[发明专利]一种双馈电机三相短路电流最大值的简化计算方法

说明书

本发明公开了一种双馈电机三相短路电流最大值的简化计算方法，步骤如下：首先，给出了计及Crowbar电阻的双馈电机三相短路电流计算公式；然后利用灵敏度分析法对该公式中各物理量对短路电流大小影响的程度进行了分析，并提取出一组对短路电流影响程度较大的参数；最后利用提取出的参数和多元线性回归分析推导了双馈电机三相短路电流最大值的简化计算公式。本发明为双馈电机三相短路电流最大值的计算提供了一种简单的方法，兼具了计算的准确性和实用性，对于风电场的电气设备经济安全设计具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种双馈电机三相短路电流最大值的简化计算方法，属于风电场电气经济安全分析与设计领域。

背景技术

随着电力电子技术的发展，双馈风力发电机(DFIG)成为目前风电场的主流机型。双馈风力发电机在低电压穿越过程中常常会在转子侧投入Crowbar电阻，因此双馈风力发电机的短路电流计算应计及Crowbar电阻值。然而，计及Crowbar电阻值的双馈风力发电机三相短路电流计算表达式包含多个参数且具有非线性，并涉及复杂的复数运算，在实际工程中应用较为不方便。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双馈电机三相短路电流最大值简化计算方法，在双馈电机三相短路电流最大值的计算过程中，减少了所需参数，避免了复杂的复数运算，并兼具计算的准确性和实用性。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种双馈电机三相短路电流最大值的简化计算方法，包括以下步骤：

(1)分析双馈风力发电机数学模型及其故障后的暂态特性；

(2)给出计及Crowbar电阻的双馈电机三相短路电流瞬时值表达式及短路电流最大值表达式；

(3)利用灵敏度分析法分析各物理量对短路电流的影响程度，并提取出对短路电流值影响较大的参数；

(4)利用所提取的参数和多元线性回归分析推导出短路电流最大值简化计算公式。

前述的短路电流瞬时值表达式为：

其中，t为时间，t₀为短路故障发生时刻，

i_sa为A相短路电流瞬时值，

为积分时间常数，

为同步旋转坐标系下转子侧磁链空间矢量初值；

u_s0＝U_s0e^jα，i_s0＝I_s0e^jβ，分别为同步旋转坐标系下定子电压空间矢量初值，定子电流空间矢量初值，U_s0、I_s0分别定子电压和定子电流空间矢量幅值，α、β分别为定子A相电压相角、电流相角；为电压跌落系数，U_sf为故障后DFIG定子电压幅值稳态值；

R＝R_r+R_cb，为Crowbar投入后的转子回路电阻；

分别代表定子、转子电感耦合系数；

L_s＝L_sσ+L_rσ，L_r＝L_rσ+L_m，分别为定子、转子绕组等效电感；

分别为定子、转子绕组暂态等效电感；

分别为定子、转子侧暂态衰减时间常数；

ω_s为同步电角速度，ω_r为转子电角速度，ω＝ω_s-ω_r为转差角速度；