发电机系统的优点，显著降低了传统的交直交电压型变速恒频风力发电系统的转子变流器的硬件成本以及控制技术的复杂性，弥补了传统转子斩波调阻方法的功率因数低以及运行范围窄的缺陷。实验结果表明，该发电系统具有良好的动态和稳态性能，可在全速范围内实现有功、无功功率输出独立调节，同时发电机的输出功率因数可控，并且可以避免发电机并网和解列过程对电网和风轮机造成的电气与机械冲击，能满足变速恒频风力发电机系统的运行要求[7]。转子电流混合控制式异步风力发电系统的组成现代风力发电系统由风能资源、风力发电机组、控制装置及检测显示装置等组成。风力发电机组是风电系统的关键设备，通常包括风轮机、发电机、变速器及相应控制装置，用来实现风能到电能的转换。由于风能的特殊性，风电机组与常规水火电发电机组相比具有很大的差别，主要表现在以下3个方面：风能的随机性和间歇性风速大小、风力强弱、风的方向都随时间在变化，是随机和不可控的，这样作用在风力机叶片上的风能也就是随机的和不可控的[8]。同时，由于风速分布是偏态的概率分布，描述这样1个分布至少需有3个参数，即平均值、离差系数和偏差系数。因此，对风能值的准确测量和计算有一定难度。(2)异步电机作为发电机目前，世界上大中型风力发电系统采用的风电机组绝大多数是异步发电机组161。异步发电机有着制造简单、启动方便、并网要求低、易于自动控制等特点。(3)柔性连接由于风力机转子转速与发电机转速相差比较大，在一般的风力发电机组中，风力机和发电机之间必须通过变速传动装置进行传动，这给轴系带来了很大柔性。并产生了机组动态过程中扭矩振荡的问题．同时也对电气动态过程产生一定的影响。风力发电系统主要有恒速恒频风力发电机系统和变速恒频风力发电机系统两大类。恒速恒频风力发电系统一般使用同步电机或者鼠笼式异步电机作为发电机，通过定桨距失速控制的风轮机使发电机的转速保持在恒定的数值继而保证发电机端输出电压的频率和幅值的恒定，其运行范围比较窄，只能在一定风速下捕获风能，发电效率较低。变速恒频风力发电系统一般采用永磁同步电机或者双馈电机作为发电机，通过变桨距控制风轮使整个系统在很大的速度范围内按照最佳的效率运行，是目前风力发电技术的发展方向。对于风机来说，其调速范围一般在同步速的50%～150％之间，如果采用普通鼠笼异步电机系统或者永磁同步电机系统，变频器的容量要求与所拖动的发电机容量相当，这是非常不经济的。双馈异步风力发电系统定子和电网直接相连接，转子和功率变换器相连接，通过变换器的功率仅仅是转差功率，这是各种传动系统中效率比较高的，该结构适合于调速范围不宽的风力发电系统，尤其是大、中容量的风力发电系