CN109617125A - 基于定子串阻抗的双馈风电机组高低电压穿越系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于定子串阻抗的双馈风电机组高低电压穿越系统及方法，包括连接电网的DFIG定子回路，所述DFIG定子回路包括依次连接的滤波电感、网测变流器、转子侧变流器和双馈风电机，所述双馈风电机和滤波电感之间串有串联阻抗保护电路，所述串联阻抗保护电路包括并联连接的快速开关和阻抗支路，所述阻抗支路包括串联连接的阻抗电感和阻抗电阻。本发明解决了DFIG的包括高、低压故障在内的电网综合故障穿越，实现故障期间DFIG定子电压的完全补偿，使DFIG满足额定工作条件，解决高、低电压故障期间DFIG对电网的全功率定子无功支撑问题。
Description
技术领域
本发明涉及故障电网下的双馈风力发电系统的运行领域，具体地，涉及一种基于定子串联阻抗的双馈风电机组高低电压穿越方法。
背景技术
作为风力发电的主流机型，双馈感应风力发电机组(DFIG)由于其可变速恒频运行、所需变流器容量小、成本低等优点，在目前风电装机容量中占有较大的比重。
随着装备Crowbar电路的DFIG机组的广泛制造和使用，多数DFIG已初步满足电网低电压故障下的不脱网运行要求，但在风电占比持续扩大的环境下，Crowbar电路的固有缺陷日益凸显。电网遭遇低电压故障时，Crowbar电路需及时投入，双馈风机转子被短路。从风机和变流器角度看，变流器失去了控制转子电流的能力，无法调节定子有功、无功电流输出，风机转速功率平衡被打破导致转速上升。从电网角度看，转子短路的DFIG作感应电机运行，在电网故障期间吸收无功，不利电网电压恢复。另外，Crowbar电路主要作用在于限制低电压故障时的转子过流，因此不能在电网高电压故障下对机组提供保护。总体而言，当前的Crowbar故障穿越方案只能满足最低限度的低压穿越能力，局限明显。
保障电网安全运行对DFIG机组提出了更为严格的要求。2011年颁布的国家标准GBT-19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》除了规定DFIG应满足低压不脱网运行以外，还要求风电场在故障期间对电网提供动态无功支撑，且动态无功电流IT满足：IT≥1.5×(0.9-UT)IN。其中UT为风电场并网点电压标幺值，IN为风电场额定电流。2016年的中国能源行业标准NB/T 31099-2016《风力发电场无功配置及电压控制技术规定》进一步对风电场的高电压穿越能力提出了明确要求，要求能够穿越过最高1.2倍的故障电压。为满足以上的无功支撑需求和高电压穿越需求，包括保护电路结构和保护控制策略在内的保护措施急需改进。
目前，国内外对DFIG的故障穿越已有较多的研究，对DFIG的无功调节机理亦有阐明，但对于电网故障下DFIG动态无功支撑能力的分析较少，这可能与Crowbar电路的固有限制有关。需要探索并设计适用于电网电压骤升、骤降的新型电路拓扑和控制策略。相关文献使用大容量的静止无功补偿器，在高电压故障时吸收感性无功电流，使并网点电压下降。相关文献使用动态电压恢复器，在低电压穿越期间维持风机出口电压。相关文献提出利用动态电压调节器，在低电压故障期间对机组定子电压进行完全补偿，并结合超级电容器储能，实现了DFIG的电压骤升、骤降下的安全运行，但额外的变压器和逆变桥结构复杂，成本较高。相关文献在电压骤升时控制网侧变流器吸收无功电流，利用网侧变流器进线电抗分压，维持直流母线电压稳定，同时定子亦为故障电网提供动态无功支撑。但其未能解决定子绕组过压问题，并且不能提供全额无功功率支撑。相关文献增加了转子串联电阻和直流chopper电路，实现了DFIG的低电压安全穿越，改善了机组的转速稳定性和瞬态特性。相关文献讨论了通过定子串联阻抗解决双馈风机低电压穿越的可行性，利用网侧变流器的容量提供了无功支撑，但未充分利用转子变流器的控制能力，使阻抗整定值过大。相关文献提出一种电阻与电容串联的改进Crowbar电路结构，利用电容发出无功的特性减小故障期间DFIG从电网吸收的无功功率，结构简洁，但未根本解决故障穿越期间转子不可控问题。
申请(专利)号为CN201711036953.3的发明专利公开了一种基于转子串阻容的双馈风机低电压穿越能力优化装置，在转子侧变流器与双馈风力发电机之间串联有阻容装置，阻容装置的结构为：电容C、电阻R0的串联支路与开关S1支路相并联；其中，开关S1的两端分别为阻容装置与外部相连接的连接端；电容C的取值范围为：0.13mF≤C≤1.21mF，电阻R0的取值范围为：0.038Ω≤R0≤0.14Ω。当定子电压Us小于设定的定子额定电压时，判断为故障发生，则开关S1开启；当定子电压Us等于定子额定电压时，则延迟一定时间再判断Uca＝Ucb＝0或Uca＝Ucc＝0或Ucb＝Ucc＝0是否成立，若是，进而将开关S1闭合。本发明解决DFIG低电压穿越稳定可控和提供无功恢复电网电压的问题，同时转子串阻容装置的成本很低，有很好的实用性。
上述专利利用转子串联阻容实现双馈风机的低电压穿越，可以在低电压故障时保障转子不过流，但投入阻容后转子电流不可控，无法充分利用DFIG定子容量为电网提供无功支撑。本发明专利利用定子串联阻抗，在阻抗投入后可以为电网提供并网导则所要求的大部分感性无功电流。进一步的，上述专利仅可用于低电压故障穿越，无法在电网高电压故障下保护DFIG绕组安全。本发明专利可以解决包括高、低压穿越在内的综合故障穿越，保障DFIG安全，且均可为电网提供相应的无功功率支撑。
申请(专利)号为CN201710520798.6的发明专利公开了一种动态调整转子撬棒阻值的双馈风机低电压穿越方法，采用动态调整电阻的Crowbar电路，两个并联电阻R1、R2分别由IGBT 1和IGBT2控制，两个IGBT周期交替导通，包括：当转子电流幅值|Ir|超过阈值Ir.th时，闭锁转子侧变流器，同时投入阻值为Rcb1的Crowbar电路，抑制任意电压跌落深度下的转子电流；当直流母线电容电压超过阈值Udc.th1时，计算并减小撬棒阻值为Rcb2；当直流母线电容电压超过阈值Udc.th2，Udc.th2＞Udc.th1，时，计算并减小撬棒阻值为Rcb3；当直流母线电容电压Udc在阈值Udc.th2以下且转子电流Ir降到其返回值时Ir.re时，切除Crowbar电路。
上述专利利用动态调整电阻的Crowbar电路(撬棒电路)实现双馈风机的低电压穿越，为Crowbar电路改良方案，无法根本解决Crowbar电路投入后无法控制转子变流器、无法对电网提供无功支撑、无法保护定子绕组等问题。本发明专利利用定子串联阻抗的电路拓扑解决了Crowbar电路的上述固有问题，提升了双馈风机的故障穿越能力。
申请(专利)号为CN201710210315.2的发明专利公开了一种低电压穿越的双馈风机及其低电压穿越方法，双馈风机包括电动机主体、三相变压器(5)、第一变流器(1)、斩波器(2)、储能模块(3)以及变流器组，当检测到并网点电压跌落时，通过对电网电压信号的处理，得到第一变流器的输出电压参考信号，参考信号经过PI控制的电压外环和内模控制的电流内环，得到第一变流器的控制信号，实现控制第一变流器输出电压。该低电压穿越的双馈风机解决了电网电压深度跌落情况下，双馈风机无法实现低电压穿越的问题，有效控制电网故障期间双馈风机定子侧变流器、转子侧变流器和直流电容过电压，提高双馈风机低电压穿越能力。
上述专利利用额外的储能模块、3组逆变桥、三相变压器实现双馈风机的低电压穿越，但这些添加的辅助电路价格高昂，控制和维护复杂。本发明专利采用定子串联阻抗，该阻抗为低压被动元件，成本合理，控制信号清晰，易于维护。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于定子串阻抗的双馈风电机组高低电压穿越系统及方法。
根据本发明提供的一种基于定子串阻抗的双馈风电机组高低电压穿越系统，包括连接电网的DFIG定子回路，所述DFIG定子回路包括依次连接的滤波电感、网测变流器、转子侧变流器和双馈风电机，所述双馈风电机和滤波电感之间串有串联阻抗保护电路，所述串联阻抗保护电路包括并联连接的快速开关和阻抗支路，所述阻抗支路包括串联连接的阻抗电感和阻抗电阻。
优选地，设DFIG定子回路的最大定子电流为Ismax，最大转子电流为Irmax，则定子功率满足：
其中：Us表示定子出口电压，Ps表示定子有功功率，Qs表示定子无功功率，Rs表示定子绕组电阻，Xs表示定子漏抗，Xm表示励磁电抗。
优选地，在忽略定子电阻时，定子无功电流Iqs的上下限值为：
其中：Ids表示定子有功电流。
一种基于上述定子串阻抗的双馈风电机组高低电压穿越系统的双馈风电机组高低电压穿越方法，包括如下步骤：
串联阻抗投入步骤：当检测到电网电压标幺值h跳变至设定阈值区间时，判定电网发生骤降和骤升故障，投入串联阻抗；
动态无功支撑步骤：DFIG定子动态发出无功电流，补偿定子电压；
电网恢复步骤：检测到电网电压恢复时，DFIG定子停止向电网注入无功电流，重新短路串联阻抗保护电路，待暂态过程稳定后，恢复有功给定，DFIG恢复为正常运行。
优选地，所述设定阈值区间为：0.2≤h≤0.9或1.1≤h≤1.3。
优选地，动态无功支撑步骤中的无功电流的计算式为：
其中：Ug表示电网实时电压，Xsi表示串联电抗值，Rsi表示串联电阻值，Ug0表示电网额定电压。
优选地，还包括判断步骤：当判断为低电压穿越时，则有功给定清零；当判断为高电压穿越时，由MPPT控制器决定有功电流给定。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明解决了DFIG的包括高、低压故障在内的电网综合故障穿越
为了规范DFIG机组的并网运行方式，提升电网对风电的消纳能力，DFIG应当在电网高、低电压故障时均能完成故障穿越。现有技术往往只能解决单一的低电压故障，或单一高电压故障，且所用设备不兼容，控制策略独立，使实际运用受限。
2、本发明实现故障期间DFIG定子电压的完全补偿，使DFIG满足额定工作条件现有技术下，电网故障期间DFIG不仅无法正常运行，还会遭受大的电压、电流冲击，缩短绕组寿命。因此，对DFIG的定子电压补偿在(1)的基础上进一步保障了风机定子安全，又保障了故障期间DFIG可用、可控。
3、本发明解决高、低电压故障期间DFIG对电网的全功率定子无功支撑问题
在电网故障时，DFIG全功率定子无功电流支撑有利于电网故障恢复，成为并网导则对DFIG的要求之一。该要求在现有技术下未能得到有效解决，多数仅利用网侧变换器提供有限支撑。电网低电压故障时，DFIG需要发出感性无功电流，支撑电网电压恢复；电网高电压故障时，DFIG应当吸收过剩感性无功电流，使电网电压下降。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为定子串联阻抗结构示意图；
图2为DFIG定子电路图；
图3为定子电路电压向量图
图4为故障穿越控制策略流程图；
图5为变流器配合控制算法框图；
图6为DFIG系统接线图；
图7为低压穿越时的感性无功电流支撑图；
图8为高压穿越时的感性无功吸收电流图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1至图8所示，根据本发明提供的一种基于定子串阻抗的双馈风电机组高低电压穿越系统，包括连接电网的DFIG定子回路，所述DFIG定子回路包括依次连接的滤波电感、网测变流器、转子侧变流器和双馈风电机，所述双馈风电机和滤波电感之间串有串联阻抗保护电路，所述串联阻抗保护电路包括并联连接的快速开关和阻抗支路，所述阻抗支路包括串联连接的阻抗电感和阻抗电阻。
本发明还提供了一种基于定子串阻抗的双馈风电机组高低电压穿越方法，具体如下：
对某一DFIG，分析其故障期间的定子功率约束，计算其故障时能提供的最大电流。
本发明主要通过动态调节DFIG定子无功电流来补偿定子电压，实现对电网的动态无功支撑。为了合理整定阻抗参数及评估DFIG对电网故障的支撑能力，有必要分析DFIG的定子功率极限范围。根据理论分析的DFIG的定子有功、无功功率约束公式，DFIG的定子功率约束为：
实际机组运行时，制约定子有功、无功运行范围的主要是定子电流限制和转子电流限制，设最大定子电流为Ismax，最大转子电流为Irmax，则定子功率应满足：
对于DFIG，在忽略定子电阻的情况下，可以解出定子无功电流Iqs的上下限值：
串联阻抗(Series impedance,SI)保护电路如图1所示，其结构主要由快速开关和阻抗支路组成。在正常工作时，开关闭合，阻抗支路被旁路。当电网发生故障时，旁路开关断开，阻抗支路被串入DFIG定子回路，抑制转子与定子涌流，保持机侧变换器持续运行。
DFIG的故障穿越能力与串联阻抗的取值密切相关。选定较大的串联阻抗值能更好地抑制转子电流过流，但串联大阻抗带来了定子磁链的弱阻尼特性，不利于变流器的稳定控制，同时削弱了风机与电网的联系，不利于对电网提供功率支撑。以保障风机安全和充分利用定转子无功能力为目标进行的串联阻抗整定如下：
考虑最严重的电网三相电压骤降故障，此时电网电压跌落至0.2pu。在该严重故障下，定子有功给定应清零，以保证足够的无功裕度。定子无功电流极限主要受转子变流器容量限制，可得定子最大允许无功电流：
定子正常工作的电压范围为(95％～105％)额定电压。另外，定子电流亦在上式的计算值基础上保留5％安全余量。为补偿定子出口电压至至少95％额定电压，忽略串联阻抗的电阻分量，可计算串联电抗值约为：
由于电感的储能性质，有必要串联电阻，使故障恢复、阻抗切出后感性电流尽快耗散。设计电感电流在1000ms内衰减完毕，此时定子时间常数约为200ms，根据电抗量和Lsi/Rsi≈0.2s，可推算串联电阻值为：
根据DFIG实际参数和上式即可计算出串联阻抗推荐值，依照串联阻抗保护电路图1布置可形成串联阻抗保护结构。
电网故障期间的串联阻抗及变流器动作策略如下：
故障穿越过程中，变流器采用维持定子出口电压稳定的主动故障穿越策略。具体三个阶段可依据时间顺序列举如下：
0～50ms：串联阻抗投入阶段，其策略和依据见于第一阶段。
50ms～电网恢复前：动态无功支撑阶段，其策略和依据见于第二阶段。
电网恢复后：恢复阶段，其策略见于第三阶段。
第一阶段：故障发生时，串联阻抗投入以限制转子过流。
当检测到电网电压标幺值h跳变至0.2≤h≤0.9或1.1≤h≤1.3区间时，判定电网发生骤降和骤升故障，及时投入串联阻抗，以限制转子瞬态电流，保障变流器可控。延时50ms，待转子电流趋于稳定。
串联阻抗限制转子瞬态电流，保障变流器可控的依据如下：
依据DFIG在同步坐标系下的电压和磁链方程，可以得到转子电流的数学描述：
其中：
Rσr＝Rr+(Lm/Ls)2Rs
其中：ωr表示转子转速。Ψs表示定子磁链，Lr表示转子漏感，Lm表示励磁电感，Ls表示定子漏感，Rr表示转子电组。
式中指出，通过定子串入阻抗，等效增大了定子漏感，从而增大了定子阻抗和转子瞬态阻抗，限制了转子的涌流。当DFIG的转子电压、电流在机侧变换器的允许工作范围内时，机侧变换器可以控制转子电流。因此，通过适当地选取串联阻抗大小，可以抑制转子过流，保障机侧变换器可控。
第二阶段：DFIG定子动态发出无功电流，补偿定子电压，支撑电网。
待转子电流趋于稳定后，可以恢复DFIG定子侧功率给定。
电网故障期间，在机侧变换器可控的前提下，DFIG利用串联阻抗分压作用，通过调节定子无功电流补偿发电机定子电压，使其满足正常工作电压要求。
设电网额定电压为Ug0，故障时的电网电压Ug＝hUg0(h为并网点电压标幺值)且相位为0度，即以电网电压为参考电压向量。设定子出口电压为串联阻抗分压为利用单相分析法分析串入阻抗的机组定子电路，如图2所示。
首先分析定子提供纯无功支撑的情形，再进一步讨论更为普遍的情形。
(1)定子提供纯无功电流支撑：
定子发出感性无功电流时，DFIG定子出口电压等于电网电压与阻抗分压之和：
设ωLsi＝Xsi，根据据2.1中的分析，串联阻抗以电抗分量为主，在分析中忽略Rsi得：
由式(2)可知，定子发出纯感性无功时，阻抗分压与电网电压同相，因此DFIG定子出口电压为Ug与阻抗分压叠加。阻抗分压补偿了电网故障时的电压跌落，使定子电压抬升。如需将定子电压补偿至Ug0，所需感性无功电流应为：
串联阻抗的分压作用依赖于无功电流，因此电网电压跌落深度越深，为补偿定子出口电压所需的无功电流越大。
(2)定子提供有功和无功电流支撑
在电网发生轻度故障时，DFIG定子不仅可以提供无功支撑，还可以继续保持有功功率输送。特别是当电网电压骤升时，在保证DFIG安全的前提下定子有更高的有功、无功容量，应当充分利用。同样，可列出DFIG定子侧电压关系：
将有功无功电流解耦得：
此时的定子电压向量图可分|Ug|＜|Us|与|Ug|＞|Us|绘制如图3。
根据图3能够看出，定子出口电压为电网电压串联阻抗分压的合成矢量。其中，通过传感器测得，是有功电流在串联阻抗上的分压，两者皆不可自由调节。而是无功电流在串联阻抗上的分压，在定子无功电流Iqs容许范围内，可通过控制无功电流调节其大小与方向。
我们希望控制定子出口电压在向量图中体现为控制的模长通过适当调节定子无功电流，可以使合成矢量的模长从而将定子出口电压补偿至正常工作范围。
为计算该无功电流Iqs，可以通过联立计算：
式(6)有功无功解耦后整理得：
(7)为关于Iqs的二次方程，通过定子电流限制
可以舍去其中一根，得无功电流给定的计算式：
当|Ug|＜|Us|时，Iqs计算值为正，意为DFIG定子应发出感性无功电流，抬升定子出口电压反之，当|Ug|＞|Us|时Iqs计算值为负，DFIG定子应吸收感性无功，使定子出口电压下降。
具体控制中，如图4所示，当电网电压骤降时，由于故障往往较严重，应将有功电流给定Ids,req清零，以保证有充足的无功电流裕度；而当电网发生电压骤升故障时，定子容量具有较大裕度，有能力保持有功功率输出，因此由MPPT模块决定有功电流给定。根据式(9)可以计算出维持定子电压为额定值所需的无功电流，作为无功电流给定。
使用较为成熟、稳定的矢量控制(VC)策略控制DFIG。具体在转子变流器控制上，使用PI控制器控制转子变流器urd、urq电压，继而控制DFIG定子电流。网侧变流器则运行在直流电压稳定模式。
电网故障消失电压恢复时，串联阻抗的切除：
检测到电网电压恢复时，DFIG定子停止向电网注入无功电流，此时串联电抗不再承担分压作用。待100ms后重新短路串联阻抗。待暂态过程稳定后，恢复有功给定，DFIG恢复为正常运行。
现以一2MW DFIG的参数为算例，进行串联阻抗整定和无功支撑能力分析。
DFIG参数如下：DFIG整机额定功率2MW，额定频率50Hz，定子额定电压0.69kV；定子电阻0.0078Ω，定子漏抗0.0623Ω，磁化电抗2.9406Ω；定子额定电流1494A，转子额定电流546A。
根据本方法可计算串联电抗值约为0.237Ω，其对应的电感量为0.746mH。可推算串联电阻值约为3.790mΩ。接入该串联阻抗后的DFIG风力发电系统如图6所示。
采用上述串联阻抗参数，在严重低电压故障下投入串联阻抗后，可补偿DFIG定子出口电压为95％额定电压的0.655kV。同时，定子提供无功支撑电流1260A，提供无功功率支撑0.301MVar。
在选取了合适的串联阻抗后，DFIG可以在最严重的电压骤降故障下保持不脱网运行并提供无功支撑。可分析不同故障电压下DFIG的定子无功支撑能力。
(1)低电压穿越
电网低电压故障时，DFIG应提供感性无功电流支撑，以支撑电网电压恢复。图7为不同电网电压下DFIG所能提供的动态无功支撑。
基于串联阻抗的故障穿越策略下，DFIG定子容量得到充分利用，能够提供并网导则所要求的大部分无功电流。通过发挥DFIG网侧变换器无功容量和风电场无功补偿容量，容易满足并网导则要求。由于网侧变换器兼有维持直流母线电压稳定的作用，条件允许时应首先启用风电场无功补偿容量。
(2)高电压穿越
与低压穿越相反，当电网发生高电压故障时，往往由于电网节点感性无功过剩，需要DFIG吸收电网过剩感性无功，防止故障扩大。电网的高电压有利于功率传输，在DFIG容量允许时应保持有功送出。因此，高穿时无功电流与电网电压Ug与有功电流Ids相关。不同情形下无功吸收能力示于图8所示。
高穿时，DFIG可以在较大范围内运行，并补偿定子电压，实现安全穿越。同时，高穿时由于同时有有功和无功输出，其定子电流较大，应注意转子变流器和定子容量限制，超出时降低有功功率给定。
无论是低压穿越还是高压穿越，由于补偿了定子出口电压、实现了故障隔离，各绕组电流亦控制在额定值以内，在故障期间DFIG均可以保持长时间运行。但应注意串联阻抗的散热，保证足够的散热余量。
本发明基于定子串阻抗的动态无功控制策略克服了传统保护电路的不足，提高了DFIG的故障穿越能力。采用定子串联阻抗的技术路线实现了DFIG的高、低电压故障穿越，并给出了串联阻抗的整定方法。
本发明的动态无功控制策略在电网故障时动态调整定子无功电流，实现了对定子出口电压的完全补偿。无论在电网高、低电压故障下均能保持DFIG定子出口电压为额定值，且故障穿越过程中DFIG定子出口电压过渡平滑，保障了DFIG绕组安全。
本发明的动态无功控制策略充分利用了DFIG的定子容量，能够对电网提供无功电流支撑。在电网低电压故障期间提供并网导则所要求的大部分感性无功电流，在电网高电压故障期间吸收过剩感性无功并维持有功功率送出，故障适应性好。
与多数故障穿越方案相比，本专利所提出的串联阻抗方案可以同时适用于高、低电压故障，且硬件成本较低，易于产业化。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (7)
1.一种基于定子串阻抗的双馈风电机组高低电压穿越系统，其特征在于，包括连接电网的DFIG定子回路，所述DFIG定子回路包括依次连接的滤波电感、网测变流器、转子侧变流器和双馈风电机，所述双馈风电机和滤波电感之间串有串联阻抗保护电路，所述串联阻抗保护电路包括并联连接的快速开关和阻抗支路，所述阻抗支路包括串联连接的阻抗电感和阻抗电阻。
2.根据权利要求1所述的基于定子串阻抗的双馈风电机组高低电压穿越系统，其特征在于，设DFIG定子回路的最大定子电流为Ismax，最大转子电流为Irmax，则定子功率满足：
其中：Us表示定子出口电压，Ps表示定子有功功率，Qs表示定子无功功率，Rs表示定子绕组电阻，Xs表示定子漏抗，Xm表示励磁电抗。
3.根据权利要求2所述的基于定子串阻抗的双馈风电机组高低电压穿越系统，其特征在于，在忽略定子电阻时，定子无功电流Iqs的上下限值为：
其中：Ids表示定子有功电流。
4.一种基于权利要求1-3任一项所述定子串阻抗的双馈风电机组高低电压穿越系统的双馈风电机组高低电压穿越方法，其特征在于，包括如下步骤：
串联阻抗投入步骤：当检测到电网电压标幺值h跳变至设定阈值区间时，判定电网发生骤降和骤升故障，投入串联阻抗；
动态无功支撑步骤：DFIG定子动态发出无功电流，补偿定子电压；
电网恢复步骤：检测到电网电压恢复时，DFIG定子停止向电网注入无功电流，重新短路串联阻抗保护电路，待暂态过程稳定后，恢复有功给定，DFIG恢复为正常运行。
5.根据权利要求4所述的双馈风电机组高低电压穿越方法，其特征在于，所述设定阈值区间为：0.2≤h≤0.9或1.1≤h≤1.3。
6.根据权利要求4所述的双馈风电机组高低电压穿越方法，其特征在于，动态无功支撑步骤中的无功电流的计算式为：
其中：Ug表示电网实时电压，Xsi表示串联电抗值，Rsi表示串联电阻值，Ug0表示电网额定电压。
7.根据权利要求4所述的双馈风电机组高低电压穿越方法，其特征在于，还包括判断步骤：当判断为低电压穿越时，则有功给定清零；当判断为高电压穿越时，由MPPT控制器决定有功电流给定。
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