[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

摘要

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。

主权项

1.一种双馈电机三相短路电流最大值的简化计算方法，其特征在于，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；所述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，isa为A相短路电流瞬时值，为积分常数，为同步旋转坐标系下转子侧磁链空间矢量初值；us0＝Us0ejα，is0＝Is0ejβ，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，Us0、Is0分别为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＝Rr+Rcb，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；Ls＝Lsσ+Lrσ，Lr＝Lrσ+Lm，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；ωs为同步电角速度，ωr为转子电角速度，ω＝ωs‑ωr为转差角速度；Lm为励磁电感，Lsσ为定子漏感，Lrσ为转子漏感；Rs为定子绕组电阻，Rr为转子绕组电阻，Rcb为Crowbar电阻值；在电压相角且时，短路电流取得最大值即：其中，isamax表示A相短路电流最大值，T为工频分量周期；(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；定义灵敏度绝对值在0～0.1范围内对短路电流影响较小，灵敏度绝对值在大于0.1小于等于1范围内对短路电流影响较大；根据灵敏度分析结果，提取短路电流计算过程中的参数如下：(3 1)当定子电阻在0～0.011pu范围变化时，定子漏感Lsσ、Crowbar电阻值Rcb、转子电角速度ωr、电压跌落系数Kd在短路电流计算中不可忽略；(3 2)当定子电阻在大于0.011小于等于0.05pu范围变化时，定子绕组电阻Rs、定子漏感Lsσ、Crowbar电阻值Rcb、转子电角速度ωr、电压跌落系数Kd在短路电流计算中不可忽略；(3 3)在短路电流计算过程中，定子绕组电阻Rs和转子绕组电阻Rr可简化为一个参数，定子漏感Lsσ和转子漏感Lrσ可简化为一个参数；(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。