摘要：本文讲述在风电大规模并网背景下，分析双馈异步风力发电机的稳态等值模型具有现实的必要性。根据感应异步电机的结构特点，对定子和转子建立电动势平衡方程，推导出双馈异步发电机的基本稳态方程，进而得到其稳态等效电路。该等效电路直观清晰，为准确进行电力系统短路计算及保护整定莫定了基础。

    现阶段，在电网分析计算时将风电机组考虑成为负荷，当电网发生故障时风电机组不提供短路电流。但是，对于双馈异步风力发电机组，其定子部分直接连接外部电网，在电网发生故障期间会造成电网暂态特性以及短路电流分布的变化。而且，当电网中并网的双馈机组达到一定规模时，不能完全忽略其短路电流的影响。目前，在新安装风电机组中，双馈异步发电机所占比例较高，且越来越多的大规模风场通过220kV升压站集中接入电网，对局部电网的影响越来越明显，因此研究双馈异步风电机组的数学模型十分必要。本文分析推导了双馈异步风电机组的稳态等值模型，为风电机组短路电流计算及电力系统继电保护整定提供理论基础。

    2 双馈异步发电机等值模型
    双馈异步风力发电机组主要由风力机及机械传动部分、双馈异步发电机、变流器励磁部分、控制部分和保护电路组成，如图1所示。风电机组双馈异步发电机的定子回路通过定子断路器直接与三相电网相连，而转子回路先由滑环连接到变流器励磁装置，再通过变流器与电网连接。

    双馈异步发电机的气隙磁场与同步发电机类似，均在气隙中形成一个同步转速的旋转磁场。但是，从电机结构分析，双馈异步发电机与异步电机类似，转子的转速不同于电网的同步转速，即转子与定子间存在转差速度。
    以下分析用下标“1”和“2”分别表示双馈异步发电机定子和转子电路的各物理量，且各种量均取每一相的值。R1. X1α分别表示定子绕组的电阻和漏电抗；R2＇、x2αs＇分别表示转子绕组的电阻和漏电抗。设定子绕组的电压为队，绕组感应的电动势为E1，电流为I1；转子绕组的电压为U2＇，绕组感应的电动势为E2s＇电流为I2＇，则异步发电机定子和转子的电动势平衡方程为：

    相应的电路示意图如图2所示。双馈异步风力发电机运行时，式（1）、式（2）列出的方程式中定、转子物理量所对应的频率不同，定子频率为系统运行的基准频率f0，转子频率设为f，f=sf0，s即为转差率。
    此时，需要对转子部分的电路参数进行频率折算，使其与定子电路具有相同频率，以便可以联立求解电动势平衡方程式。利用与常规感应电机类似的分析方法，将转子表示为频率折算后的等效转子，相应的电路示意图如图3所示。

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