2.斬波調(diào)阻結(jié)構(gòu)
    上個(gè)世紀(jì)90年代中期丹麥的Vestas公司采用了一種轉(zhuǎn)子電流控制結(jié)構(gòu)（OptiSlip），也稱為斬波調(diào)阻結(jié)構(gòu)，如圖1所示。這種結(jié)構(gòu)的基本思想是采用一個(gè)可控電力電子開關(guān)，以固定載波頻率的PWM方法控制繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中附加電阻接入時(shí)間的長短，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流的幅值，控制滑差約在10%的范圍之內(nèi)。該結(jié)構(gòu)依靠外部控制器給出的電流基準(zhǔn)值和電流的測(cè)量值計(jì)算出轉(zhuǎn)子回路的電阻值，通過電力電子器件的導(dǎo)通和關(guān)斷來調(diào)整轉(zhuǎn)子回路的電阻值。這種結(jié)構(gòu)電力電子裝置的機(jī)構(gòu)相對(duì)簡單，但是其定子側(cè)功率因數(shù)比較低，且只能在發(fā)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速以上運(yùn)行，是一種受限制的變速恒頻系統(tǒng)。
               

3.混合結(jié)構(gòu)
    為了降低變流器的成本并且能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的寬轉(zhuǎn)速范圍運(yùn)行，有文獻(xiàn)提出一種基于雙饋電機(jī)斬波調(diào)阻與交流勵(lì)磁控制策略多功能變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),將整流器、斬波器和逆變器結(jié)合在一起，該結(jié)構(gòu)的巧妙之處在于斬波器和逆變器共用了一組可控的電力電子開關(guān)，但是由于引入了四個(gè)接觸器型的受控開關(guān)，導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)的主回路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)同步速切換過程的過渡，而且在高于同步速運(yùn)行情況下難以改善發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)。此外，還有文獻(xiàn)提出了新型轉(zhuǎn)子電流混合控制的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制策略，該控制方法兼?zhèn)浣涣鲃?lì)磁控制和轉(zhuǎn)子斬波調(diào)阻法的優(yōu)點(diǎn)，能顯著降低轉(zhuǎn)子變流器的硬件成本以及控制技術(shù)的復(fù)雜性，并且可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的寬轉(zhuǎn)速范圍運(yùn)行，無需在同步速點(diǎn)過渡，在整個(gè)允許的速度范圍內(nèi)都可以進(jìn)行定子輸出有功、無功功率獨(dú)立調(diào)節(jié)，同時(shí)發(fā)電機(jī)輸出功率因數(shù)可控，缺點(diǎn)是輸入側(cè)功率因數(shù)低，風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率低。
三、基本控制算法
    交流勵(lì)磁結(jié)構(gòu)即雙饋?zhàn)兯俸泐l風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)得到了非常廣泛的應(yīng)用，在其發(fā)展過程中出現(xiàn)了很多控制策略，主要包括矢量控制、標(biāo)量控制以及直接功率控制等。
    1.矢量控制
    德國工程師F.Blashke在上世紀(jì)七十年代提出的矢量控制原理，使得交流調(diào)速技術(shù)發(fā)生了一次質(zhì)的飛躍，應(yīng)用在雙饋調(diào)速上，獲得了令人振奮的動(dòng)靜態(tài)性能。矢量控制的理論基礎(chǔ)是磁場(chǎng)定向原理，通過引入坐標(biāo)變換，將原來復(fù)雜的雙饋電機(jī)模型等效為d-q模型的基礎(chǔ)上，對(duì)坐標(biāo)軸的交叉耦合信號(hào)進(jìn)行有效的補(bǔ)償，可以得到類似直流調(diào)速的效果。
    雙饋系統(tǒng)的矢量控制結(jié)構(gòu)通常將轉(zhuǎn)子交流量分解成有功分量和無功分量，并對(duì)之進(jìn)行閉環(huán)控制。通常為了簡化雙饋矢量控制系統(tǒng)的電磁轉(zhuǎn)矩和其他矢量之間的復(fù)雜關(guān)系，需要使坐標(biāo)軸定向在某個(gè)矢量上。一般的，在雙饋系統(tǒng)可以選擇的定向矢量為定子磁鏈、氣隙磁鏈、定子電壓以及轉(zhuǎn)子電流等。其中，比較常用的是以定子磁鏈和氣隙磁鏈為定向矢量的控制方法。
    2.多標(biāo)量控制
    基于多標(biāo)量模型的雙饋電機(jī)控制方法通過多標(biāo)量模型變換電機(jī)系統(tǒng)到兩個(gè)獨(dú)立的線性子系統(tǒng)中，利用PI調(diào)節(jié)器控制定子的有功和無功。在該方案中，定義轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，定子磁鏈幅值的平方，定子磁鏈和轉(zhuǎn)子電流的叉積和點(diǎn)積四個(gè)標(biāo)量，并根據(jù)上述四個(gè)標(biāo)量電機(jī)的微分方程，在忽略定子電阻的情況下，對(duì)定子磁通做歸一化處理后，電機(jī)的有功功率以及無功功率可以解耦控制。
    3.直接功率控制