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王宇等：基于多时间尺度故障过程分区的 DFIG 参数分层递进式辨识策略 2026 年第 3 期

实验6； 实验7； 实验8； 实验9 障期间和故障后时段又分为暂态和稳态区间，若
1.10
P (p.u.) 0.75 将故障后稳态区间再细分为故障后恢复阶段和稳
态阶段，则故障穿越过程可以分为故障前稳态、
0.40
5.9 6.1 6.3 故障期间暂态、故障期间稳态、故障后暂态、故
t/s
a) 不同参数下有功功率曲线 障后恢复、故障后稳态 6 个区间，分别表示为区
1.60
间Ⅰ~Ⅵ。
Q (p.u.) 0.75 图 5 中，在 DFIG 故障穿越过程中首先发生的
−0.10 电压骤降、电流突变的短时间尺度动态过程主要
5.9 6.1 6.3
t/s 受电压阈值、电流限幅值的影响；其次维持故障
b) 不同参数下无功功率曲线
稳态区间输出稳定的中尺度动态过程由有功电流
图 3 RSC 控制环中 PI 控制器参数摄动分析结果 控制参数、无功支撑系数主导；在恢复阶段的长
Fig. 3 PI controller parameter perturbation analysis of 时间尺度动态过程由有功恢复斜率主导；而 PI 参
RSC control loop
数对多时间尺度动态过程都有影响，在暂态区间
RSC 控制参数占主导地位。
内动作最大。各参数主导不同时间尺度的系统动
GSC 控制参数的阶跃响应摄动分析结果如图 4
态过程，且具有时间先后性，若按照主导特性构
所示，实验 11~13 采用 3 组不同的 GSC 控制参数，
建 参 数 分 层 辨 识 架 构 ， 每 层 聚 焦 于 特 定 响 应 特
实验 10 和 11 采用不同的 FRT 主导参数与 RSC 控
性，选择最优方法和特定数据段，有助于提高辨
制参数。结果表明：电压外环 k 、k 、电流内环 识提升整体辨识效率与精度。
p5
i5
6
k 、k 影响直流母线电压的控制性能；k 、k i7
i
p7
p6
影响网侧无功电流的控制性能。实验 10 和 11 的 暂态扰动程度
深 电压骤降、电流突变
响应曲线几乎无差别，表明在 GSC 内外环控制中 度 换流器闭锁
FRT 主导参数与 RSC 控制参数影响小，GSC 控制 扰 故障穿越控制激活 有功斜率恢复
动
参数占主导地位。 浅 动态无功支撑 维持稳定 保护逻辑
输出
控制模式切换
度 换流器换相 复位与自检
0.60 实验10； 实验11； 实验12； 实验13 扰 PWM开关

动
i gq (p.u.) 0.25 O ≈10 ms <100 ms <500 ms ≈1 s 时间
−0.10 短尺度动态过程 中尺度动态过程 长尺度动态过程
5.9 6.1 6.3
t/s 图 5 DFIG 故障穿越中多时间尺度动态过程
a) 不同参数下网侧无功电流曲线
Fig. 5 Multi-timescale dynamic process during DFIG
1.60 fault ride-through
V dc (p.u.) 0.75 将待辨识参数分为 层，如图 所示。第 层
−0.10 4 6 1
5.9 6.1 6.3 为故障穿越电压阈值与电流限幅值，该层主要由
t/s
b) 不同参数下直流电压曲线 暂态区间数据辨识，但由于为了反映风机的持续
图 4 GSC 控制环中 PI 控制器参数摄动分析结果 运行能力，辨识电流限幅值时忽略冲击电流的影
Fig. 4 PI controller parameter perturbation analysis of 响，通过故障稳态区间Ⅲ的数据进行辨识，故障
GSC control loop
穿越电压投切阈值可由阶段Ⅱ进行辨识；第 2 层
1.4 故障过程区间划分及参数分类分层 为故障穿越控制模式与无功支撑系数，由于电网
由上述分析可得，在 DFIG 故障穿越过程中不 运行标准的约束，无功电流采用无功优先的控制
同参数主导不同阶段的响应，故根据参数的主导特 策略，故障穿越控制模式包含的是有功电流控制
性分区域进行辨识。根据 NB/T 31053—2021《风 模式及参数，由稳态区间Ⅰ和Ⅲ数据辨识；有功
电机组电气仿真模型验证规程》 [32] 规定，以低电 恢复斜率处于第 3 层，由故障后恢复阶段Ⅴ数据
压穿越过程为例，可将故障过程中测试与仿真数 辨 识 ； 第 4 层 的 PI 控 制 器 参 数 由 暂 态 区 间Ⅱ 和
据分为故障前、故障期间、故障后 3 个时段，故 Ⅳ进行辨识。

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