[发明专利]计入电压跌落幅度因素的阻容式撬棒电容参数确定方法

权利要求书

1.计入电压跌落幅度因素的阻容式撬棒电容参数确定方法，其特征在于，主要包括：

a、建立当前风力发电系统的无功功率和转子电抗之间的关系模型；

b、确定当前风力发电系统所需无功功率                                                ；

c、将步骤b所得当前风力发电系统所需无功功率，代入步骤a所得无功功率和转子电抗之间的关系模型，求取当前风力发电系统转子电抗变化值；

d、对步骤c所得当前风力发电系统转子电抗变化值进行修正，求得阻容式转子撬棒中的电容值。

2.根据权利要求1所述的计入电压跌落幅度因素的阻容式撬棒电容参数确定方法，其特征在于，所述步骤a具体包括：

基于异步电机简化电路模型，忽略定子电阻，得出定子侧无功功率与转子电抗的关系表达式：

；

在上式中，为发电机定子侧电压，为计入转子侧撬棒电阻后转子侧总电阻归算至定子侧的值，为定子电抗，为转子电抗归算至定子侧的值，为转差率，为励磁电抗，。

3.根据权利要求2所述的计入电压跌落幅度因素的阻容式撬棒电容参数确定方法，其特征在于，所述步骤b具体包括：

获取风力发电系统发生故障时的故障参数，该故障参数包括故障电压、故障电流和故障时的有功功率，假设故障电压为、故障时的无功功率为；

将上述各故障参数代入功率方程，用电网正常电压代替故障电压为，求取故障时的无功功率：

；

所求取的故障时的无功功率，即为风力发电系统发生故障时所需补偿的无功功率。

4.根据权利要求3所述的计入电压跌落幅度因素的阻容式撬棒电容参数确定方法，其特征在于，所述风力发电系统发生故障时所需补偿的无功功率的操作，具体还包括：

在求解的过程中利用功率三角关系，先求出功率因数，即：

，从而进一步得到；

那么，风力发电系统发生故障时所需无功功率为：

。

5.根据权利要求3或4所述的计入电压跌落幅度因素的阻容式撬棒电容参数确定方法，其特征在于，所述步骤c具体包括：

假设励磁电抗不变，电阻也不变，转差率为故障时刻相应的值，电压为故障电压；同时，定义为电压跌落深度，该电压跌落深度为故障电压和正常电压的比值，即：

；

用表示故障电压，将步骤b所得风力发电系统发生故障时所需无功功率，代入步骤a建立的定子侧无功功率与转子电抗的关系表达式，得到关于为未知变量的表达式：

；

考虑到风力发电系统发出无功功率，表现为容性，且上式求解中绝对值较小者会使风力发电系统不稳定，故保留上式求解中绝对值较大者，得到新的电抗值为： 

；

在中，以上式的计算结果 代入，新的转子侧电抗归算至定子侧的值记为，则有：

；

若故障前的转子侧电抗归算到定子侧的值为，那么通过电容所需补偿的电抗归算到定子侧的值，也就是转子电抗归算到定子侧的变化值为：

；

便是所求转子电抗归算到定子侧的变化值。

6.根据权利要求5所述的计入电压跌落幅度因素的阻容式撬棒电容参数确定方法，其特征在于，所述步骤d具体包括：

引入修正系数，通过仿真试验得出，该折扣系数的取值为0.6~0.7之间；将真正需要用电容补偿的电抗值，归算到定子侧的值为：

；

现将其归算至转子侧，即

；

上式中，和为绕组归算时的电压比和电流比，均为常数。

7.那么，转子侧所需加入的电容值为：

；

而上式中的，故进一步为：

； 

最终求得的，便是阻容式转子撬棒中的电容值。