[发明专利]一种计及RSC控制的双馈风机三相短路电流的解析方法

权利要求书

1.一种计及RSC控制的双馈风机三相短路电流的解析方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤一：根据双馈感应风力发电机等效电路图列写定子和转子电压方程，根据双馈感应风力发电机定子和转子的自感磁链和互感磁链列写定子和转子磁链方程，根据RSC控制原理列写转子电压方程，以上所列写的方程均在dq同步旋转坐标系下；

步骤二：根据步骤一中所列写的定子电压方程以及磁链守恒原则，求取故障后定子磁链解析式；

步骤三：根据步骤一中所列写的定子和转子磁链方程，即可求得转子磁链与转子电流和定子磁链相关的方程；再将步骤二中所求的定子磁链解析式代入所求得的转子磁链与转子电流和定子磁链相关的方程中，求得与转子电流相关的转子磁链方程；将所求得的与转子电流相关的转子磁链方程代入步骤一中根据双馈感应风力发电机等效电路图列写的转子电压方程中，可得与转子电流相关的转子电压方程；最后将所求得的与转子电流相关的转子电压方程代入步骤一中根据RSC控制原理列写的转子电压方程中，即可求得转子电流二阶微分方程；

步骤四：首先求解转子电流二阶微分方程对应的齐次方程的特征方程的根，得到转子电流二阶微分方程对应的齐次方程通解的形式，再根据转子电流二阶微分方程的初值求得转子电流二阶微分方程对应的齐次方程解的表达式；接着根据待定系数法求解转子电流二阶微分方程的特解；最后，将所求的转子电流二阶微分方程对应的齐次方程解的表达式与转子电流二阶微分方程的特解相加，所得的和即为dq同步旋转坐标系下转子短路电流解析式；

步骤五：根据步骤一中所列写的定子磁链方程，可求得定子电流方程；将步骤二中所求得的定子磁链解析式与步骤四中所求得的转子短路电流解析式代入定子电流方程中，即可求得dq同步旋转坐标系下定子短路电流解析式；

步骤六：将步骤四中所求得的dq同步旋转坐标系下转子短路电流和步骤五中的所求得的dq同步旋转坐标系下定子短路电流变换到三相静止坐标系下，得到三相静止坐标系下定子短路电流和转子短路电流的解析式。

2.根据权利要求1所述的计及RSC控制的双馈风机三相短路电流的解析方法，其特征在于：所述步骤一的具体步骤为：

根据双馈感应风力发电机等效电路图列写系统发生三相短路时，dq同步旋转坐标系下定子和转子电压方程为：

式中，u_s为DFIG机端的稳态电压；k为系统发生三相短路故障后DFIG机端电压跌落系数；u_r为转子电压；i_s为DFIG定子三相短路电流；i_r为DFIG转子三相短路电流；ψ_s为定子磁链；ψ_r为转子磁链；R_s为定子绕组等效电阻；R_r为转子绕组等效电阻；ω₁为同步转速；s＝(ω₁-ω_r)/ω₁为转差率，ω_r为转子转速；为虚单位；t为时间；

根据双馈感应风力发电机定子和转子的自感磁链和互感磁链列写dq同步旋转坐标系下定子和转子磁链方程为：

ψ_s＝L_si_s+L_mi_r (3)

ψ_r＝L_mi_s+L_ri_r (4)

式中，L_s＝L_m+L_σs为定子绕组等效电感，L_m为定转子绕组互感，L_σs为定子漏感；L_r＝L_m+L_σr为转子绕组等效电感，L_σr为转子漏感；

根据转子侧变流器RSC的控制原理，可得dq同步旋转坐标系下转子电压方程为：

式中，k_P、k_I分别为PI控制器的比例参数和积分参数；i_r.ref为转子电流参考值；为定转子等效电感。