[发明专利]一种含双馈风电机组的电力系统故障电流计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，更具体地，涉及一种含双馈风电机组励磁调节特性影响的电力系统故障电流计算方法。

背景技术

电力系统故障电流计算是电网运行控制和继电保护整定计算的基础内容。在传统的电网故障分析方法中，假设电网中的电源均为同步发电机。然而，随着风电机组的接入，其馈入电网的故障电流特性发生了很大的变化，使得以同步发电机电源为基础的传统故障分析方法已难以计算含风电机组的电网故障电流值。

目前，针对风电机组接入电网的故障分析方法已开展了多方面的研究工作，如对于逆变型(直驱式)风电机组，将其等值为恒定电压源与变化的等值阻抗串联的模型，针对含单个逆变型电源的配电网，提出含逆变型电源的故障分析解析法等。

但现有关于风电机组接入电网的故障分析方法主要针对的是逆变型(直驱式)风电机组，在机端电压轻度跌落条件下，双馈风电机组馈入电网的电流主要受风机本体、控制策略和转子参考值的影响，与逆变型风电机组基于定子电流参考值的故障电流特性有较大区别。因此，基于逆变型风电机组的电网故障电流计算方法并不能计算含双馈型风电机组的电力系统短路电流。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种考虑双馈风电机组励磁调节特性影响的电力系统故障电流计算方法，旨在解决双馈风电机组在变频器进行励磁调节时，电网短路电流难以准确计算的问题，为含双馈风电机组的电网继电保护整定计算提供技术支撑。

本发明提供了一种含双馈风电机组的电力系统故障电流计算方法，包括下述步骤：

S1：根据电力系统故障类型建立双馈风电机组受励磁调节特性影响的等效受控电流源模型；

其中，电力系统故障类型包括不对称故障和对称故障；所述不对称故障包括两相短路故障、单相接地故障和两相接地故障；所述对称故障包括三相短路故障；

S2：建立电力系统的正序阻抗矩阵、负序阻抗矩阵和零序阻抗矩阵；

S3：根据电力系统故障类型建立不同故障类型下的故障点边界条件方程；

S4：将双馈风机的额定电流值作为所述双馈风电机组在励磁调节状态下的等效受控电流源模型的初始值，并进行迭代计算获得双馈风电机组的受控电流源值；

S5：根据所述双馈风电机组的受控电流源值、以阻抗矩阵表征的电网节点电压方程以及故障点边界条件方程获得当前迭代计算时各节点的各序电压值，将各序电压相加获得实际节点电压值；

S6：获得当前迭代计算的节点实际电压值与前次迭代计算值的差值，并判断所述差值是否满足预设的误差门槛限值；若是，则转入步骤S7；若否，则根据双馈风电机组接入点的电压和受控电流源等效模型获得受控电流源的修正值，并转入步骤S5；

S7：根据各节点各序电压值和各序支路阻抗获得各支路的各序电流；并将各支路各序电流相加获得各支路故障电流值。