电压源-阻抗形式的双馈风力发电机等效模型

摘要

本发明公开了一种电压源-阻抗形式的双馈风力发电机等效模型，其建模方法包括：步骤1、建立定子轴系下，空间矢量形式的双馈风力发电机电压方程和磁链方程，步骤2、根据步骤1所述的定、转子磁链方程得到电压源-阻抗形式的双馈风力发电机的等效模型，解决了现有技术适用于不对称故障稳态分析的DFIG等效模型的研究甚少，传统的基于电阻-电抗混联形式的DFIG等效模型无法清晰地反映故障后DFIG的短路特性，无法为风电场接入的继电保护配置提供参考等问题。

主权项

一种电压源‑阻抗形式的双馈风力发电机等效模型的建模方法，它包括：步骤1、建立定子轴系下，空间矢量形式的双馈风力发电机电压方程和磁链方程式中，、分别为定、转子电压空间矢量，、分别为定、转子空间电流矢量，、分别为定、转子磁链空间矢量，R_s为定子电阻，R_r为转子电阻，ω_r为转子转速，L_s=L_m+L_ls为定子自感，L_r=L_m+L_lr为转子自感，L_m为励磁电感，L_ls、L_lr分别为定、转子漏感，D为微分算子，j为虚数单位，双馈风力发电机的转子电压矢量即为转子侧变流器施加在转子绕组上的励磁电压；步骤2、根据步骤1所述的电压方程和磁链方程得到电压源‑阻抗形式的双馈风力发电机的等效模型式中：表示双馈风力发电机的定子暂态电抗，，即为双馈风力发电机的内电势；所述双馈风力发电机内电势的确定方法包括下述步骤：步骤1.1、建立故障后机端正、负序电压、的表达式：式中：A为机端正序电压跌落深度0≤A≤1，U_s为稳态运行时机端电压的幅值，U₁为故障后机端正序电压的幅值，θ为0时刻机端电压的相位，为旋转因子，ω_s为同步转速，t为时间，U₂为机端负序电压的幅值；θ^’为0时刻机端负序电压的相位；步骤1.2、建立定子轴系下，故障后的转子正序稳态磁链表达式：式中，，表示双馈风力发电机的转子暂态电抗，s表示转差率，为转子正序稳态磁链，R_cb为折算至定子侧的撬棒电阻；步骤1.3、建立定子轴系下，故障后的转子负序稳态磁链表达式式中，；步骤1.4、根据步骤1.1故障后机端正、负序电压、的表达式、步骤1.2故障后的转子正序稳态磁链表达式和步骤1.3故障后的转子负序稳态磁链表达式，得到转子稳态磁链表达式步骤1.5、根据步骤1.4的转子稳态磁链表达式和电压源‑阻抗形式的双馈风力发电机的等效模型，得出双馈风力发电机故障稳态后的内电势计算公式。