[发明专利]一种计及撬棒保护动作时间的双馈风机三相短路电流的解析方法

摘要

本发明涉及一种计及撬棒保护动作时间的双馈风机三相短路电流的解析方法，属于风力发电系统故障分析技术领域。本发明方法为：首先建立双馈风机数学模型，以撬棒保护动时刻为分界点，将故障过程分成两个阶段，以磁链作为两个阶段的桥梁进行衔接，将第一阶段转子磁链的末值作为第二阶段转子磁链的初值，分别求得第一阶段DFIG定子和转子三相短路电流解析式，第二阶段DFIG定子和转子三相短路电流解析式，结合得DFIG定子和转子三相短路电流解析式。本方法能够准确计算计及撬棒保护动作时间的双馈风机三相短路电流的解析式，对含双馈感应风力发电机的电力系统设备选型和保护动作特性分析具有重要意义。

主权项

1.一种计及撬棒保护动作时间的双馈风机三相短路电流的解析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：根据双馈风机等效电路图得到dq同步旋转坐标下DFIG数学模型，以撬棒保护动时刻为分界点，将故障过程分成两个阶段：第一阶段是电网发生三相短路，撬棒保护未动作；第二阶段是撬棒保护动作；以磁链作为两个阶段的桥梁进行衔接，将第一阶段转子磁链的末值作为第二阶段转子磁链的初值；步骤二：根据DFIG数学模型，求取双馈风机稳态运行时定子正常电流和转子正常电流；根据DFIG数学模型求取DFIG定子故障分量电压和转子故障分量电压以及定子故障分量磁链方程和转子故障分量磁链方程，联立DFIG定子故障分量磁链方程和转子故障分量磁链方程，推导出定子故障分量电流方程和转子故障分量电流方程；根据磁链守恒原则，求取定子故障分量磁链解析式；根据转子故障分量电压方程、转子故障分量电流方程以及定子故障分量磁链解析式，采用拉氏和反拉氏变换法求取转子故障分量磁链解析式；将定子故障分量磁链解析式和转子故障分量磁链解析式代入定子故障分量电流方程和转子故障分量电流方程中，求得定子故障分量电流解析式和转子故障分量电流解析式；将定子正常电流和转子正常电流与定子故障分量电流和转子故障分量电流相叠加，求得dq同步旋转坐标系下第一阶段定子三相短路电流解析式和转子三相短路电流解析式；将第一阶段定子三相短路电流解析式和转子三相短路电流解析式从dq同步旋转坐标系变换到三相静止坐标系下，最后得到三相静止坐标系下第一阶段定子三相短路电流解析式和转子三相短路电流解析式；步骤三：由DFIG的数学模型得到第二阶段定子电压方程和转子电压方程以及定子磁链方程和转子磁链方程；由第二阶段定子和转子磁链方程，推导出定子电流方程和转子电流方程；根据磁链守恒原则求得第二阶段定子磁链解析式；根据第二阶段转子电压方程、转子电流方程和定子磁链解析式，采用拉氏和反拉氏变换法，求得第二阶段转子磁链解析式；将第二阶段定子磁链解析式和转子磁链解析式代入第二阶段定子电流方程和转子电流方程中，求得dq同步旋转坐标系下第二阶段定子三相短路电流解析式和转子三相短路电流解析式；将第二阶段定子三相短路电流解析式和转子三相短路电流解析式从dq同步旋转坐标系变换到三相静止坐标系下，最后得到三相静止坐标系下第二阶段定子三相短路电流解析式和转子三相短路电流解析式；步骤四：由步骤二中三相静止坐标系下第一阶段DFIG的定子三相短路电流解析式和转子三相短路电流解析式以及步骤三中三相静止坐标系下第二阶段DFIG的定子三相短路电流解析式和转子三相短路电流解析式，得到DFIG的定子三相短路电流解析式和转子三相短路电流解析式。