不对称故障下的双馈风力发电机定子短路电流计算方法

摘要

本发明公开了不对称故障下的双馈风力发电机定子短路电流计算方法，通过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；建立定转子电流表达式建立故障后的定子正序磁链表达式；建立故障后的转子正序磁链表达式；建立机端电压不对称跌落情况下双馈风力发电机的定子正序电流表达式；建立机端电压不对称跌落后的定子负序磁链表达式；建立机端电压不对称跌落后转子负序磁链表达式；建立机端电压不对称跌落后定子负序电流的表达式；最终得到机端电压不对称跌落后的定子电流表达式；解决了现有技术缺乏简便、有效的不对称故障下定子短路电流计算方法的研究，导致的影响风电场接入的继电保护与控制及风电机组安全稳定运行等问题。

主权项

一种不对称故障下的双馈风力发电机定子短路电流计算方法，它包括下述步骤：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、通过步骤1的电压方程、磁链方程得到由定、转子磁链表示的定、转子电流表达式：式中，，，分别代表双馈风力发电机定、转子的暂态电抗；步骤3、建立故障后的定子正序磁链表达式式中：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，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，T_s’ 为定子回路衰减时间常数；步骤4、建立故障后的转子正序磁链表达式式中：为故障前的转子磁链，α为0时刻转子磁链对机端电压的夹角，，，R_cb为折算至定子侧的撬棒电阻；步骤5、将故障后的定子正序磁链表达式和故障后的转子正序磁链表达式代入由定、转子磁链表示的定子电流表达式，得到机端电压不对称跌落情况下双馈风力发电机的定子正序电流表达式为：步骤6、建立机端电压不对称跌落后的定子负序磁链表达式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7、建立机端电压不对称跌落后转子负序磁链的表达式式中：；步骤8、将机端电压不对称跌落后的定子负序磁链表达式和机端电压不对称跌落后转子负序磁链的表达式代入由定、转子磁链表示的定子电流表达式，得到机端电压不对称跌落后的定子负序电流的表达式为步骤9、根据步骤5和步骤8得到机端电压不对称跌落后的定子电流表达式。