华北电力大学贾科获国家专利权
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龙图腾网获悉华北电力大学申请的专利计及电压跌落暂态的新能源并网短路电流及峰值计算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120596770B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511107385.6,技术领域涉及:G06F17/11;该发明授权计及电压跌落暂态的新能源并网短路电流及峰值计算方法是由贾科;陈星屹;毕天姝;邓邦;黄心怡;刘东昊;田起硕设计研发完成,并于2025-08-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本计及电压跌落暂态的新能源并网短路电流及峰值计算方法在说明书摘要公布了:本发明提供了计及电压跌落暂态的新能源并网短路电流及峰值计算方法,属于新能源并网系统短路电流计算领域。该方法通过导入双馈风力发电系统的拓扑结构及电气参数,建立电磁微分方程,推导故障电压初值表达式,构建矩阵方程求解节点电压初值与回路电流导数初值,计算故障后等效衰减时间常数,建立节点电压跌落过程的近似解析表达式,进而计算故障点短路电流峰值及双馈风机短路电流峰值。本发明采用上述的计及电压跌落暂态的新能源并网短路电流及峰值计算方法,避免了全时域迭代计算,兼顾了计算精度与收敛性,适用于双馈风力发电系统,能够为设备选型与保护整定计算提供重要参考。
本发明授权计及电压跌落暂态的新能源并网短路电流及峰值计算方法在权利要求书中公布了:1.计及电压跌落暂态的新能源并网短路电流及峰值计算方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1、导入双馈风力发电系统的拓扑结构及各元件电气参数; 步骤2、建立双馈风机同步旋转坐标系下的电磁微分方程,基于故障后机端电压跌落比例及撬棒投入状态,推导机端故障电压初值表达式; 步骤3、构建双馈风力发电系统的节点电压初值与回路电流导数初值的矩阵方程并求解; 步骤4、计算双馈风力发电系统故障后等效衰减时间常数; 步骤5、通过迭代计算获得故障稳态电压及电流,建立节点电压跌落过程的近似解析表达式; 步骤6、基于步骤5的电压表达式计算故障点短路电流峰值; 步骤7、求解电压阶跃条件下双馈风机定子侧短路电流分量; 步骤8、计算短路电流中定子工频分量与转子转差频率分量的合成矢量瞬时转速; 步骤9、确定合成矢量转速的线性区间及对应的平均转速; 步骤10、利用平均转速计算电压阶跃下短路电流的峰值时间及峰值大小; 步骤11、建立电压暂态分量激励的电流响应,取电压阶跃响应峰值时间与暂态响应峰值时间的平均值,代入总电流表达式获得双馈风机短路电流最终峰值; 步骤2中,首先建立双馈风机电磁微分方程: ; 其中,、、分别表示同步旋转坐标系下复数形式的定子电压、电流、磁链,、、分别表示同步旋转坐标系下复数形式的转子电压、电流、磁链,、分别表示定转子电阻,表示同步角频率,表示转差角频率,表示转子角频率,表示定转子互感,表示定子电感,表示转子电感,、分别表示定转子漏感,表示虚数单位; 令故障后机端电压瞬时跌落至故障前的倍,撬棒立刻被激活投入使机组处于无控阶段,同步旋转坐标系下的磁链方程为: ; 其中,表示定子耦合系数,表示转子耦合系数,表示定子次暂态时间常数,表示转子次暂态时间常数,表示转子等效电阻,表示撬棒阻值且已归算到定子侧,表示转子暂态电感,表示定子暂态电感,表示同步旋转坐标系下故障前定子电压; 双馈风机的定子电压表达式改写为: ; 取故障后时刻,将定子电流和定子电压代入表示定、转子磁链,得到: ; 转换到A相坐标系下: ; 其中,表示转差率,表示同步旋转坐标系下复数形式的定子电流导数故障后的初值,、分别表示A相的电压、电流导数的故障后瞬时初值,表示A相的电压的故障前瞬时值,表示同步旋转坐标系下故障后定子电压初值,表示双馈风机机组的联接变压器变比,表示故障时刻同步旋转坐标系定向角初相位,表示自然常数,表示取实部的运算,表示同步旋转坐标系下复数形式的定子电流故障前的初值; 步骤4中,衰减时间常数如下: ; 其中,表示系统衰减时间常数,表示故障点看过去的戴维南阻抗,表示过渡电阻,表示取虚部的运算; 步骤5中,节点电压跌落过程的近似解析表达式如下: ; 其中,表示第个节点的某一相电压随时间的瞬时值,表示该节点相电压故障初值,表示故障后稳态相电压的幅值,表示故障后稳态相电压的相位; 步骤6中,故障点短路电流峰值如下: ; 其中,表示故障点短路电流峰值,表示故障后故障点稳态相电压的幅值。
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