【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风电场电气经济安全分析与设计领域，具体涉及一种双馈风力发电机单相接地短路电流计算方法。
技术介绍
目前，广泛商业应用的双馈风电机组由于普遍采用了Crowbar保护，保证了风电机组能过在故障情况下依然并网运行，从而也使得风电场的安全性得到了保证。然而，采用Crowbar保护必然会对短路电流产生抑制，如果忽略这一点，按现有计算方法，可能会得到不太准确的计算结果，从而造成不必要的经济浪费。因此，需要提出一种在采用Crowbar保护的情况下，能更为准确地计算单相接地短路电流的计算方法。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种双馈风力发电机单相接地短路电流计算方法，不仅考虑Crowbar电阻在原理上对转子侧变流器的保护，同时考虑Crowbar电阻在实际运行中对转子侧电流和转子侧磁链的抑制。实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种双馈风力发电机单相接地短路电流计算方法，包括以下步骤：步骤一：利用对称分量法，将双馈风力发电机的模型分解成正序、负序下的模型，正序、负序下的模型分别对应正序等值电路、负序等值电路；步骤二：计算正序等值电路短路后的正序定子侧等效阻抗Zs；步骤三：根据空间旋转坐标系下的双馈风力发电机电磁暂态方程和正序定子侧等效阻抗Zs，计算出正序等值电路短路前的定子侧磁链初值ψs0和转子侧磁链初值ψr0；步骤四：根据空间旋转坐标系下的双馈风力发电机电磁暂态方程，分别计算出与正序等值电路和负序等值电路对应的暂态正序定子测磁链暂态正序转子测磁链暂态负序定子磁链和暂态负序转子磁链步骤五：根据所述的暂态正序定子测磁链暂...
【技术保护点】
一种双馈风力发电机单相接地短路电流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：利用对称分量法，将双馈风力发电机的模型分解成正序、负序下的模型，正序、负序下的模型分别对应正序等值电路、负序等值电路；步骤二：计算正序等值电路短路后的正序定子侧等效阻抗Zs；步骤三：根据空间旋转坐标系下的双馈风力发电机电磁暂态方程和正序定子侧等效阻抗Zs，计算出正序等值电路短路前的定子侧磁链初值ψs0和转子侧磁链初值ψr0；步骤四：根据空间旋转坐标系下的双馈风力发电机电磁暂态方程，分别计算出与正序等值电路和负序等值电路对应的暂态正序定子测磁链暂态正序转子测磁链暂态负序定子磁链和暂态负序转子磁链步骤五：根据所述的暂态正序定子测磁链暂态正序转子测磁链暂态负序定子磁链和暂态负序转子磁链分别计算与正序等值电路和负序等值电路对应的正序定子侧电流isp和负序定子侧电流isn；步骤六：利用坐标变换求出短路相的正序短路电流ispa和单相负序短路电流isna；步骤七：根据空间矢量坐标系、正序短路电流ispa和单相负序短路电流isna，计算短路电流最大值isamax和短路电流周期分量有效值Isavmr。
【技术特征摘要】
1.一种双馈风力发电机单相接地短路电流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：利用对称分量法，将双馈风力发电机的模型分解成正序、负序下的模型，正序、负序下的模型分别对应正序等值电路、负序等值电路；步骤二：计算正序等值电路短路后的正序定子侧等效阻抗Zs；步骤三：根据空间旋转坐标系下的双馈风力发电机电磁暂态方程和正序定子侧等效阻抗Zs，计算出正序等值电路短路前的定子侧磁链初值ψs0和转子侧磁链初值ψr0；步骤四：根据空间旋转坐标系下的双馈风力发电机电磁暂态方程，分别计算出与正序等值电路和负序等值电路对应的暂态正序定子测磁链暂态正序转子测磁链暂态负序定子磁链和暂态负序转子磁链步骤五：根据所述的暂态正序定子测磁链暂态正序转子测磁链暂态负序定子磁链和暂态负序转子磁链分别计算与正序等值电路和负序等值电路对应的正序定子侧电流isp和负序定子侧电流isn；步骤六：利用坐标变换求出短路相的正序短路电流ispa和单相负序短路电流isna；步骤七：根据空间矢量坐标系、正序短路电流ispa和单相负序短路电流isna，计算短路电流最大值isamax和短路电流周期分量有效值Isavmr。2.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机单相接地短路电流计算方法，其特征在于：所述步骤二中，正序定子侧等效阻抗Zs为：Zs＝RCB+jωsL′s其中，RCB为正序等值电路短路在t＝0时刻定子侧发生了单相接地短路故障，在t＝0+时刻投入的Crowbar电阻，ωs为同步角速度，L's为定子绕组暂态电感。3.根据权利要求2所述的一种双馈风力发电机单相接地短路电流计算方法，其特征在于：所述步骤三中，正序等值电路短路前的定子侧磁链初值ψs0为： ψ s 0 = U s o jω s ]]>式中：Uso为短路前的机端电压初值，转子侧磁链初值ψr0为： ψ r 0 = L r jω s L m [ U s 0 - ( R s + jω s L s ′ ) I s 0 ] ]]>其中，Lr为转子等效电感，Lm为激磁电感，Rs为定子电阻，Is0为短路前的机端电流初值。4.根据权利要求3所述的一种双馈风力发电机单相接地短路电流计算方法，其特征在于，所述步骤四中：暂态正序定子测磁链为： ψ s p = A 3 U s 0 jω s e jω s t + ( I - A 3 ) U s 0 jω s e - t τ s ]]>式中：A为正序压降系数，A＝ka+kb+kc，ka为A相定子侧短路压降系数，kb为B相定子侧短路压降系数，kc为C相定子侧短路压降系数；τsDFIG为暂态定子时间常数暂态正序转子测磁链为： ψ r p = L r jω s L m ( U s 0 - Z s I s 0 ) e jω s t e - t τ r ]]>式中，τr为DFIG暂态转子时间常数；暂态负序定子磁链为： ψ s n = - B 3 U s 0 jω s e - jω s t + B 3 U s 0 jω s e - t τ s ]]>式中：B为负序压降系数， B = k a + ( j 3 / 2 - 1 / 2 ) k b + ( - j 3 / 2 - 1 / 2 ) k c , ]]>暂态负序转子磁链为：ψrn＝0。5.根据权利要求4所述的一种双馈风力发电机单相接地短路电流计算方法，其特征在于：所述步骤五中的正序定子侧电流isp为： i s p = ( 1 - A / 3 ) U s 0 jω s L s ′ e - t τ s + ( A / 3 ) U s 0 jω s L s ′ e jω s t - ( U s 0 - Z s I s 0 ) jω s L s ′ e - t τ r e jω s t ]]>负序定子侧电流isn为： i s n = B / 3 jω s L s ′ ( - U s 0 e jω s t + U s 0 e - t τ s ) ]]>6.根据权利要求5所述的一种双馈风力发电机单相接地短路电流计算方法，其特征在于：所述步骤六中的正序短路电流ispa为： i s p a = Re [ ( 1 - A / 3 ) U s 0 jω s L s ′ e - t ...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘文霞，杨刚，刘明洋，刘汉江，陈剑，柴守江，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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