不對稱故障下的雙饋風力發電機定子短路電流計算方法技術

本發明專利技術公開了不對稱故障下的雙饋風力發電機定子短路電流計算方法，通過建立定子軸系下空間矢量形式的雙饋風力發電機電壓方程和磁鏈方程；建立定轉子電流表達式建立故障后的定子正序磁鏈表達式；建立故障后的轉子正序磁鏈表達式；建立機端電壓不對稱跌落情況下雙饋風力發電機的定子正序電流表達式；建立機端電壓不對稱跌落后的定子負序磁鏈表達式；建立機端電壓不對稱跌落后轉子負序磁鏈表達式；建立機端電壓不對稱跌落后定子負序電流的表達式；最終得到機端電壓不對稱跌落后的定子電流表達式；解決了現有技術缺乏簡便、有效的不對稱故障下定子短路電流計算方法的研究，導致的影響風電場接入的繼電保護與控制及風電機組安全穩定運行等問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電力系統風力發電
，尤其涉及一種不對稱故障下的雙饋風力 發電機定子短路電流計算方法。
技術介紹
雙饋風力發電機由于具有變流器容量小、可W實現功率解禪控制等優勢，被廣泛 應用于風力發電系統。當電網發生故障時，雙饋風力發電機的機端電壓發生跌落，由于定、 轉子磁鏈的禪合，轉子繞組可能產生過電流，嚴重時會損壞變流器，威脅風電機組的安全運 行。為此，目前最常用的做法是投入攘棒電路，將轉子側變流器旁路，同時閉鎖轉子側變流 器，利用攘棒電阻限制轉子電流，保護變流器的安全。因此，研究攘棒電路投入后雙饋風力 發電機的定子短路電流計算方法，對于風電場接入的繼電保護與控制W及風電機組的安全 穩定運行具有十分重要的意義。 目前針對攘棒投入后雙饋風力發電機短路電流計算方法的研究大多是基于H相 故障，例如公開專利號為102867085AU03500269A的中國專利申請均給出了H相故障發生 后，攘棒投入情況下的定子短路電流計算方法，但是并沒有針對不對稱故障進行分析。對于 不對稱故障下定子短路電流計算方法的研究較少，且計算過程中需要求解微分方程，過程 比較繁瑣。根據風電場運行的實際情況，送出線路發生單相接地故障等不對稱故障的概率 遠大于H相故障。因此，研究簡便、有效的不對稱故障情況下的DFIG定子短路電流計算方 法是十分必要的。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題；提供一種簡便、有效的不對稱故障下的雙饋風力發電 機定子短路電流計算方法，計算過程無需求解微分方程，W解決現有技術缺乏簡便、有效的 不對稱故障下定子短路電流計算方法的研究，導致的影響風電場接入的繼電保護與控制及 風電機組安全穩定運行等問題。[000引本專利技術技術方案： 一種，它包括下述步驟： 步驟1、建立定子軸系下，空間矢量形式的雙饋風力發電機電壓方程和磁鏈方程：【主權項】1. 一種，它包括下述步驟： 步驟1、建立定子軸系下，空間矢量形式的雙饋風力發電機電壓方程和磁鏈方程：式中，S3、2·,分別為定、轉子電壓空間矢量?分別為定、轉子空間電流矢量，紇、 朽分別為定、轉子磁鏈空間矢量，Rs為定子電阻，L為轉子電阻，ω 轉子轉速，L s=Lm+Lls 為定子自感，L=Lm+!^為轉子自感，L m為勵磁電感，L ls、Llr分別為定、轉子漏感，D為微分算 子，j為虛數單位，雙饋風力發電機的轉子電壓矢量^即為轉子側變流器施加在轉子繞組 上的勵磁電壓； 步驟2、通過步驟1的電壓方程、磁鏈方程得到由定、轉子磁鏈表示的定、轉子電流表達 式：式中， ，分別代表雙饋風力發電機定、轉子的暫態電抗； 步驟3、建立故障后的定子正序磁鏈尹λ表達式式中：A為機端正序電壓跌落深度O < A < 1，Us為穩態運行時機端電壓的幅值，Θ為 〇時刻機端電壓的相位，為旋轉因子，為同步轉速，t為時間，IV為定子回 路衰減時間常數； 步驟4、建立故障后的轉子正序磁鏈伊λ表達式式中.Mtl為故障前的轉子磁鏈，α為O時刻轉子磁鏈對機端電壓的夾角，^為折算至定子側的撬棒電阻； 步驟5、將故障后的定子正序磁鏈魏i表達式和故障后的轉子正序磁鏈_rl表達式代入 由定、轉子磁鏈表示的定子電流表達式，得到機端電壓不對稱跌落情況下雙饋風力發電機 的定子正序電流表達式為：步驟6、建立機端電壓不對稱跌落后的定子負序磁鏈表達式U2為機端負序電壓的幅值，Θ '為0時刻機端負序電壓的相位； 步驟7、建立機端電壓不對稱跌落后轉子負序磁鏈的表達式步驟8、將機端電壓不對稱跌落后的定子負序磁鏈表達式和機端電壓不對稱跌落 后轉子負序磁鏈麫2的表達式代入由定、轉子磁鏈表示的定子電流表達式，得到機端電壓不 對稱跌落后的定子負序電流&的表達式為步驟9、根據步驟5和步驟8得到機端電壓不對稱跌落后的定子電流^表達式 Z· - !?I Hh2·2 °【專利摘要】本專利技術公開了，通過建立定子軸系下空間矢量形式的雙饋風力發電機電壓方程和磁鏈方程；建立定轉子電流表達式建立故障后的定子正序磁鏈表達式；建立故障后的轉子正序磁鏈表達式；建立機端電壓不對稱跌落情況下雙饋風力發電機的定子正序電流表達式；建立機端電壓不對稱跌落后的定子負序磁鏈表達式；建立機端電壓不對稱跌落后轉子負序磁鏈表達式；建立機端電壓不對稱跌落后定子負序電流的表達式；最終得到機端電壓不對稱跌落后的定子電流表達式；解決了現有技術缺乏簡便、有效的不對稱故障下定子短路電流計算方法的研究，導致的影響風電場接入的繼電保護與控制及風電機組安全穩定運行等問題。【IPC分類】H02P21-14【公開號】CN104836503【申請號】CN201510243563【專利技術人】趙黎麗, 李斌, 高昌培, 黃文偉, 王欣, 萬春竹, 李明浩 【申請人】貴州電網公司電力調度控制中心【公開日】2015年8月12日【申請日】2015年5月14日本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種不對稱故障下的雙饋風力發電機定子短路電流計算方法，它包括下述步驟：步驟1、建立定子軸系下，空間矢量形式的雙饋風力發電機電壓方程和磁鏈方程：式中，、分別為定、轉子電壓空間矢量，、分別為定、轉子空間電流矢量，、分別為定、轉子磁鏈空間矢量，Rs為定子電阻，Rr為轉子電阻，ωr為轉子轉速，Ls=Lm+Lls為定子自感，Lr=Lm+Llr為轉子自感，Lm為勵磁電感，Lls、Llr分別為定、轉子漏感，D為微分算子，j為虛數單位，雙饋風力發電機的轉子電壓矢量即為轉子側變流器施加在轉子繞組上的勵磁電壓；步驟2、通過步驟1的電壓方程、磁鏈方程得到由定、轉子磁鏈表示的定、轉子電流表達式：式中，，，分別代表雙饋風力發電機定、轉子的暫態電抗；步驟3、建立故障后的定子正序磁鏈表達式式中：A為機端正序電壓跌落深度0≤A≤1，Us為穩態運行時機端電壓的幅值，θ為0時刻機端電壓的相位，為旋轉因子，ωs為同步轉速，t為時間，Ts’?為定子回路衰減時間常數；步驟4、建立故障后的轉子正序磁鏈表達式式中：為故障前的轉子磁鏈，α為0時刻轉子磁鏈對機端電壓的夾角，，，Rcb為折算至定子側的撬棒電阻；步驟5、將故障后的定子正序磁鏈表達式和故障后的轉子正序磁鏈表達式代入由定、轉子磁鏈表示的定子電流表達式，得到機端電壓不對稱跌落情況下雙饋風力發電機的定子正序電流表達式為：步驟6、建立機端電壓不對稱跌落后的定子負序磁鏈表達式U2為機端負序電壓的幅值，θ’為0時刻機端負序電壓的相位；步驟7、建立機端電壓不對稱跌落后轉子負序磁鏈的表達式式中：；步驟8、將機端電壓不對稱跌落后的定子負序磁鏈表達式和機端電壓不對稱跌落后轉子負序磁鏈的表達式代入由定、轉子磁鏈表示的定子電流表達式，得到機端電壓不對稱跌落后的定子負序電流的表達式為步驟9、根據步驟5和步驟8得到機端電壓不對稱跌落后的定子電流表達式。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙黎麗，李斌，高昌培，黃文偉，王欣，萬春竹，李明浩，
申請(專利權)人：貴州電網公司電力調度控制中心，
類型：發明
國別省市：貴州;52