一种双馈电机三相短路电流计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及风电场电气经济安全分析与设计技术领域，尤其涉及一种双馈电机三 相短路电流计算方法。
【背景技术】
[0002] 目前广泛商业应用的双馈风电机组由于普遍采用了 Crowbar保护，保证了风电机 组能过在故障情况下依然并网运行，从而也使得风电场的安全性得到了保证。
[0003] 然而采用Crowbar保护必然会对短路电流产生抑制，如果忽略这一点，按现有计 算方法，可能得到过大的三相短路电流计算结果，造成不必要的经济浪费因此，本专利提出 一种在采用Crowbar保护的情况下，能更为准确的计算出短路电流的方法。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种双馈电机三相短路电流计算方法，适 用于考虑Crowbar电阻的双馈电机三相短路电流计算，本发明计算结果更精确。
[0005] 为了解决以上技术问题，本发明提供了一种双馈电机三相短路电流计算方法，包 括：
[0006] 计算短路后的定子侧等效电抗；
[0007] 根据所述短路后的定子侧等效阻抗和空间旋转坐标系下的双馈风力发电机电磁 暂态方程，计算得到短路前的定子侧磁链初值和转子侧磁链初值；
[0008] 根据所述短路前的定子侧磁链初值和转子侧磁链初值计算得到暂态定子侧磁链 和暂态转子侧磁链；
[0009] 根据所述暂态定子侧磁链和暂态转子侧磁链计算得到定子侧电流；
[0010] 对所述定子侧电流进行坐标变换，得到A相、B相和C相的短路电流、短路电流瞬 时最大值和短路电流周期分量有效值。
[0011] 本发明的计算方法结果更精确。
【附图说明】
[0012] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0013] 图1是本发明实施例提供的一种双馈电机三相短路电流计算方法的流程示意图；
[0014] 图2是本发明实施例适用的双馈风力发电机暂态等值电路图。
【具体实施方式】
[0015] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016] 图1是本发明实施例提供的一种双馈电机三相短路电流计算方法，本发明实施例 适用的双馈风力发电机暂态等值电路图如图2所示，本发明实施例包括步骤：
[0017] S101、计算短路后的定子侧等效电抗。
[0018] 具体的，步骤SlOl包括步骤：
[0019] 根据Zs= ReB+j ω sL' s计算短路后的定子侧等效电抗Z s，其中，ReB为双馈电机定子 侧在t = 0时刻发生三相短路故障后在t = O+时刻投入的Crowbar电阻，ω s表示同步角 速度，L' s表示定子绕组暂态电感。
[0020] S102、根据所述短路后的定子侧等效阻抗和空间旋转坐标系下的双馈风力发电机 电磁暂态方程，计算得到短路前的定子侧磁链初值和转子侧磁链初值。
[0021] 具体的，步骤S102包括步骤：
[0022] 根据空间旋转坐标系下的双馈风力发电机电磁暂态方程和所述短路后的定 子侧等效阻抗Zs，计算得到短路前的定子侧磁链初值
和转子侧磁链初值
*式中，Us。为短路前的机端电压初值，I s。为短路前的 机端电流初值，k为转子等效电感，Lni为激磁电感，R s为定子电阻。
[0023] 其中，空间旋转坐标系下的双馈风力发电机电磁暂态方程具体为：
[0030] S103、根据所述短路前的定子侧磁链初值和转子侧磁链初值计算得到暂态定子侧 磁链和暂态转子侧磁链。
[0031] 具体的，步骤S103包括步骤：
[0032] S1031、根据所述短路前的定子侧磁链初值L。计算得到暂态定子侧磁链Pi，其 中，
为定子侧电压跌落系数， Usl为故障后电压瞬时跌落至的值，τ 5为双馈感应电机（DFIG)暂态定子时间常数。将
[0033] S1032、根据所述短路前的转子侧磁链初值计算得到暂态转子侧磁链?/>,，其中，
为DFIG暂态转子时间常数。将
代入后，得到
[0034] S104、根据所述暂态定子侧磁链和暂态转子侧磁链计算得到定子侧电流。
[0035] 具体的，步骤S104包括：
[0036] 根据所述暂态定子侧磁链K和暂态转子侧磁链计算得到定子侧电流f ,其中，
为转子电感耦合系数。
[0037] S105、对所述定子侧电流进行坐标变换，得到A相、B相和C相的短路电流、短路电 流瞬时最大值和短路电流周期分量有效值。
[0038] 具体的，步骤S105包括步骤：
[0039] S1051、对所述定子侧电流^进行坐标变换，得到A相短路电流isa、B相短路电流isb 和C相短路电流is。分别为
[0043] 式中，α为短路时刻的电压相角；
[0044] S1052、根据所述A相短路电流isa、B相短路电流isb和C相短路电流i s。计算得到 A相短路电流瞬时最大值isamax、B相短路电流瞬时最大值isbmax和C相短路电流瞬时最大值 is_x分别为：
[0047] S1053、根据所述A相短路电流isa、B相短路电流isb和C相短路电流i s。计算得到 A相短路电流周期分量有效值isa胃、B相短路电流周期分量有效值isbvm和C相短路周期分 量有效值iSCT"分别为：
[0050] 实施本发明的有益效果为：在计算双馈电机短路电流时，考虑了 Crowbar电阻对 短路电流的计算的影