[发明专利]计及Crowbar动作特性的DFIG风电场短路电流计算方法

说明书

本发明公开了一种计及Crowbar动作特性的DFIG风电场短路电流方法。本发明的方法包括如下步骤：对集电网络进行并联化处理；绘制Crowbar动作区域曲线；基于Crowbar动作区域曲线，根据每台风机的输入风速和机端电压判断其Crowbar是否动作；依据Crowbar的动作情况将风电场分群等效为两机模型，一台代表Crowbar动作，一台代表Crowbar不动作；采用容量加权法对每一群机组进行单机聚合；根据Crowbar动作与不动作两种情况下的双馈风机短路电流计算公式，分别求得两台等效风机的短路电流，其矢量和即为DFIG风电场短路电流。本发明考虑了DFIG风电场中Crowbar的动作情况，适用于对称故障及不对称故障，较单机等值计算法有更高的准确性，克服了传统DFIG风电场短路电流计算方法的缺点。

技术领域

本发明属于电力系统故障分析与短路计算领域，具体地说是一种计及Crowbar动作特性的DFIG风电场短路电流计算方法。

背景技术

随着风电场并网容量的不断增加，其对现有电网可靠运行的影响也日益显著，分析风电场的短路电流特性也变得更为重要。另外，双馈风电机组中通常安装Crowbar保护来限制系统故障下电力电子设备的短路电流，以此增加故障穿越能力。因此，在大规模风电场并网的电网短路电流分析中，必须考虑Crowbar的影响。

目前，已有大量关于双馈风电机组短路电流的研究，但主要集中在单台双馈风电机组的短路电流方面。此外，由于风电场通常由数十台风电机构成，对于电网运行来说，风电场的短路电流分析研究相对来说更加重要。但在目前DFIG风电场短路电流的研究中，风电场多被等值为单台双馈风电机组来计算其短路电流，并没有考虑Crowbar的影响。然而，实际风电场中每台机组的风速及电压跌落有所差异，当系统发生故障时，风电场中各机组的Crowbar动作非常复杂。例如，在故障不是很严重时，往往会发生场中部分Crowbar动作而其余Crowbar不动作的情况。在这种情况下，需要在计算风电场的短路电流之前，先讨论各机组中Crowbar的动作情况，否则计算结果差异较大。

发明内容

针对在某些系统故障下发生场中部分Crowbar动作而其余Crowbar不动作的情况，为提高DFIG风电场短路电流计算的准确性，本发明提供一种适用于对称故障及不对称故障并考虑Crowbar动作情况的DFIG风电场短路电流的计算方法。

为此，本发明采用的技术方案是：计及Crowbar动作特性的DFIG风电场短路电流方法，其包括如下步骤：

1)对集电网络进行并联化处理，以便实现任意位置上双馈风机的聚合等值；

2)绘制Crowbar动作区域曲线；

3)基于Crowbar动作区域曲线，根据每台风机的输入风速和机端电压判断其Crowbar是否动作；

4)依据Crowbar的动作情况将风电场分群等效为两机模型，一台代表Crowbar动作，一台代表Crowbar不动作；

5)采用容量加权法对每一群机组进行单机聚合；

6)根据Crowbar动作与不动作两种情况下的双馈风机短路电流计算公式，分别求得两台等效风机的短路电流，其矢量和即为DFIG风电场短路电流。

作为上述技术方案的补充，步骤2)中，Crowbar动作区域曲线的绘制步骤为：

a)将双馈风机输入风速设置为切入风速，并保持不变；

b)t＝0时，在机端端口处设置故障，接地电阻设置为0；

c)将该双馈风机进行动态仿真；

d)检查Crowbar的状态，如果Crowbar动作，则将接地电阻增加0.001Ω并转至步骤c)，否则转至步骤e)；

e)记下当前风速和相应的机端电压；