一种双馈风机风电场实用短路电流计算方法及系统与流程
本发明涉及电力系统，具体涉及一种双馈风机风电场实用短路电流计算方法及系统。
背景技术：
1、目前，我国已成为全球风电装机容量最大的国家，风电已成为电力系统的主要能源之一。我国风电主要呈现规模化、集约化发展，涌现多个百万千瓦级风电场。双馈风机(dfig)作为应用最为广泛的风电机组，其故障特性受到转子测变流器控制策略影响，具有与传统同步发电机不同的故障电流，因此对电力系统继电保护设备的整定和可靠运行产生威胁。
2、针对大规模双馈风机风电场短路电流计算，通常将其等效为一台dfig机组以降低计算量。风电场内部集电线路、拓扑结构被简化、忽略，并且无法考虑双馈风机故障穿越控制策略的动态，因此存在较大计算误差。
3、同时由于风电场规模大，风机型号、数量多，且dfig故障电流的详细计算表达式需要大量不可直接获得的参数。因此，需要一种大规模风电场短路电流实用计算方法。
4、现有技术中相关的技术方案如申请号cn202310882334.5，一种基于简化等值模型的双馈风电场短路电流计算方法,此专利根据在低电压穿越时不同无功分配模式的输出特性将双馈风电场等值为不同恒流源和阻抗的组合,将风机简化为恒流源与阻抗，忽略了风机控制策略的影响，无法准确表征dfig短路电流的时变特性。
5、如公告号cn109888837b,一种基于双馈电机撬棒保护新判据的风电场短路电流计算方法,此专利仅考虑了单台风机的短路电流，未涉及风电场短路电流计算，没有考虑风电场内部拓扑结构影响。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
2、本发明的技术方案为：一种双馈风机风电场实用短路电流计算方法，包括：
3、计算双馈风机故障穿越策略影响下的短路电流；
4、基于短路电流，提取故障穿越策略控制下的双馈风机等效阻抗；
5、基于双馈风机等效阻抗，计算风电场等效阻抗参数；
6、基于风电场等效阻抗参数，计算风电场短路电流周期分量。
7、所述双馈风机故障穿越策略影响下的短路电流为：
8、
9、式中，is为双馈风机定子电流，δu为故障瞬间电压跌落的幅值，u1为电压在故障前的幅值，ω1为同步转速，rcb为撬棒电阻，is0为风机定子故障前电流，ωs为定转子滑差角速度，ls′为风机定子暂态电感，
10、e为自然底数，j为虚数单位，t为时间，ts为定子时间常数，tr为转子时间常数。
11、所述双馈风机等效阻抗为：
12、
13、式中，zw为双馈风机等效阻抗，u2表示电压在故障后的幅值。
14、所述风电场等效阻抗参数包括同一馈线上的风机等效阻抗和集电网络等值阻抗。
15、同一馈线上的风机等效阻抗为：
16、
17、式中，zfeed为同一馈线上的风机等效阻抗，zw,j为馈线上的第j台风机等效阻抗，zt,j和zl,j分别表示第j台风机的机端升压变阻抗和连接至集电线路的线路阻抗，feed和wt分别表示风电场中馈线集合和一条馈线上的风机集合，kij表示第i条馈线的第j台风机额定电流与基准电流的比值。
18、集电网络等值阻抗为：
19、
20、式中，zn为集电网络等值阻抗，δufeed为不同馈线到公共连接点的电压差，pfeed,i为第i台风机的输出功率，upcc为公共连接点电压。
21、风电场短路电流周期分量为：
22、
23、式中，iwf为风电场短路电流周期分量，u2表示电压在故障后的幅值。
24、一种双馈风机风电场实用短路电流计算系统，包括：
25、风机电流模块,用于计算双馈风机故障穿越策略影响下的短路电流；
26、提取模块,用于基于短路电流，提取故障穿越策略控制下的双馈风机等效阻抗；
27、阻抗参数模块,用于基于双馈风机等效阻抗，计算风电场等效阻抗参数；
28、风电场短路电流模块,用于基于风电场等效阻抗参数，计算风电场短路电流周期分量。
29、本发明在工作中,包括：计算双馈风机故障穿越策略影响下的短路电流；提取故障穿越策略控制下的双馈风机等效阻抗；计算风电场等效阻抗参数；计算风电场短路电流周期分量。本发明考虑了双馈风机在故障后启动故障穿越控制策略对短路电流周期分量的影响，利用双馈风机短路电流周期分量提取双馈风机的等效阻抗，采用等电压损耗原则，将风机等效阻抗根据容量大小加权平均，从而得出风电场短路电流周期分量，计算过程简单、可靠，提高了双馈风机风电场短路电流的计算精度。
技术特征：
1.一种双馈风机风电场实用短路电流计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种双馈风机风电场实用短路电流计算方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种双馈风机风电场实用短路电流计算方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的一种双馈风机风电场实用短路电流计算方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的一种双馈风机风电场实用短路电流计算方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的一种双馈风机风电场实用短路电流计算方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的一种双馈风机风电场实用短路电流计算方法，其特征在于，
8.一种双馈风机风电场实用短路电流计算系统，其特征在于，包括：
技术总结
本发明公开了一种双馈风机风电场实用短路电流计算方法及系统，该方法包括：计算双馈风机故障穿越策略影响下的短路电流；提取故障穿越策略控制下的双馈风机等效阻抗；计算风电场等效阻抗参数；计算风电场短路电流周期分量。本发明考虑了双馈风机在故障后启动故障穿越控制策略对短路电流周期分量的影响，利用双馈风机短路电流周期分量提取双馈风机的等效阻抗，采用等电压损耗原则，将风机等效阻抗根据容量大小加权平均，从而得出风电场短路电流周期分量，计算过程简单、可靠，提高了双馈风机风电场短路电流的计算精度。
技术研发人员：刘盛松,王升波,金涛,薛钟兵,陈达伟,刘绪斌,黎灿兵,施敏捷
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司扬州供电分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23