[发明专利]双馈感应发电机模型

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体地说，涉及一种双馈感应发电机模型。

背景技术

交流励磁双馈感应发电机(Doubly Fed Induction Generator，简称DFIG)的变速恒频风力发电系统(简称双馈风电系统)具有成本低、体积小、功率损耗低等优点，因此已被十分广泛的应用。

双馈风电系统通常由双馈感应发电机、交-直-交背靠背变流器及电缆等部件构成，在双馈风电系统工作时，发电机的定子侧和转子侧都有能量馈送。由变流器中的逆变器共模电压所引起的放电电流，通过发电机内部寄生电容会产生流入地线的漏电流，高频漏电流过大将产生电磁干扰(EMI)。另外，为了降低开关损耗，通常会加快变流器中半导体设备的开关速度，开关速度的提高将使输出电压的上升时间变短，导致反射波在变流器和发电机之间来回运行，也称为电压反射现象。该反射波经过多次反射会在发电机端叠加出幅值和频率很高的过电压，该过电压通过电机的寄生电容形成轴电压，轴电压过高可能会造成发电机的绝缘失效，损坏发电机的轴承，而影响系统运行的可靠性。

因此，需要建立一个准确的双馈感应发电机的模型，特别是高频模型，以便于对双馈风电系统进行分析、设计和改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双馈感应发电机模型，以便于对双馈风电系统进行分析、设计和改进。

本发明提供一种双馈感应发电机模型，包括定子电路模型和转子电路模型；

所述定子电路模型包括三相的定子绕组电路，每相所述定子绕组电路用于模拟定子绕组匝间电容的影响；

所述转子电路模型包括三相的转子绕组电路，每相所述转子绕组电路用于模拟转子绕组匝间电容的影响。

优选的，每相所述转子绕组电路包括并联的转子绕组匝间电容C_rw、C_rw的等效电阻R_rw和转子漏感L_lr。

进一步，该双馈感应发电机模型还包括连接于所述定子电路模型与所述转子电路模型之间的共模拓扑电路。

优选的，所述双馈感应发电机包括定子绕组、转子铁芯和转子绕组；

所述共模拓扑电路包括定子绕组对转子铁芯的寄生电容C_sr，转子绕组对转子铁芯的寄生电容C_wr，以及定子绕组与转子绕组之间的寄生电容C_ws；C_sr和C_wr串联，C_ws并联在C_sr和C_wr两端。

进一步，所述双馈感应发电机还包括轴承；

所述共模拓扑电路还包括轴承等效电容C_b，C_b的一端连接于C_sr与C_wr之间，C_b的另一端接地。

进一步，所述双馈感应发电机还包括机壳；

所述共模拓扑电路还包括转子铁芯与机壳之间的寄生电容C_rf，C_rf的一端连接于C_sr与C_wr之间，C_rf的另一端接地。

优选的，每相所述定子绕组电路包括第一部分定子漏感ηL_ls、定子绕组电阻R_s、第二部分定子漏感(1-η)L_ls、定子绕组与转子绕组之间的寄生电容C_sw和C_sw的等效电阻R_sw；

其中，ηL_ls、R_s和(1-η)L_ls串联，C_sw、R_sw与(1-η)L_ls并联。

优选的，3％≤η≤10％。

优选的，每相所述定子绕组电路还包括定子绕组与机壳之间的寄生电容C_sf和C_sf的等效电阻R_sf；

其中，C_sf的一端与R_sf的一端连接，C_sf的另一端连接在ηL_ls与R_s之间，R_sf的另一端接地。