一種確定含雙饋感應發(fā)電機三相短路電流的磁鏈解析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種確定含雙饋感應發(fā)電機三相短路電流的磁鏈解析方法，分析了雙饋感應發(fā)電機（DFIG）的電磁暫態(tài)模型和定、轉子磁鏈的故障暫態(tài)特性，電網故障后DFIG定子磁鏈直流分量將在轉子繞組感應出與轉速方向相反的交流磁鏈，無法在三相定子坐標軸（靜止坐標軸）中去描述，需將DFIG定子磁鏈強制分量歸算至定子側，定子磁鏈直流分量歸算至轉子側形成靜態(tài)等值電路，進而分析轉子電阻對故障時定子磁鏈直流分量動態(tài)衰減及其與轉子繞組感應過程的影響，推導了電網三相短路時DFIG定子短路電流的解析表達式。
【專利說明】一種確定含雙饋感應發(fā)電機三相短路電流的磁鏈解析方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及風力發(fā)電系統(tǒng)【技術領域】，尤其涉及一種確定含雙饋感應發(fā)電機三相短路電流的磁鏈解析方法。
【背景技術】
[0002]風力發(fā)電作為目前最具商業(yè)化發(fā)展前景的新能源技術，在全球以每年超過30%的速度增長并成為發(fā)展最快的清潔能源。風能資源的大力開發(fā)推動了風力機的迅速發(fā)展，雙饋感應發(fā)電機(DFIG)便是現(xiàn)階段風力發(fā)電中運用較為廣泛的一種風力機型，它具有效率高、變流器容量小、功率解耦控制等諸多優(yōu)點，但另一方面并網型雙饋風電機組在并網電壓突降時所表現(xiàn)出來的暫態(tài)特性相當復雜，這就對含有高滲透率分布式風電機組的配電網保護提出了挑戰(zhàn)。
[0003]當風電場大規(guī)模的接入系統(tǒng)后，變壓器、線路阻抗器以及斷路器等電氣設備的動、熱穩(wěn)定性校驗主要依靠系統(tǒng)的短路電流計算，其中一個重要問題是需要了解風電場在故障過程中的短路電流特性，包括最大沖擊電流的幅值、故障穩(wěn)態(tài)周期分量的幅值、暫態(tài)分量衰減時間常數(shù)等，因此研究DFIG短路電流解析式很重要。
[0004]目前研究DFIG短路電流解析式的方法主要有頻域計算和物理過程分析兩種方法，由于定轉子頻率不同，無法在三相定子坐標軸(靜止坐標軸)中去描述。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種確定含雙饋感應發(fā)電機三相短路電流的磁鏈解析方法，利用等效電路分析定、轉子磁鏈之間的關系，使得雙饋感應發(fā)電機三相短路電流表達式推導過程更為簡便。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用了如下技術方案:
[0007]一種確定含雙饋感應發(fā)電機三相短路電流的磁鏈解析方法，包括如下步驟:
[0008]步驟一:將雙饋感應發(fā)電機定子磁鏈強制分量歸算至定子側、定子磁鏈直流分量歸算至轉子側形成靜態(tài)等值電路，從而推出轉子磁鏈反向旋轉暫態(tài)周期分量與定子磁鏈直流分量的衰減時間常數(shù)Ts，以及轉子磁鏈直流分量衰減時間常數(shù)I；；
[0009]步驟二:利用靜態(tài)等值電路，建立定、轉子電流及磁鏈之間的關系，推導出電網三相短路時雙饋感應發(fā)電機定子短路電流解析式的；
[0010]步驟三:分析定子與轉子磁鏈相關系數(shù)之間的關系，驗證定子坐標下定、轉子磁鏈衰減直流分量的相關系數(shù)可以用轉子坐標下定、轉子磁鏈衰減直流分量的相關系數(shù)代替。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟一的具體步驟為:
[0012]將轉子等效電路按頻率歸算至定子側，對于定子磁鏈直流分量，將定子側電量按頻率歸算至轉子側，可得定子磁鏈直流分量歸算至轉子坐標的等值電路，從定子側等效阻抗可求得轉子磁鏈反向旋轉暫態(tài)周期分量與定子磁鏈直流分量的衰減時間常數(shù)Ts:
[0013]
【權利要求】
1.一種確定含雙饋感應發(fā)電機三相短路電流的磁鏈解析方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一:將雙饋感應發(fā)電機定子磁鏈強制分量歸算至定子側，定子磁鏈直流分量歸算至轉子側形成靜態(tài)等值電路，從而推出轉子磁鏈反向旋轉暫態(tài)周期分量與定子磁鏈直流分量的衰減時間常數(shù)Ts，以及轉子磁鏈直流分量衰減時間常數(shù)I；； 步驟二:利用靜態(tài)等值電路，建立定、轉子電流及磁鏈之間的關系，推導出電網三相短路時雙饋感應發(fā)電機定子短路電流解析式的； 步驟三:分析定子與轉子磁鏈相關系數(shù)之間的關系，驗證定子坐標下定、轉子磁鏈衰減直流分量的相關系數(shù)可以用轉子坐標下定、轉子磁鏈衰減直流分量的相關系數(shù)代替。
2.根據權利要求1所述一種確定含雙饋感應發(fā)電機三相短路電流的磁鏈解析方法，其特征在于，所述步驟一的具體步驟為: 將轉子等效電路按頻率歸算至定子側，對于定子磁鏈直流分量，將定子側電量按頻率歸算至轉子側，可得定子磁鏈直流分量歸算至轉子坐標的等值電路，從定子側等效阻抗可求得轉子磁鏈反向旋轉暫態(tài)周期分量與定子磁鏈直流分量的衰減時間常數(shù)Ts:
3.根據權利要求1所述一種確定含雙饋感應發(fā)電機三相短路電流的磁鏈解析方法，其特征在于，所述步驟二的具體步驟為:發(fā)電機電壓電流方向按電動機慣例，采用空間矢量法可得三相短路故障后定子坐標系下雙饋感應發(fā)電機定子電壓方程為:
4.根據權利要求1所述一種確定含雙饋感應發(fā)電機三相短路電流的磁鏈解析方法，其特征在于，所述步驟三的具體步驟為: 定子磁鏈的衰減直流分量分解成若干個頻率ω d接近于O的低頻分量，0〈 ω d〈〈 ω，則對于定子磁鏈頻率分量歸算至定子側等值電路與定子磁鏈強制分量歸算至定子側的靜態(tài)等值電路類似，將定子磁鏈直流分量歸算至轉子側形成的靜態(tài)等值電路中ω替換為Od，轉差s替換為1-?ycod，據此可得，歸算至定子側轉子電流^rd與定子_ U系為:
【文檔編號】G01R19/00GK103698586SQ201410020446
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權日:2014年1月15日
【發(fā)明者】周念成, 謝光莉, 王強鋼, 羅艾青, 周川 申請人:重慶大學