[發明專利]一種雙饋風電機組短路電流計算方法

在審

• 申請號: 202011521319.0
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN114647920A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 史卓鵬;王亞臣;孟長虹;孔祥敏;劉麗花;李勇;李艷;張亮紅;魏佳紅;鄭惠文;趙利軍;王凱凱;馬靜;康靜雅
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司經濟技術研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/04;G06F113/06
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩

本發明公開了風力發電系統技術領域中一種雙饋異步發電機短路電流計算方法，通過考慮雙側變流器暫態調控，建立考慮轉子變流器控制的故障等值網絡，分別推導Crowbar未接入的和Crowbar接入后的DFIG短路電流計算方法。短路電流計算方法采集故障發生后雙饋風機機端電壓跌落深度和機組運行參數，建立考慮轉子變流器暫態調控影響的雙饋風機故障等值網絡，并計算故障等值網絡中定轉子短路電流，然后推導定子短路電流二倍頻分量解析式，按照疊加定理得到Crowbar未接入的定轉子短路全電流表達式。然后計算Crowbar接入情況下的雙饋風電機組短路電流。本發明能準確計算Crowbar未接入的和Crowbar接入后的DFIG短路電流。

技術領域

本發明涉及風力發電系統技術領域，尤其涉及一種雙饋風電機組短路電流計算方法。

背景技術

隨著雙饋風電機組大規模接入電網，其故障暫態特性與傳統同步機不同，對電網安全運行產生一定的威脅，因此，有必要深入研究DFIG故障機理及對保護造成的影響。

目前已有很多學者對并網DFIG故障暫態特性開展了一定研究，取得了較多成果。然而，對于Crowbar尚未動作的情況，大部分研究僅考慮轉子保護未動作時定轉子短路電流表達式而未涉及變流器控制，部分學者考慮轉子側變流器調控作用下的雙饋發電機暫態特性，但未考慮網側變流器調控作用。對于Crowbar動作的情況，目前已有較多針對Crowbar接入后的DFIG短路電流特性的研究，但在分析過程均做了一些近似和假設，所得的電流表達式精度有待于提高，無法準確分析DFIG低電壓穿越的短路特性。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明實施例旨在提供一種雙饋風電機組短路電流計算方法，用以解決現有雙饋風電機組短路電流計算準確性不足的問題。

一種雙饋風電機組短路電流計算方法，具體包括以下步驟：

步驟1、采集故障發生后雙饋風機機端電壓跌落深度和機組運行參數。所述機組運行參數包括：穩態定子電壓、定子磁鏈幅值、機組有功和無功輸出參考值、轉差率、轉子轉速。

步驟2、建立考慮轉子變流器暫態調控影響的雙饋風機故障等值網絡，計算Crowbar未接入情況下的雙饋風機短路電流。

所述步驟2的子步驟包括：

子步驟201：建立考慮轉子變流器暫態調控影響的雙饋風機故障等值網絡，計算故障等值網絡中定轉子短路電流。

雙饋風機并網系統在同步旋轉坐標系下矢量數學模型為：

u_s＝R_si_s+pψ_s+jω₁ψ_s

u_r＝R_ri_r+pψ_r+jωψ_r

ψ_s＝L_si_s+L_mi_r

ψ_r＝L_mi_s+L_ri_r

式中：ω₁是同步角速度，ω＝ω₁-ω_r是轉差角速度，即同步角速度與轉子角速度的差值。L_m、L_s、L_r分別是等效的勵磁電感、定子電感和轉子電感；u_s、u_r、i_s、i_r、Ψ_s、Ψ_r分別是雙饋發電機定、轉子電壓、電流和磁鏈的空間矢量；