[发明专利]一种计及变流器暂态调控的双馈电机短路电流计算方法

权利要求书

1.一种计及变流器暂态调控的双馈风力发电机组三相短路电流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，确定双馈风力发电机组的数学模型；

步骤一中，在dq同步旋转坐标系中，将双馈风力发电机组的数学模型写成空间矢量形式为，

式中，下标s代表定子绕组，下标r代表转子绕组，下标m代表励磁绕组；符号u、i、ψ分别代表dq同步旋转坐标系中物理量电压、电流、磁链的空间矢量；

R和L分别代表物理量电阻和等效电感；ω_s为同步转速，ω为转子转差；t为时间，j为虚数单位，为求导算子；

从而，确定电网短路故障发生后，变流器参与调控时双馈风力发电机组的暂态等值电路；

由公式(1)中磁链与电流的关系，将转子磁链表示为定子磁链和转子电流的关系如下，

将上式代入公式(1)中的转子回路电压方程，得到转子电流i_r关于转子电压u_r和定子磁链ψ_s的方程如下，

其中，为转子暂态等效电感；

将公式(3)中与定子磁链有关的部分定义感应电动势e，它实质上了反映 定子磁链变化对转子回路电流的影响和对转子电压的贡献，有如下关系，

电网故障前后的定子磁链公式分别为，

其中，u_s0为故障前机端电压空间矢量，t₀为电网短路故障发生时刻，k为故障后电网电压跌落率，τ'_s＝L'_s/R_s为定子绕组的暂态衰减时间常数，为定子绕组暂态等效电感；

将公式(5)、公式(6)代入感应电动势e得，

其中，公式(7)中有成立；

式中，s_ω＝ω/ω_s为发电机的转差率；τ_sn＝jω_s+1/τ'_s为故障后转子感应电动势e直流分量的衰减时间常数；

步骤二，根据所述双馈风力发电机组的数学模型，确定电网三相短路故障发生后变流器参与调控时，双馈风力发电机组的暂态等值电路；

步骤三，由所述双馈风力发电机组的暂态等值电路可知，当短路故障发生后，变流器参与暂态调控时双馈风力发电机组的短路电流包括两部分，即从定子绕组侧馈出的短路电流分量和从网侧馈出的短路电流分量，综合这两个电流分量，得到计及变流器暂态调控的双馈风力发电机组的三相短路电流。