[发明专利]双馈异步发电机系统故障下提高无功输出能力的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种双馈异步发电机系统故障下提高无功输出能力的方法。

背景技术：

电力系统是复杂的动态系统，其安全稳定运行本质上要求发电与负荷需求之间必须时刻保持平衡。电力系统如果不能进行有效控制而出现供需失衡，将影响负荷的可靠用电甚至可能引起系统大范围的事故。

双馈异步发电机是风电场发电的基本设备，在电力系统中占有非常重要的地位。风电场系统故障时，为了提高双馈异步发电机的低电压穿越能力，目前普遍采用转子过电流后投入crowbar保护（撬杠保护），风机吸收无功功率，导致风电场无功不足，电压下降，对风电场安全运行影响较大，容易造成风电场大规模脱网重大事故。近几年来我国大规模风电场脱网事故包括甘肃酒泉风电场大规模风机脱网事故都是由于风电场线路故障后，风机低电压穿越能力差造成的，对国民经济造成的直接和间接损失十分巨大。这样就对风电场风机低电压穿越能力提出了更高的要求。 

发明内容： 

鉴于此，有必要设计一种双馈异步发电机系统故障下提高无功输出能力的方法。

一种双馈异步发电机系统故障下提高无功输出能力的方法，包括以下步骤： 

当双馈异步发电机风电机转子过电流时，转子crowbar保护投入，在crowbar投入时，并联电容投入，并联电容发出的无功，用来补偿双馈异步发电机吸收的无功功率；

在crowbar切除后，并联电容切除，防止过电压。

优选的，其特征在于，并联电容的计算如下： 

：同步转速；

：双馈异步发电机转子转速；

s：转差率；s=（ws-wr）/ws，s取值范围：-0.2~0.2；

Rs：双馈异步发电机定子电阻；

jXls：双馈异步发电机定子电抗；

Rr/s：双馈异步发电机转子电阻；

jXlr：双馈异步发电机转子电抗；

jXm：双馈异步发电机励磁电抗；

Req/s：转子侧变流器等效电阻；

jXeq/s：转子侧变流器等效电抗；

Bc：双馈异步发电机转子crowbar开关；

Rc/s：双馈异步发电机crowbar电阻；

发电机总输入阻抗：

                     （1）

功率因数：

                                   （2）

取值在-1~0范围，取值在90°~180°范围；

定子电流：

                                            （3）

视在功率：

                             （4）

无功功率：

                                        （5）

并联电容提供的无功功率：

                                 （6）

又                                    （7）

故，并联电容：

                               （8）。

优选的，其特征在于，可根据的变化连续调节。 

优选的，其特征在于，当为一定值时，可以满足功率因数在一定范围内的变化。 

本发明通过在双馈异步发电机的转子crowbar投入后，及时接入相应数值并联电容，其性能基本上不受系统运行方式的影响，并具有足够的灵敏性、快速性、准确性，保障风电场的正常运行。 

附图说明：

附图1是双馈异步发电机的电路示意图。

具体实施方式：

一种双馈异步发电机系统故障下提高无功输出能力的方法，包括以下步骤：

当双馈异步发电机风电机转子过电流时，转子crowbar保护投入，在crowbar投入时，并联电容投入，并联电容发出的无功，用来补偿双馈异步发电机吸收的无功功率；

在crowbar切除后，并联电容切除，防止过电压。

在本实施方式中，其特征在于，并联电容的计算如下： 

：同步转速；

：双馈异步发电机转子转速；