[發明專利]一種雙饋異步發電機組暫態短路電流的計算方法

有效

• 申請號: 201310409274.1
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103500269A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 王耀函;劉輝;吳林林;劉京波;王皓靖
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;華北電力科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G06F17/50
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊

技術領域

本發明涉及風力發電領域，特別涉及一種雙饋異步發電機組暫態短路電流的計算方法。

背景技術

在各類風力發電機組中，雙饋異步發電機(Double?Fed?Induction?Generator，DFIG)是目前兆瓦級風力發電機組的主流機型之一。由于雙饋風電機組的發電機定子直接與電網相連，當系統出現短路故障時，電網側的電壓變化會通過定、轉子之間的感應引起轉子側的大電流，即在轉子側產生較大的短路電流，會對風電機組的換流器和風機產生沖擊。此外風電機組相關的保護定值需要考慮風電機組短路電流的影響，因此定量計算雙饋風機短路電流的大小對于雙饋風機設備選型、保護定值整定有重要意義。

目前，針對雙饋風機短路電流的研究成果多集中于機端發生三相短路，機端電壓跌至0時的定子、轉子暫態電流，分析方法多為基于磁鏈分析的數學解析法，對于三相電壓跌落后存在殘壓的分析則較少；另外，對于撬棒電路(CrowBar)投入情況的分析多假設故障發生瞬間CrowBar立即投入，真正將CrowBar投入策略考慮在暫態分析中的研究則鮮有。例如公開號為102867085A的中國專利申請為本發明最接近的現有技術，其公開了含雙饋風電機組的電力系統短路電流計算方法，其中便是通過對暫態過程中磁鏈的衰減進行分析，通過磁鏈與電流的關系獲得計算結果的，且在計算過程中并未考慮保護的實際投入機制，無法得到反映撬棒電路參與保護下的風電機組低電壓穿越過程的暫態特征。

發明內容

本發明實施例提供一種雙饋異步發電機組暫態短路電流的計算方法，用于解決現有技術中無法精確的計算雙饋異步發電機組暫態短路電流的技術問題。

本發明實施例提供一種雙饋異步發電機組暫態短路電流的計算方法，所述方法包括：

建立雙饋異步發電機組在電網電壓深度跌落故障下暫態數學模型，根據所述數學模型中的暫態電氣關系，建立所述雙饋異步發電機組的暫態等效電路；

對所述雙饋異步發電機組的暫態等效電路的磁鏈關系進行分析，獲得所述雙饋異步發電機組機端電壓跌落時的第一定子暫態電流；

根據撬棒電路投入機制，對所述雙饋異步發電機組的暫態等效電路進行修正，修正后獲得撬棒電路投入情況下的雙饋異步發電機組機端電壓跌落時的第二定子暫態電流；

根據所述第二定子暫態電流獲得所述雙饋異步發電機組暫態短路電流。

上述的雙饋異步發電機組暫態短路電流的計算方法，其中，所述方法還包括：所述撬棒電路投入延遲時，根據所述第一定子暫態電流以及第二定子暫態電流計算所述雙饋異步發電機組暫態短路電流。

上述的雙饋異步發電機組暫態短路電流的計算方法，其中，對所述雙饋異步發電機組的暫態等效電路的磁鏈關系進行分析包括：電網電壓深度跌落故障發生后的定子暫態電流的變化為所述雙饋異步發電機組的暫態等效電路的全響應過程。

上述的雙饋異步發電機組暫態短路電流的計算方法，其中，所述根據所述數學模型中的暫態電氣關系，建立所述雙饋異步發電機組的暫態等效電路包括：

同步速旋轉dq坐標系中所述雙饋異步發電機組矢量形式的定轉子電壓方程(1)以及定轉子磁鏈方程(2)如下：