[发明专利]一种计及风电机组脱网时序的故障电流双层迭代算法

摘要

本发明属于电力系统分析领域，具体涉及一种计及风电机组脱网时序的故障电流双层迭代算法。该算法求出所有风机并网后的PCC故障电压和短路电流，根据并网规程判断有无风机脱网，有则记录脱网时间和机组，并对剩余机组的故障电压和电流重新进行迭代，重复此步骤直到全部风机脱网或无风机脱网时结束。由于机组脱网会造成剩余并网机组的短路电流发生变化，电流变小会导致原线路保护的灵敏度不足，变大则会导致保护装置不动作，本发明可清楚地知道每个阶段的短路电流分布情况，有助于对保护整定的校核。

主权项

1.一种计及风电机组脱网时序的故障电流双层迭代算法，其特征在于：求出所有风机并网后的PCC故障电压和短路电流，根据并网规程判断有无风机脱网，有则记录脱网时间和机组，并对剩余机组的故障电压和电流重新进行迭代，重复此步骤直到全部风机脱网或无风机脱网时结束，具体步骤包括：S1：首先形成符合电力网络运行状态的导纳矩阵Y，求出电网故障后风电场未并网时并网点的故障电压S2：根据当前的外部故障条件把电压代入短路电流模型得出风机馈出的短路电流将其作为第一层迭代的初值；S3：短路电流通过节点方程修正前一次故障电压得到新的值再代入短路电流模型求出新的电流假设最开始m台机组并网，记机组组合为S_m，则表示组合S_m中的机组第一次迭代后所得的PCC故障电压和电流；S4：一直重复步骤S2～S3，设k＝0时为第一次迭代，得则k次迭代后的故障电压为若当前的电压值与上一个迭代值满足第一层迭代结束，否则第一层迭代继续；S5：第一层迭代结束后，求出风电机组PCC故障电压和短路电流，根据并网规程提出的低穿要求判断风机是否脱网，如果有机组满足脱网条件，则标记脱网的时间T和机组i，剩余并网机组组合记为S_m‑1；S6：S_m‑1中机组的故障电压和短路电流因上台机组i的脱网而发生变化，把剩余机组前一状态下的短路电流作为迭代初值，重新对其电压和电流进行迭代，得到新的和接着再对S_m‑1中机组进行脱网判断，若还有机组满足条件则继续标记，并得到组合S_m‑2，此过程直到全部机组脱网或者无机组脱网则结束；上述步骤S2中对于不同的故障类型，双馈风机提供不同的短路电流模型，为了满足风电场低压穿越的要求，风机所馈出的均为计及crowbar动作后的短路电流；当电网发生对称故障时，双馈风机的短路电流模型为下式：其中为风机提供的短路电流；为电压跌落系数；U_s、U_sf分别为短路故障前、后定子相电压的稳态幅值，为定子侧相电压空间矢量；为定子侧电压空间矢量；α为定子相电压初始相角；ω_s、ω_r分别为双馈电机同步转速、转子转速；L_r为转子电感；L_sσ、L_rσ、L_m分别为定、转子漏感和励磁电感；为电网故障瞬时转子磁链；t₀为故障时刻；T_r′、T_s′均为暂态分量衰减时间常数；R_s、R_r为定、转子电阻；T_r′、T_s′、分别由下列各式确定：其中为定子电流相量；当电网发生不对称故障时，双馈风机的短路模型为下式：其中为故障后定子电压正、负序分量；①电网发生单相接地短路时：②电网发生两相短路时：③电网发生两相接地短路时：M由下式确定：