[发明专利]一种三相故障下海上风电场短路电流分析计算方法及终端

权利要求书

1.一种三相故障下海上风电场短路电流分析计算方法，其特征在于，包括步骤：

S1、根据单台风机的控制策略，建立对应直驱风机的低电压穿越期间输出电流模型；

S2、获取风电场内部阻抗参数与故障点到风电场PCC点的等效阻抗，根据风电场内部阻抗参数与故障点到风电场PCC点的等效阻抗构成风电场到故障点的节点导纳矩阵；

S3、获取各风电机组正常工况下的输出电流作为电流迭代初值，根据低电压穿越期间输出电流模型和节点导纳矩阵迭代计算出各台风电机组的机端电压以及输出短路电流；

S4、计算各台风电机组的输出短路电流的和作为海上风电场向系统输出的短路电流。

2.根据权利要求1所述的一种三相故障下海上风电场短路电流分析计算方法，其特征在于，所述单台电机的控制策略具体是无功控制优先策略；

所述低电压穿越期间输出电流模型具体如下：

式中，ψ_t为风电机组机端电压的相位角，U_t为风电机组机端电压的模值，I_max为逆变器的电流限幅的标幺值，θ_t为风电机组输出电流超前电压的相位角。

3.根据权利要求1所述的一种三相故障下海上风电场短路电流分析计算方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

S31、获取各风电机组正常工况下的输出电流作为电流迭代初值，根据电流迭代初值计算各节点的电压，并筛选出各台风机的机端电压的列向量U_t∑⁽¹⁾；

S32、根据风机的排列顺序，依次利用第j台风机的机端电压和低电压穿越期间输出电流模型计算第j台机组的输出电流形成各台风机的输出电流列向量I_∑⁽ⁿ⁾；

S33、输出电流列向量I_∑⁽ⁿ⁾代入节点电压方程求得含各台机组机端电压的列向量U_t∑⁽ⁿ⁺¹⁾；

重复迭代执行步骤S32-S33直到||U_t∑⁽ⁿ⁺¹⁾-U_t∑⁽ⁿ⁾||≤10^-6或执行次数抵达预设迭代上限后输出输出电流列向量I_∑⁽ⁿ⁾的各个元素作为各台风电机组的输出短路电流。

4.根据权利要求1所述的一种三相故障下海上风电场短路电流分析计算方法，其特征在于，所述节点导纳矩阵的节点包括风机输入节点与联络节点，节点导纳矩阵的最大维度节点导纳矩阵Y_M为风电机组全部工作的情况下风电场内部的线路参数与故障点到风电场PCC点等效阻抗结合生成，其表述如下：

式中，风机输入节点的标号为#1-#m，联络节点的标号为1-n；Y_##表示风机输入点间的导纳矩阵；Y表示联络节点间的导纳矩阵；Y_#与Y_#表示风机输入节点与联络节点间的互导纳矩阵。

5.根据权利要求4所述的一种三相故障下海上风电场短路电流分析计算方法，其特征在于，当第#i台风机关断时，实现以下步骤：

A1、定位第#i台风机输入节点的自导纳位置；

A2、消去该自导纳所在的行与列；

A3、定位与第#i台风机有电气联系的联络节点j的自导纳位置；

A4、该联络节点的自导纳减去风机输入节点的自导纳即为该联络节点新的自导纳。