[发明专利]一种基于组合模型的双馈风电机组三相短路电流计算方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于组合模型的双馈风电机组三相短路电流计算方法及系统，短路电流周期分量的初始值计算是将短路模型处理为电压源串联电抗的形式，计算双馈风电机组的短路电流周期分量初始值Isubgt;k/subgt;；S1，假设不计入双馈风电机组的影响，计算双馈风电机组的短路电流周期分量开断值Isubgt;b/subgt;及双馈风电机组的机端电压usubgt;i/subgt;；S2,将双馈风电机组等效为受控电流模型，确定双馈风电机组的受控电流源的电流值；S3,考虑双馈风电机组等效的受控电流源作用，计算得到修正后的双馈风电机组短路电流周期分量开断值Isubgt;b.new/subgt;，以及修正后的双馈风电机组的机端电压usubgt;i.new/subgt;；S4，判断usubgt;i.new/subgt;与usubgt;i/subgt;的差值，当差值小于预设的阈值时，则计算满足收敛条件，Isubgt;b.new/subgt;即为双馈风电机组短路电流周期分量开断值。

技术领域

本发明涉及电力系统仿真技术领域，更具体地，涉及一种基于组合模型的双馈风电机组三相短路电流计算方法及系统。

背景技术

随着风电大规模接入电网，各国制定了风电并网导则，要求故障期间风电机组不脱网连续运行一段时间，同时能够为电网提供必要的无功功率支撑。因此，在电网故障期间，大量的风电机组接入使得电网故障电流发生了根本性改变。以双馈风电机组为主的变速恒频机组暂态特性与同步发电机组有很大区别，其结构为定子侧直接与电网相连，转子侧经换流器接入电网，在故障时不仅涉及发电机的暂态特性、换流器控制及保护电路动作等多种因素，现有以传统同步发电机为基础的故障电流分析计算模型面临了新的挑战。正确认知并分析双馈风电机组的故障特性，是分析该类型机组故障电流计算的基础。如何考虑风电机组的短路电流贡献，确定一种考虑风电机组的电力系统三相短路电流计算方法，成为电力系统设计、规划、运行、试验等部门的迫切需求。

发明内容

本发明技术方案提供一种基于组合模型的双馈风电机组三相短路电流计算方法及系统，以解决工程中双馈风电机组三相短路电流计算的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于组合模型的双馈风电机组三相短路电流计算方法，所述方法包括计算短路电流周期分量初始值和计算短路电流周期分量开断值：

其中，短路电流周期分量的初始值计算是将短路模型处理为电压源串联电抗的形式，并将电抗计入电网导纳矩阵中，根据电网拓扑结构、模型参数及三相短路的边界条件，生成用于计算短路电流周期分量初始值的方程，计算双馈风电机组的短路电流周期分量初始值I_k；

其中，计算短路电流周期分量开断值，包括：

S1，假设不计入双馈风电机组的影响，根据电网拓扑结构、模型参数及三相短路的边界条件，生成用于计算短路电流周期分量开断值的方程，计算双馈风电机组的短路电流周期分量开断值I_b及双馈风电机组的机端电压u_i；

S2,将双馈风电机组等效为受控电流模型，根据所述机端电压u_i判断双馈风电机组是否进入低电压穿越状态；当双馈风电机组进入低电压穿越状态时，计算双馈风电机组在低电压期间的无功电流和有功电流的参考值；根据定子电压方程和磁链方程，将转子电流用定子电流表示；按照无功电流优先原则，转子电流经转子侧换流器电流限幅后得到d轴转子电流值i_{rd_ref_lim}、q轴转子电流值i_{rq_ref_lim}；根据所述d轴转子电流值i_{rd_ref_lim}、所述q轴转子电流值i_{rq_ref_lim}计算定子短路有功电流i_sd、定子短路无功电流i_sq，根据所述定子短路有功电流i_sd、所述定子短路无功电流i_sq即得到双馈风电机组的受控电流源的电流值I_control；