[發(fā)明專利]一種計及撬棒保護動作時間的雙饋風機三相短路電流的解析方法

有效

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• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109444737B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 范小紅;孫士云;王楊;張雪娟;鄭新宇
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種計及撬棒保護動作時間的雙饋風機三相短路電流的解析方法，屬于風力發(fā)電系統(tǒng)故障分析技術領域。本發(fā)明方法為：首先建立雙饋風機數(shù)學模型，以撬棒保護動時刻為分界點，將故障過程分成兩個階段，以磁鏈作為兩個階段的橋梁進行銜接，將第一階段轉子磁鏈的末值作為第二階段轉子磁鏈的初值，分別求得第一階段DFIG定子和轉子三相短路電流解析式，第二階段DFIG定子和轉子三相短路電流解析式，結合得DFIG定子和轉子三相短路電流解析式。本方法能夠準確計算計及撬棒保護動作時間的雙饋風機三相短路電流的解析式，對含雙饋感應風力發(fā)電機的電力系統(tǒng)設備選型和保護動作特性分析具有重要意義。

技術領域

本發(fā)明涉及一種計及撬棒(Crowbar)保護動作時間的雙饋風機(DFIG)三相短路電流的解析方法，屬于風力發(fā)電系統(tǒng)故障分析技術領域。

背景技術

能源是人類發(fā)展的基礎，煤炭、石油、天然氣等化石能源作為不可再生資源的代表經過長期無節(jié)制的消耗，儲量越來越少。同時大量不可再生能源的使用對環(huán)境的造成了巨大影響。風能、太陽能、生物質能等可再生新能源的研究開發(fā)已經成為十分迫切的需求。風能取之不盡，用之不竭，分布廣、蘊含豐富，與傳統(tǒng)能源相比具有可再生、低成本，沒有污染物和碳排放等優(yōu)點，同時其規(guī)模化和商業(yè)化的開發(fā)前景和清潔的利用方式，都使得風能資源的發(fā)電、傳輸及使用相關技術成為目前行業(yè)研究熱點。世界各國都在大力推行風力發(fā)電的開發(fā)應用，風力發(fā)電規(guī)模日益擴大。

我國地域遼闊，地形復雜，風能資源豐富。預計到2020年，風電累計裝機容量達到200GW，預計到2030年，風力發(fā)電將占全國發(fā)電總量的8.4％，在能源結構中的比例也逐年上升，對中國未來能源的作用不可忽視。

越來越多大規(guī)模風電基地的投入使用，電網發(fā)生故障時，雙饋風機(DFIG)具有變速恒頻、有功、無功解耦控制，變流器容量小等優(yōu)點成為目前應用最廣泛的風力機組，但由于其定子直接與電網相連，使得雙饋風電機組對電網電壓的變化尤為敏感。當電網發(fā)生故障，電網電壓跌落程度決定了DFIG運行方式，當電網電壓跌落較深，撬棒(Crowbar)保護投入之后，DFIG暫態(tài)特過程極為復雜，且從而使得短路電流相較于傳統(tǒng)短路電流有著較大區(qū)別。因此研究計及Crowbar保護動作時間的DFIG短路電流特性具有重要意義。

當風電大規(guī)模接入系統(tǒng)后，變壓器，線路阻抗器以及斷路器等電氣設備的動、熱穩(wěn)定性校驗，以及線路、變壓器等各元件的保護動作特性主要依靠系統(tǒng)的短路電流計算整定，因此隨著風機大規(guī)模的并網，確定雙饋感應發(fā)電機在故障過程中的短路電流特性是目前雙饋風機并網需解決的重要問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種計及撬棒保護動作時間的DFIG三相短路電流的解析方法，利用dq同步旋轉坐標系下雙饋風機的數(shù)學模型，計算了計及撬棒保護動作時間的雙饋風機三相短路電流。

本發(fā)明的技術方案是：一種計及撬棒保護動作時間的雙饋風機三相短路電流的解析方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：根據雙饋風機等效電路圖(如圖1所示)列寫dq同步旋轉坐標下DFIG的數(shù)學模型。以撬棒保護動時刻為分界點，將故障過程分成兩個階段：第一階段是電網發(fā)生三相短路，撬棒保護未動作；第二階段是撬棒保護動作。以磁鏈作為兩個兩個階段的橋梁進行銜接，將第一階段轉子磁鏈的末值作為第二階段轉子磁鏈的初值。