本發(fā)明屬于電能質(zhì)量治理
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型。
背景技術(shù)：
：風(fēng)力發(fā)電是新能源領(lǐng)域中技術(shù)最成熟、應(yīng)用規(guī)模最大、最具發(fā)展前景的發(fā)電方式之一，近年來在世界范圍內(nèi)得到了快速發(fā)展。隨著風(fēng)電場的規(guī)模和單機(jī)容量的不斷擴(kuò)大，風(fēng)電場接入系統(tǒng)引起的電能質(zhì)量問題越來越嚴(yán)重，研究風(fēng)電并網(wǎng)對系統(tǒng)的影響成為重要課題。對于風(fēng)電場，目前關(guān)注主要集中于電壓暫降引起的低電壓穿越問題，風(fēng)電引起的電壓波動和閃變等問題，對于風(fēng)電機(jī)組及風(fēng)電場諧波、間諧波問題研究較少，尚未有文獻(xiàn)對風(fēng)電機(jī)組的間諧波電壓和電流進(jìn)行定量分析計算。對于小功率風(fēng)電機(jī)組，由于相位的偏差，各機(jī)組所產(chǎn)生的諧波和間諧波大部分都能夠相互抵消，對于系統(tǒng)造成的影響相對較小，但當(dāng)單機(jī)容量增大時，機(jī)組的間諧波會對系統(tǒng)和其他機(jī)組的運行造成影響。因此，建立合適的解析模型定量計算雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流，為深入研究風(fēng)機(jī)給電網(wǎng)帶來的電能質(zhì)量問題，進(jìn)一步探討雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波的抑制方法和電網(wǎng)間諧波的標(biāo)準(zhǔn)限值的制定均具有重要的指導(dǎo)意義。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型，其特征在于，具體包括以下步驟：步驟1、將雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器RSC等效為諧波源，通過變換矩陣，將轉(zhuǎn)子諧波電壓從轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的間諧波電壓，獲得轉(zhuǎn)子n次諧波電壓和同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下h次間諧波電壓的角頻率和相角轉(zhuǎn)換關(guān)系；步驟2：在同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下，基于瞬時值形式的雙饋風(fēng)機(jī)電壓方程和磁鏈方程，建立雙饋風(fēng)機(jī)的間諧波等效電路數(shù)學(xué)模型；步驟3：計及系統(tǒng)側(cè)的間諧波電壓方程，變換步驟2中雙饋風(fēng)機(jī)間諧波等效電路數(shù)學(xué)模型，獲得在同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下，以轉(zhuǎn)子間諧波電壓為輸入、以定子間諧波電流為輸出的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析計算模型；步驟4：將步驟1中的轉(zhuǎn)子間諧波電壓代入步驟3所述雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析計算模型中，輸出同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的定子間諧波電流相量，將其變換為瞬時值形式，然后再從dq坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到三相靜止坐標(biāo)系，獲得三相靜止坐標(biāo)系下的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流的幅值、頻率和相角的解析模型；步驟5：通過計算或測量獲取RSC注入轉(zhuǎn)子的n次諧波電壓的角頻率、幅值和相角，判斷諧波電壓的相序，確定諧波相序標(biāo)志p的值，根據(jù)步驟1中的角頻率和相角轉(zhuǎn)換關(guān)系，由轉(zhuǎn)子諧波電壓角頻率計算出同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的間諧波角頻率和相角；輸入步驟2和3中所述的系統(tǒng)參數(shù)，包括系統(tǒng)頻率f、系統(tǒng)等值電阻Rss和等值電感Lss及雙饋風(fēng)機(jī)的電氣參數(shù)，包括雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)差電角速度ωslip、定轉(zhuǎn)子匝數(shù)比Ke、定子電阻Rs、定子漏感Lls、定子一相繞組交鏈的最大互感磁通對應(yīng)的定子互感值Lms、折算后的轉(zhuǎn)子電阻Rr和轉(zhuǎn)子漏感Llr；計算步驟3中所述解析模型參數(shù)的幅值和相角，即包括解析模型導(dǎo)納矩陣復(fù)系數(shù)A的幅值和相角、轉(zhuǎn)子對定子同軸作用系數(shù)rs的幅值和相角以及轉(zhuǎn)子對定子dq軸互作用系數(shù)的幅值和相角；根據(jù)步驟4中所述三相靜止坐標(biāo)系下的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流的頻率、幅值和相角的解析模型，輸出雙饋風(fēng)機(jī)定子三相間諧波電流的幅值、頻率和相角。所述轉(zhuǎn)子n次諧波電壓和同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下h次間諧波電壓的角頻率與相角轉(zhuǎn)換關(guān)系為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系間的變換矩陣Cabc/dq為Cabc/dq=23cosθ′cos(θ′-2π/3)cos(θ′+2π/3)-sinθ′-sin(θ′-2π/3)-sin(θ′+2π/3)---(8)]]>式中：θ'為t時刻d軸與轉(zhuǎn)子a相軸線之間的夾角，θ'＝ωslipt+θ′0，θ′0為初始時刻d軸與轉(zhuǎn)子a相軸線之間的夾角；ωslip為轉(zhuǎn)差電角速度；轉(zhuǎn)子諧波電壓轉(zhuǎn)換為同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的間諧波電壓為：urdhurqh=Cabc/dquranurbnurcn=Urncos[(n+(-1)p)(ω-ωr)t+(θn-θ0′)](-1)p+1Urnsin[(n+(-1)p)(ω-ωr)t+(θn-θ0′)]---(9)]]>式中：正序諧波下為p＝1，負(fù)序諧波下為p＝0；ωr為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；ω為定子磁鏈的旋轉(zhuǎn)速度，即同步速；Urn為n次轉(zhuǎn)子諧波電壓折算至定子側(cè)的有效值；θn為n次轉(zhuǎn)子諧波電壓的相角；uran、urbn、urcn分別為雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子在三相靜止坐標(biāo)系下的A、B、C三相n次諧波電壓；urdh、urqh分別為雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子在同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下d軸和q軸h次間諧波電壓；轉(zhuǎn)子n次諧波電壓和同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下h次間諧波電壓的角頻率轉(zhuǎn)換關(guān)系為：hω＝(n+(-1)p)(ω-ωr)(10)轉(zhuǎn)子n次諧波電壓和同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下h次間諧波電壓的相角轉(zhuǎn)換關(guān)系為：θh＝θn-θ′0(11)式中：θh為h次轉(zhuǎn)子間諧波電壓的相角。同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下，瞬時值形式的雙饋風(fēng)機(jī)電壓方程為usdh=Rsisdh+dψsdh/dt-ωψsqhusqh=Rsisqh+dψsqh/dt+ωψsdhurdh=Rrirdh+dψrdh/dt-ωslipψrqhurqh=Rrirqh+dψrqh/dt+ωslipψrdh---(12)]]>同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下，瞬時值形式的磁鏈方程為ψsdh=Lsisdh+Lmirdhψsqh=Rsisqh+Lmirqhψrdh=Lrirdh+Lmisdhψrqh=Lrirqh+Lmisqh---(13)]]>式中：urdh、irdh與ψrdh分別為雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子d軸h次間諧波的電壓、電流與磁鏈的瞬時值；urqh、irqh與ψrqh分別為雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子q軸h次間諧波的電壓、電流與磁鏈的瞬時值；usdh、isdh與ψsdh分別為雙饋風(fēng)機(jī)定子d軸h次間諧波的電壓、電流與磁鏈的瞬時值；usqh、isqh與ψsqh分別為雙饋風(fēng)機(jī)定子d軸h次間諧波的電壓、電流與磁鏈的瞬時值；轉(zhuǎn)差電角速度ωslip＝ω-ωr；Rr、Rs分別為轉(zhuǎn)子與定子電阻；Lm為dq坐標(biāo)系中定、轉(zhuǎn)子同軸等效繞組間的互感，Lms為與定子一相繞組交鏈的最大互感磁通對應(yīng)的定子互感值；Ls為dq坐標(biāo)系中定子等效兩相繞組自感，Ls＝Lm+L1s；Lr為dq坐標(biāo)系中轉(zhuǎn)子等效兩相繞組自感，Lr＝Lm+L1r；L1s、L1r分別為定、轉(zhuǎn)子漏感；雙饋風(fēng)機(jī)的間諧波等效電路數(shù)學(xué)模型的電路方程為urdh=Rrirdh+Lmdisdh/dt+Lrdirdh/dt-ωslip(Lrirqh+Lmisqh)urqh=Rrirqh+Lmdisqh/dt+Lrdirqh/dt+ωslip(Lrirdh+Lmisdh)usdh=Rsisdh+Lmdirdh/dt+Lsdisdh/dt-ω(Lsisqh+Lmirqh)usqh=Rsisqh+Lmdirqh/dt+Lsdisqh/dt+ω(Lsisqh+Lmirdh)---(14).]]>所述雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析計算模型，其相量矩陣形式為：I·sdhI·sqh=1Arsrsdq-rsdqrsU·rdhU·rqh---(8)]]>式中，A、rs及rsdq為中間變量。所述雙饋風(fēng)機(jī)定子三相間諧波電流的幅值、頻率和相角為定子間諧波電流的幅值Ish為：Ish=Urn|rsA|2+|rsdqA|2+2×(-1)p+1×|rsA|×|rsdqA|×sin(θrsdq-θrs)---(9)]]>其中，θrsdq為所述轉(zhuǎn)子對定子dq軸互作用復(fù)系數(shù)的rsdq相角；θrs為所述轉(zhuǎn)子對定子同軸作用復(fù)系數(shù)rs的相角；定子間諧波電流頻率fih為：fih=|(n+(-1)p)ωslip+(-1)p+1ω|/(2π)=|(n-1)ωslip+ω|/(2π),p=1|(n+1)ωslip-ω|/(2π),p=0---(10)]]>定子間諧波電流的相角為：θiah′=arctan(|rsdqA|(-1)p+1cosθisqh′-|rsA|sinθissh′|rsA|cosθissh′+|rsdqA|(-1)p+1sinθisqh′)θibh′=θiah′-2π/3θich′=θiah′+2π/3---(11)]]>θ′iah、θ′ibh、θ′ich分別為所求的A、B、C三相定子間諧波電流的相角。有益效果本發(fā)明基于由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型，在已知系統(tǒng)與雙饋風(fēng)機(jī)電氣參數(shù)的條件下，只需獲取轉(zhuǎn)子側(cè)RSC諧波源的電壓相量，即定量計算由轉(zhuǎn)差在風(fēng)機(jī)定子側(cè)引起的間諧波電流的幅值、頻率和相角，且無論雙饋風(fēng)機(jī)處于次同步或超同步運行狀態(tài)，該解析模型的坐標(biāo)角頻率轉(zhuǎn)換關(guān)系均適用。本發(fā)明建立準(zhǔn)確合理的解析模型來定量計算雙饋風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的定子間諧波電流，為深入研究雙饋風(fēng)機(jī)給電網(wǎng)帶來的電能質(zhì)量問題，進(jìn)一步探討抑制雙饋風(fēng)機(jī)輸出間諧波的方法和制定新能源電力系統(tǒng)的間諧波限制標(biāo)準(zhǔn)均具有重要的指導(dǎo)意義。附圖說明圖1為本發(fā)明提供的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電路等效模型；圖2為本發(fā)明提供的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型流程圖。具體實施方式下面對優(yōu)選的實施例作詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明提供的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電路等效模型；圖2為本發(fā)明提供的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型流程圖。具體步驟如下：1)將雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器RSC等效為諧波源，將其輸出的轉(zhuǎn)子諧波電壓幅值乘以定轉(zhuǎn)子匝數(shù)比折算至定子側(cè)，通過變換矩陣，將其從轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的間諧波電壓，獲得轉(zhuǎn)子n次諧波電壓和同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下h次間諧波電壓的角頻率與相角轉(zhuǎn)換關(guān)系；轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系間的變換矩陣為Cabc/dq=23cosθ′cos(θ′-2π/3)cos(θ′+2π/3)-sinθ′-sin(θ′-2π/3)-sin(θ′+2π/3)---(15)]]>式中：θ'為d軸與轉(zhuǎn)子a相軸線之間的夾角，θ'＝ωslipt+θ′0，θ′0為初始時刻d軸與轉(zhuǎn)子a相軸線之間的夾角。通過該變換矩陣，轉(zhuǎn)子諧波電壓轉(zhuǎn)換為同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的間諧波電壓，表達(dá)式為：urdhurqh=Cabc/dquranurbnurcn=Urncos[(n+(-1)p)(ω-ωr)t+(θn-θ0′)](-1)p+1Urnsin[(n+(-1)p)(ω-ωr)t+(θn-θ0′)]---(16)]]>式中：正序諧波下為p＝1，負(fù)序諧波下為p＝0；ωr為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；ω為定子磁鏈的旋轉(zhuǎn)速度，即同步速；Urn為n次轉(zhuǎn)子諧波電壓折算至定子側(cè)的有效值；θn為n次轉(zhuǎn)子諧波電壓的相角。由所述(2)式可獲得轉(zhuǎn)子n次諧波電壓和同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下h次間諧波電壓的角頻率轉(zhuǎn)換關(guān)系為：hω＝(n+(-1)p)(ω-ωr)(17)由所述(2)式可獲得轉(zhuǎn)子n次諧波電壓和同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下h次間諧波電壓的相角轉(zhuǎn)換關(guān)系為：θh＝θn-θ′0(18)式中：θh為h次轉(zhuǎn)子間諧波電壓的相角。2)在同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下，基于瞬時值形式的雙饋風(fēng)機(jī)電壓方程和磁鏈方程，建立雙饋風(fēng)機(jī)的間諧波等效電路數(shù)學(xué)模型。同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下，雙饋風(fēng)機(jī)的h次間諧波電壓方程和磁鏈方程的瞬時值表達(dá)式分別為：usdh=Rsisdh+dψsdh/dt-ωψsqhusqh=Rsisqh+dψsqh/dt+ωψsdhurdh=Rrirdh+dψrdh/dt-ωslipψrqhurqh=Rrirqh+dψrqh/dt+ωslipψrdh---(19)]]>ψsdh=Lsisdh+Lmirdhψsqh=Rsisqh+Lmirqhψrdh=Lrirdh+Lmisdhψrqh=Lrirqh+Lmisqh---(20)]]>式中：urdh、irdh、ψrdh與urqh、irqh、ψrqh分別為雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子d軸與q軸h次間諧波的電壓、電流與磁鏈的瞬時值；usdh、isdh、ψsdh與usqh、isqh、ψsqh分別為雙饋風(fēng)機(jī)定子d軸與q軸h次間諧波的電壓、電流與磁鏈的瞬時值；ωslip＝ω-ωr為轉(zhuǎn)差電角速度；Rr、Rs分別為轉(zhuǎn)子與定子電阻；Lm為dq坐標(biāo)系中定、轉(zhuǎn)子同軸等效繞組間的互感，Ls為dq坐標(biāo)系中定子等效兩相繞組自感，Ls＝Lm+L1s；Lr為dq坐標(biāo)系中轉(zhuǎn)子等效兩相繞組自感，Lr＝Lm+L1r；L1s、L1r分別為定、轉(zhuǎn)子漏感；Lms為與定子一相繞組交鏈的最大互感磁通對應(yīng)的定子互感值。結(jié)合以上兩式，建立雙饋風(fēng)機(jī)在同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的間諧波等效電路數(shù)學(xué)模型，該模型的電路方程為urdh=Rrirdh+Lmdisdh/dt+Lrdirdh/dt-ωslip(Lrirqh+Lmisqh)urqh=Rrirqh+Lmdisqh/dt+Lrdirqh/dt+ωslip(Lrirdh+Lmisdh)usdh=Rsisdh+Lmdirdh/dt+Lsdisdh/dt-ω(Lsisqh+Lmirqh)usqh=Rsisqh+Lmdirqh/dt+Lsdisqh/dt+ω(Lsisqh+Lmirdh)---(21)]]>3)計及系統(tǒng)側(cè)的間諧波電壓方程，變換步驟2中雙饋風(fēng)機(jī)間諧波等效電路數(shù)學(xué)模型，可獲得在同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下，以轉(zhuǎn)子間諧波電壓為輸入、以定子間諧波電流為輸出的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析計算模型。系統(tǒng)側(cè)的間諧波電壓方程為：usdh=-(Rssisdh+Lssdisdh/dt)usqh=-(Rssisqh+Lssdisqh/dt)---(22)]]>將(8)式代入步驟2所述(7)式中的雙饋風(fēng)機(jī)間諧波等效電路數(shù)學(xué)模型，整理后的相量矩陣形式為：U·rdhU·rqh00=Xrh-ωslipLrjXmh-ωslipLmωslipLrZrhωslipLmjXmhjXmh-ωLmZsh-ωLsωLmjXmhωLsZshI·rdhI·rqhI·sdhI·sqh---(23)]]>式中：Zsh＝(Rs+Rss)+jhω(Ls+Lss)，Zrh＝Rr+jhωLr，Xmh＝hωLm。對所述(9)式中的阻抗矩陣求逆，以轉(zhuǎn)子間諧波電壓為輸入、以定子間諧波電流為輸出，建立雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析計算模型，其相量矩陣形式為：I·sdhI·sqh=1Arsrsdq-rsdqrsU·rdhU·rqh---(24)]]>上式中，3個模型參數(shù)的表達(dá)式分別為：A=(ZrhZsh+ωslipωLm2)2+[ZrhωLs-jXmhωslipLm]2+[ZshωslipLr-jXmhωLm]2+[ωslipωLrLs-Xmh2]2-2[jZrhXmh+ωslip2LmLr][ω2LmLs+jZshXmn]---(25)]]>rs=jXmh[ωslipωLrLs-Xmh2]-ωLm[ZshωslipLr-jXmhωLm]-Zrh[ω2LmLs+jZshXmh]---(26)]]>rsdq=ωLm(ZrhZsh+ωslipωLm2)-jXmh[ZrhωLs-jXmhωslipLm]-ωslipLr[jZshXmh+ω2LsLm]---(27)]]>4)將步驟1中的轉(zhuǎn)子間諧波電壓代入步驟3中所述(10)式中，輸出同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的定子間諧波電流相量，將其變換為瞬時值形式，然后從dq坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到三相靜止坐標(biāo)系，即可獲得三相靜止坐標(biāo)系下的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流的頻率、幅值和相角的解析模型。定子間諧波電流的瞬時值形式為:isdh=|rsA|Urncos[(n+(-1)p)ωslipt+θrsh′]+|rsdqA|(-1)p+1Urnsin[(n+(-1)p)ωslipt+θrsdqh′]isqh=|rsdqA|Urncos[(n+(-1)p)ωslipt+θrsdqh′]+|rsA|(-1)p+1Urnsin[(n+(-1)p)ωslipt+θrsh′]---(28)]]>式中：θ′rsh＝θrs-θA-(θn-θ'0)，θrs、θA分別為rs、A的相角；θ′rsdqh＝θrsdq-θA-(θn-θ'0)，θrsdq為rsdq的相角；同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系到定子三相靜止坐標(biāo)系的變換矩陣為：Cdq/ABC=cosθcos(θ-2π/3)cos(θ+2π/3)-sinθ-sin(θ-2π/3)-sin(θ+2π/3)T---(29)]]>式中：θ為d軸與定子A相軸線之間的夾角，θ＝ωt+θ0，θ0為初始時刻d軸與定子A相軸線之間的夾角。由所述(14)式和(15)式，可獲得定子三相間諧波電流為：isah=isdhcosθ-isqhsinθ=|rsA|Urncos[[(n+(-1)p)ωslip+(-1)p+1ω]t+θissh′]+|rsdqA|(-1)p+1Urnsin[[(n+(-1)p)ωslip+(-1)p+1ω]t+θisqh′]=Ishcos[[(n+(-1)p)ωslip+(-1)p+1ω]t+θiah′]isbh=isdhcos(θ-2π/3)-isqhsin(θ-2π/3)=Ishcos[[(n+(-1)p)ωslip+(-1)p+1ω]t+θiah′-2π/3]isch=isdhcos(θ+2π/3)-isqhsin(θ+2π/3)=Ishcos[[(n+(-1)p)ωslip+(-1)p+1ω]t+θiah′+2π/3]---(30)]]>式中：θ′issh＝θ′rsh+(-1)p+1θ0；θ′isqh＝θ′rsdqh+(-1)p+1θ0；由所述(16)式可建立雙饋風(fēng)機(jī)定子三相間諧波電流的幅值、角頻率和相角的解析模型。定子間諧波電流的幅值為：Ish=Urn|rsA|2+|rsdqA|2+2×(-1)p+1×|rsA|×|rsdqA|×sin(θisqh′-θissh′)=Urn|rsA|2+|rsdqA|2+2×(-1)p+1×|rsA|×|rsdqA|×sin(θrsdq-θrs)---(31)]]>定子間諧波電流角頻率為：fih=|(n+(-1)p)ωslip+(-1)p+1ω|/(2π)=|(n-1)ωslip+ω|/(2π),p=1|(n+1)ωslip-ω|/(2π),p=0---(32)]]>定子間諧波電流的相角為：θiah′=arctan(|rsdqA|(-1)p+1cosθisqh′-|rsA|sinθissh′|rsA|cosθissh′+|rsdqA|(-1)p+1sinθisqh′)θibh′=θiah′-2π/3θich′=θiah′+2π/3---(33)]]>5)通過計算或測量獲取RSC注入轉(zhuǎn)子的n次諧波電壓的角頻率、幅值和相角，電壓幅值折算至定子側(cè)，判斷諧波電壓的相序，確定p的值，通過步驟1中所述變換矩陣，將其從轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的間諧波電壓；根據(jù)步驟1中的角頻率和相角轉(zhuǎn)換關(guān)系，由轉(zhuǎn)子諧波電壓角頻率計算出同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的間諧波角頻率和相角，輸入步驟2和3中所述的系統(tǒng)和雙饋風(fēng)機(jī)的電氣參數(shù)，且將轉(zhuǎn)子參數(shù)折算至定子側(cè)，折算后的定、轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)相同，計算步驟3中所述3個解析模型參數(shù)的幅值和相角；根據(jù)步驟4中所述(17)式、(18)式與(19)式，輸出雙饋風(fēng)機(jī)定子三相間諧波電流的幅值、頻率和相角。需要注意的是，在本發(fā)明專利中，針對由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流的解析計算，在不同風(fēng)速下，對應(yīng)有不同的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，等效諧波源輸出的諧波頻率、幅值和相角不同，可計算出不同風(fēng)速下轉(zhuǎn)子各次諧波電壓在定子側(cè)所引起的間諧波電流。根據(jù)本發(fā)明專利提供的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流的解析模型，以某風(fēng)電場為例，雙饋風(fēng)機(jī)額定容量為SN＝1.5MVA，額定電壓為UN＝0.69kV，其系統(tǒng)頻率為f＝50Hz，同步速角頻率為ω＝2πf＝314.16rad/s。測量并計算得步驟2與步驟3中所述各參數(shù)如下所示：系統(tǒng)等值電阻為Rss＝2.1Ω，等值電感為Lss＝10.04357mH；定子電阻Rs＝0.003174Ω，定子漏感L1s＝0.1788mH；定轉(zhuǎn)子匝數(shù)比為Ke＝0.4，折算后的轉(zhuǎn)子電阻Rr＝0.03174Ω，轉(zhuǎn)子漏感L1r＝0.1172mH，與定子一相繞組交鏈的最大互感磁通對應(yīng)的定子互感值為Lms＝4.7283mH；dq坐標(biāo)系下定轉(zhuǎn)子同軸等效繞組間互感Lm＝1.5Lms＝7.0925mH；dq坐標(biāo)系下定子等效兩相繞組自感Ls＝Lm+L1s＝7.2713mH；dq坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子等效兩相繞組自感Lr＝Lm+L1r＝7.2097mH；根據(jù)本發(fā)明專利提供的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流的解析模型，將雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器RSC等效為諧波源，測得RSC在轉(zhuǎn)子側(cè)注入的主導(dǎo)諧波電壓次數(shù)為5、7、11、13、17和19次，在風(fēng)速v＝6m/s時，雙饋風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ωr＝252.71rad/s，RSC的基波角頻率為ωslip＝ω-ωr＝61.45rad/s，各次諧波電壓的角頻率、相角和折算至定子側(cè)的幅值如表1中所示：表1轉(zhuǎn)子各次諧波電壓的角頻率、相角和折算至定子側(cè)的幅值諧波次數(shù)n諧波幅值/kV諧波角頻率(rad/s)諧波相角/°52.546*10-2307.25071.819*10-2430.150111.157*10-2675.950139.794*10-3798.850177.490*10-31044.650196.701*10-31167.550根據(jù)判斷得5、11、17次諧波電壓為負(fù)序電壓，對應(yīng)p＝0；7、13、19次諧波電壓為正序電壓，對應(yīng)p＝1。初始時刻d軸與轉(zhuǎn)子a相軸線之間的夾角為θ′0＝15°。根據(jù)本發(fā)明專利提供的由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型步驟1中所述的角頻率和相角轉(zhuǎn)換關(guān)系，由轉(zhuǎn)子諧波電壓角頻率計算出同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的間諧波角頻率和相角，對應(yīng)各次諧波在同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的間諧波角頻率和相角如表2所示：表2同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的間諧波角頻率和相角利用表2所述各次諧波對應(yīng)的間諧波角頻率，輸入步驟2和3中所述的系統(tǒng)和雙饋風(fēng)機(jī)的電氣參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明專利提供的由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型步驟3中所述(11)式來計算解析模型參數(shù)A的幅值和相角：A=(ZrhZsh+ωslipωLm2)2+[ZrhωLs-jXmhωslipLm]2+[ZshωslipLr-jXmhωLm]2+[ωslipωLrLs-Xmh2]2-2[jZrhXmh+ωslip2LmLr][ω2LmLs+jZshXmn]]]>根據(jù)本發(fā)明專利提供的由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型步驟3中所述(12)式計算解析模型參數(shù)rs的幅值和相角：rs=jXmh[ωslipωLrLs-Xmh2]-ωLm[ZshωslipLr-jXmhωLm]-Zrh[ω2LmLs+jZshXmh]]]>根據(jù)本發(fā)明專利提供的由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型步驟3中所述(13)式計算解析模型參數(shù)rsdq的幅值和相角：rsdq=ωLm(ZrhZsh+ωslipωLm2)-jXmh[ZrhωLs-jXmhωslipLm]-ωslipLr[jZshXmh+ω2LsLm]]]>所述3個解析模型參數(shù)的幅值和相角如表3所示；表3解析模型參數(shù)的幅值和相角初始時刻d軸與定子A相軸線之間的夾角θ0＝0°，利用所述折算至定子側(cè)的各次諧波電壓幅值和表2中所述的間諧波相角，以及表2中所述3個解析模型參數(shù)的幅值和相角，根據(jù)本發(fā)明專利提供的由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型步驟4中所述(17)式輸出雙饋風(fēng)機(jī)定子三相間諧波電流的幅值：Ish=Urn|rsA|2+|rsdqA|2+2×(-1)p+1×|rsA|×|rsdqA|×sin(θrsdq-θrs)]]>根據(jù)本發(fā)明專利提供的由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型步驟4中所述(18)式輸出雙饋風(fēng)機(jī)定子三相間諧波電流的頻率：fih=|(n+(-1)p)ωslip+(-1)p+1ω|/(2π)=|(n-1)ωslip+ω|/(2π),p=1|(n+1)ωslip-ω|/(2π),p=0]]>根據(jù)本發(fā)明專利提供的由轉(zhuǎn)差引起的雙饋風(fēng)機(jī)定子間諧波電流解析模型步驟4中所述(19)式輸出雙饋風(fēng)機(jī)定子三相間諧波電流的相角：θiah′=arctan(|rsdqA|(-1)p+1cosθisqh′-|rsA|sinθissh′|rsA|cosθissh′+|rsdqA|(-1)p+1sinθisqh′)θibh′=θiah′-2π/3θich′=θiah′+2π/3]]>解析輸出的雙饋風(fēng)機(jī)定子三相間諧波電流的幅值、頻率和相角如表4所示：表4雙饋風(fēng)機(jī)定子三相間諧波電流的幅值、頻率和相角此實施例僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3