大型双馈风电机组是现阶段风力发电的主流机型，针对大型双馈风电变流器在实际应用中所面临的关键技术问题，本课题持续深入研究了大型风电双馈风电变流器的控制理论技术以及机组设计技术，实现了双馈风电变流器数字化、智能化控制，高可靠，高稳定运行，缩短了与国外双馈变流器的差距，将风电变换器与双馈感应发电机的内部运行机制有机地结合起来，研究了双馈风电机组变流器与变桨的协调控制，研究了在电网电压跌落情况，双馈风电机组转子侧外接Crowbar电路的控制方法，提高双馈风电机组的低电压穿越能力。 以上相关的研究工作紧紧贴近风电发展的实际需求，并结合中国风电发展特点，形成了自己的研究体系，为使我国大型双馈风电变流器的研究进入国际先进行列打下扎实的基础。。 以上成果发表在国内外重要期刊上，如Wind Engineering， IEEE transactions on Power Electronics ,电机工程学报等杂志，基于以上成果本课题组申请授权了多个发明专利和软件著作权，在上述双馈风力变流器控制研究的基础上，自主研发了1.25MW、2MW、3.6MW双馈风电机组变流器， 2009年4月通过产品鉴定，现已通过上海电气实现产业化。

本发明涉及一种基于直流输电的低速齿轮箱双馈型风电机组优化设计方法，属于风电领域。该方法采用一种双馈型风力发电系统拓扑结构对包括齿轮箱、双馈发电机(DFIG)和直流变流器的双馈型风电机组进行优化设计及控制；首先采用定子磁通矢量定向控制策略，求优化前后所述DFIG的定转子电流、总电流及直流变流器总电流之比；其次求优化后双馈型风电机组总成本Cs2；最后求风电机组优化设计参数：根据Cs2公式，绘制Cs2‑λ曲线，λ为优化前后齿轮箱增速比之比，求得Cs2的最小值和λ的最优值，由此获得优化后齿轮箱增速比和DFIG的定转子电流、同步转速、定子额定频率。本发明使齿轮箱增速比降低，可降低故障率和成本，提升系统运行可靠性。

本发明公开了一种基于电感模拟的双馈风电机组低电压穿越控 制方法，属于风力发电技术领域。当电网发生故障，将双馈风电机组 的转子侧变流器等效端口阻抗模拟成纯电感形式，该电感值根据转子 电压电流约束来实时动态自适应调节，可充分利用转子侧变流器的电 压、电流裕量，进而，同时降低转子电压需求和转子故障电流大小， 提高双馈风电机组的可控低电压穿越能力。本发明所提方法还可有效抑制电磁转矩脉动，并且具有物理概念清晰明确、结构简单的优点。 

本发明公开了一种双馈风电附加阻尼控制器的“域”设计方法，包括以下步骤：S1：建立双馈风电外送系统的状态?空间方程；S2：选取临界阻尼αcri，以风速构成的“风速稳定域”为目标，利用遗传算法对附加阻尼控制器的各个参数进行优化；S3：根据步骤S2优化得到的附加阻尼控制器的各个参数，对风电外送系统进行特征值分析，判断所使用的附加阻尼控制器是否能使得“风速稳定域”最大：如果不满足，则返回步骤S2；如果满足，则结束。本发明能够最大限度地保证控制器的鲁棒性，且同样适用于其他附加阻尼控制器的设计，具有良好的应用价值。

本发明公开了一种对称故障下基于励磁控制的双馈风电机组故 障穿越评估方法，对称故障下获得双馈风电机组的转子最小故障电流 峰值与机组参数、故障前初始工况、电网电压跌落深度等多种因素间 的简化解析表达式；基于该简化表达式可以得到对称故障下励磁控制 方法的极限，进而评估基于励磁控制的双馈风电机组对于对称故障的 穿越能力；此外，该简化解析表达式也可以用来指导双馈风电机组转 子侧变流器容量的设计。该评估方法不依赖于具体的励磁控制方法和 特定的机组参数，更具有通用性；可排除仿真或实验中各种干扰因素 的影响如控制参数的合理性、观测量的准确性等，更适用于评估机组 硬件约束下的励磁控制方法的理论极限；计算简便，易于实施，准确 性高。 

本发明公开了一种考虑双馈风电机组励磁调节特性的电力系统 故障电流值计算方法，包括 S1 建立双馈风电机组受励磁调节特性影响 的等效受控电流源模型；S2 建立电力系统的正序阻抗矩阵、负序阻抗 矩阵和零序阻抗矩阵； S3建立不同故障类型下的故障点边界条件方程； S4 进行迭代计算获得双馈风电机组的受控电流源值； S5 根据双馈风电 机组的受控电流源值、以阻抗矩阵表征的电网节点电压方程以及故障 点边界条件方程获得当前迭代计算时各节点的各序电压值，并计算实 际节点的电压值；S6 获得当前迭代计算的节点实际电

本发明公开了一种电网故障下双馈感应风力发电机暂态电流跟 踪控制方法，属于风力发电技术领域。通过在转子侧变流器的电流环 中附加与转子暂态电流指令相关的转子电流指令前馈分量，来提高原 电流环对交流指令的跟踪能力，从而将该暂态电流指令所对应的特性 充分发掘出来，以增强双馈感应风力发电机的低电压穿越能力。本发 明所提的控制方法结构简单、易于实现，并且不会改变原电流环的稳 定性，此外对电网频率波动和双馈感应风力发电机参数漂移也具有较 高的鲁棒性。 

一种无刷双馈感应发电机的转速估计系统，属于无刷双馈感应 发电机控制技术领域，目的在于省去无刷双馈感应发电机控制系统中 的转速传感器和转子位置传感器，提高无刷双馈感应发电机运行的鲁 棒性，降低系统的硬件成本和维护成本。本发明包括电压变换模块、 电流变换模块、PW 电压正序基波提取器、CW 电流基波提取器、电压 幅值归一化模块、电流幅值归一化模块、相位混合器和转子位置锁相 环。本发明既适用于无刷双馈感应发电机独立发电模式，也适用于并 网发电模式；既能用于无刷双馈感应发电机空载运行时的转速估计， 也能用于

本发明公开了一种无位置传感器的无刷双馈发电机输出频率控 制方法。该方法不依赖于位置传感器，也无需知道无刷双馈发电机的 各种参数，利用采集到的无刷双馈发电机的功率绕组的电压实现对转 速的辨识，避免了位置传感器带来的一系列问题，能对无刷双馈发电 机的输出频率进行有效控制；在需要无刷双馈发电机和外电网并网使 用时，也能在无位置传感器的情况下顺利完成并车过程；由于无刷双 馈发电系统本身就需要采集无刷双馈发电机的功率绕组的电压构成电 压闭环以实现对无刷双馈发电机输出电压幅值的有效控制，本发明不仅能有效削减位置

田德教授负责的由大学教授、博士研究生、硕士研究生、工程师组成的研发团队，研究了浓缩风能技术三十多年。团队在新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学）支持下，陆续完成了国家科技支撑项目课题“5.0MW双馈式变速恒频近海风电机组整机设计、集成及示范”、国家863智能电网研究子课题“风电场、光伏电站集群控制系统研究与开发”、中韩国际合作项目DMS-3.0MW海上直驱风电机组研究开发和新能源电力系统国家重点实验室重大项目“风力发电过程复合建模及平台建设”项目，在以上项目的基础上，与河北德强新能源科技有限公司共同创新了浓缩风能型风电机组系统技术，并在企业进行孵化，完成了中试200kW产品的开发和现场应用示范运行。 团队围绕浓缩技术开展研究，通过理论研究与设计方法的创新应用，使研发的产品独具特色；通过系统性浓缩风能技术创新，智能化控制与信息技术应用，使风电机组提高了风轮能量捕获效率，实现风电机组年发电量提高10%以上的目标，取得了适应我国风资源环境要求的风电机组整机设计技术。项目组为了满足国内风电市场的需求，开发了超低风速浓缩风能型6.X兆瓦风电机组，机组由浓缩风能叶片风轮、混合驱动系统、多极交流绕线发电机、变距系统、偏航系统、机舱罩、塔筒及电控系统等部件组成。实现了浓缩风能型风电机组高效率、高可靠、高安全、低成本、智能化运行，年发电量显著提高。 总体技术参数如下： 风轮直径：182/193m 额定功率：6.8MW 功率控制：全翼展同步变桨距 旋转方向：顺时针（顺风向看） 额定转速：11.8rpm 额定风速：9.5m/s 切入风速：3.0m/s 切出风速：25m/s 机组安全等级：IEC ⅢA 极限风速：37.5m/s 轮毂高度：120m 主轴倾角：8° 风轮锥角：4° 设计寿命：20年 风能利用系数：最大0.49 工作温度范围：-30℃～+40℃ 目前，该项整机系统技术、中试样机、相关模具可进行总体设计技术转让，或者与企业进行联合开发制造。2019年6月，浓缩风能型风电机组工程样机已在张北国家新能源示范基地示范，现已运行3年多。 创新点 通过系统性浓缩风能技术创新，智能化控制与信息技术应用，使风电机组提高了风轮能量捕获效率，实现风电机组年发电量提高10%以上的目标，取得了适应我国风资源环境要求的风电机组整机设计技术。 市场前景 可参与国内大型风电机组的产品竞争，已纳入500万kW的市场份额，预计可占领国内10%的新增市场。 应用案例 河北德强新能源科技有限公司联合开发了200kW浓缩风能型风电机组，已获得鉴衡风电机组产品认证证书：河北德强新能源科技有限公司DE200 IET200-A-17.5 HH35 C－设计评估符合证明。 获奖情况 1、1998年，获得内蒙古自治区科技进步奖一等奖：浓缩风能型风力发电机的整体模型风洞实验； 2、2015年，获得重庆市科技进步奖一等奖：2MW双馈式风电机组关键技术及系列产品产业化； 3、2016年，获得甘肃省科技进步奖一等奖：千万千瓦级风光发电集群控制关键技术及应用； 4、2019年，获得重庆市科技进步奖一等奖：高效安全海上风电机组关键技术及产业化。