電網(wǎng)故障下雙饋風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電流評(píng)估的解析式推導(dǎo)方法

0并網(wǎng)雙饋風(fēng)電機(jī)組lvrt的研究隨著中國(guó)大型風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)的日益龐大，尤其是大型風(fēng)電站的規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行，如何正確分析大型風(fēng)電站與能源系統(tǒng)之間的相互作用和影響，已成為當(dāng)前風(fēng)電工程技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。[1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16]。如最近在我國(guó)的風(fēng)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家并網(wǎng)導(dǎo)則修訂的研究中,提出了并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組低電壓穿越(LVRT)要求,即在電網(wǎng)電壓跌落下,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組必須能并網(wǎng)運(yùn)行一段時(shí)間,并且在電網(wǎng)故障切除后,風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠迅速恢復(fù)到正常工作狀態(tài);因此,如何研究和分析并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組LVRT運(yùn)行的承受能力對(duì)風(fēng)電機(jī)組制造商和運(yùn)營(yíng)商都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。并網(wǎng)雙饋風(fēng)電機(jī)組是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的一種風(fēng)電機(jī)組類型。由于雙饋發(fā)電機(jī)定子三相繞組與電網(wǎng)直接相連,當(dāng)雙饋風(fēng)電機(jī)組在外部電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),風(fēng)電機(jī)組端電壓降低,定子電流增大,轉(zhuǎn)子側(cè)電流由于定、轉(zhuǎn)子間的磁場(chǎng)相互耦合而增大。文獻(xiàn)研究表明當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落程度較小時(shí),定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流較小,在轉(zhuǎn)子側(cè)變流器正常工作條件下,可以依據(jù)雙饋風(fēng)電機(jī)組本身的調(diào)節(jié)能力實(shí)現(xiàn)LVRT功能。當(dāng)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)大擾動(dòng)時(shí),一方面可以通過轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的轉(zhuǎn)子短路保護(hù)器為轉(zhuǎn)子側(cè)電路提供旁路,同時(shí)采取變槳控制策略實(shí)現(xiàn)LVRT的運(yùn)行;因此,能否對(duì)電網(wǎng)故障下,特別是電網(wǎng)電壓不同跌落程度下對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組的定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流進(jìn)行直接評(píng)估,尋求電網(wǎng)電壓跌落程度與機(jī)組暫態(tài)電流關(guān)系,是準(zhǔn)確分析并網(wǎng)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組LVRT承受能力的關(guān)鍵問題之一。目前,對(duì)并網(wǎng)雙饋風(fēng)電機(jī)組LVRT的控制技術(shù)研究已有較多文獻(xiàn)報(bào)道[1,2,4,8,9,10,11,12,13,14,15,16],但它們大都從控制策略角度,利用時(shí)域仿真手段進(jìn)行比較分析,其研究無助于對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)物理過程的深入理解。此外,也有部分文獻(xiàn)對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)電壓、短路電流以及電磁過渡過程進(jìn)行了研究,但還不夠充分和完善。文獻(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電壓跌落所激起的雙饋電機(jī)電磁過渡過程進(jìn)行了定量和定性的分析,但并沒有得到暫態(tài)電流的解析表達(dá)式。文獻(xiàn)僅僅推導(dǎo)了電網(wǎng)故障下定子暫態(tài)電流,并沒有對(duì)轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流進(jìn)行分析。文獻(xiàn)雖然推導(dǎo)了機(jī)端短路故障下雙饋發(fā)電機(jī)暫態(tài)電流的近似解析表達(dá)式,但未對(duì)電網(wǎng)電壓不同跌落程度下機(jī)組的暫態(tài)電流變化關(guān)系進(jìn)行研究?；诖?為了準(zhǔn)確分析并網(wǎng)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組低電壓穿越運(yùn)行的承受能力,本文利用雙饋發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子磁鏈的暫態(tài)變化機(jī)理,推導(dǎo)出雙饋風(fēng)電機(jī)組在機(jī)端短路故障和電網(wǎng)電壓不同跌落程度時(shí)的定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流評(píng)估的解析表達(dá)式。其次,對(duì)推導(dǎo)表達(dá)式的評(píng)估結(jié)果和考慮風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)鏈柔性因素機(jī)組暫態(tài)運(yùn)行性能的時(shí)域仿真結(jié)果進(jìn)行比較和驗(yàn)證。最后,應(yīng)用推導(dǎo)的定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流表達(dá)式對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組在不同初始輸出有功功率、無功功率以及電網(wǎng)電壓不同跌落程度時(shí)的定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流最大值進(jìn)行了計(jì)算,并從中得到了不同運(yùn)行工況對(duì)機(jī)組暫態(tài)性能的影響規(guī)律。1雙天力機(jī)組的臨時(shí)數(shù)學(xué)模型1.1發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的自適應(yīng)識(shí)別模型考慮雙饋風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈軸系柔性對(duì)機(jī)組暫態(tài)運(yùn)行性能的影響,本文在建立雙饋風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)運(yùn)行性能的時(shí)域仿真模型時(shí)采用了風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)鏈的等效兩個(gè)質(zhì)量塊模型,即將風(fēng)力機(jī)葉片和輪轂等效成一個(gè)質(zhì)量塊,齒輪箱和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等效為一個(gè)質(zhì)量塊,等效兩個(gè)質(zhì)量塊的風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)鏈模型示意圖如圖1所示。將齒輪箱的慣性時(shí)間常數(shù)計(jì)入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中,傳動(dòng)鏈等效兩個(gè)質(zhì)量塊的暫態(tài)模型為2Ηwdωwdt=Τw-ΚDθs-Ds(ωw-ωr)-Dwωw?2Ηgdωrdt=ΚDθs-Τe+Ds(ωw-ωr)-Dgωr?dθsdt=ωo(ωw-ωr)?}(1)2Hwdωwdt=Tw?KDθs?Ds(ωw?ωr)?Dwωw?2Hgdωrdt=KDθs?Te+Ds(ωw?ωr)?Dgωr?dθsdt=ωo(ωw?ωr)??????????(1)式中:Hw,Hg為風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣性時(shí)間常數(shù);ωw,ωr為風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的電角速度;ωo為系統(tǒng)電角速度基值;θs為風(fēng)力機(jī)相對(duì)于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角位移;Ds為風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的阻尼系數(shù);Dw,Dg分別為風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的阻尼系數(shù);Tw,Te分別是風(fēng)力機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩和發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩;KD為傳動(dòng)軸系的剛度系數(shù)。1.2電機(jī)激磁場(chǎng)計(jì)算假設(shè)雙饋發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子側(cè)電壓電流正方向按電動(dòng)機(jī)慣例,應(yīng)用空間矢量法可得發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)軸系下定、轉(zhuǎn)子電壓及磁鏈的暫態(tài)模型為vs=Rsis+ddtψs?vr=Rrir+ddtψr-jωrψr?ψs=Lsis+Lmir?ψr=Lmis+Lrir?}(2)vs=Rsis+ddtψs?vr=Rrir+ddtψr?jωrψr?ψs=Lsis+Lmir?ψr=Lmis+Lrir??????????????(2)式中:vs,vr,is,ir,ψs,ψr分別表示定、轉(zhuǎn)子電壓、電流和磁鏈的空間矢量;Rs,Rr分別表示定、轉(zhuǎn)子電阻;ωr表示電機(jī)轉(zhuǎn)子電角速度;Lm表示電機(jī)激磁電感;Ls,Lr分別表示定、轉(zhuǎn)子全電感,且Ls=Lls+Lm,Lr=Llr+Lm,其中Lls,Llr分別為定、轉(zhuǎn)子漏感。2關(guān)于設(shè)備的臨時(shí)電流公式的導(dǎo)出2.1機(jī)端短路故障下轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流的表現(xiàn)為了推導(dǎo)電網(wǎng)故障下雙饋風(fēng)電機(jī)組定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流的表達(dá)式,由式(2)可得到利用定、轉(zhuǎn)子磁鏈表示的定、轉(zhuǎn)子電流表達(dá)式為is=1L′sψs-krL′sψr?ir=1L′rψr-ksL′rψs,}(3)is=1L′sψs?krL′sψr?ir=1L′rψr?ksL′rψs,???(3)式中:ks=LmLsks=LmLs;kr=LmLr;kr=LmLr;L′s=Lls+LlrLmLlr+LmL′s=Lls+LlrLmLlr+Lm;L′r=Llr+LlsLmLls+Lm。此外,忽略定子電阻,穩(wěn)態(tài)時(shí),定、轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶靠杀硎緸棣譻=vsjωs=Vsjωsejωst?ψr=φr0ejωst?}(4)式中:Vs為定子電壓幅值;φr0可以通過穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)定子輸出有功和無功功率參數(shù)計(jì)算得到,即其中Ps,Qs分別為定子輸出有功功率和無功功率?，F(xiàn)假設(shè)t=0時(shí)刻,機(jī)端定子發(fā)生三相對(duì)稱短路故障,同時(shí)轉(zhuǎn)子保護(hù)動(dòng)作,即轉(zhuǎn)子短路。忽略暫態(tài)過程中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化,此時(shí)定、轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶砍跏贾禐棣譻0=Vsjωs?ψr0=φr0。}(6)此外,機(jī)端短路故障后,定、轉(zhuǎn)子磁鏈將隨時(shí)間衰減,轉(zhuǎn)子磁鏈相對(duì)于定子繞組以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),其值分別為ψs=ψs0e-t/Τ′s=Vsjωse-t/Τ′s?ψr=ψr0e-t/Τ′rejωrt=φr0e-t/Τ′rejωrt?}(7)式中:時(shí)間常數(shù)Τ′s=L′sRs;Τ′r=L′rRr。將式(7)代入式(4)可以得到機(jī)端短路故障下定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流的矢量表達(dá)式,即is=VsjωsL′se-t/Τ′s-krL′sφr0e-t/Τ′rejωrt?ir=1L′rφr0e-t/Τ′r-ksVsjωsL′re-t/Τ′se-jωrt?}(8)其中轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流矢量表達(dá)式為已折算到轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系。為了將上述矢量表達(dá)式進(jìn)一步表示成某相電流的表達(dá)式,現(xiàn)假設(shè)故障發(fā)生時(shí),定子電壓A相的相角為α+π/2,即vs=jVsejα,則此時(shí)定子A相、轉(zhuǎn)子a相暫態(tài)電流的表達(dá)式可為isA=VsωsL′se-t/Τ′scosα-krL′s|φro|e-t/Τ′rcos(ωrt+α+θ)?ira=1L′r|φr0|e-t/Τ′rcos(α+θ)-ksVsωsL′re-t/Τ′scos(-ωrt+α)]?}(9)其中θ=arctanφr0+π/2。從上式可以看出,機(jī)端對(duì)稱短路故障后,定轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流包含直流分量和交流分量,前者的幅值取決于短路時(shí)的相位角。2.2暫態(tài)電流的穩(wěn)態(tài)分量為了進(jìn)一步對(duì)電網(wǎng)電壓不同跌落程度下機(jī)組定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流的評(píng)估,現(xiàn)假設(shè)t=t0時(shí)刻,電網(wǎng)發(fā)生電壓跌落故障,同時(shí)轉(zhuǎn)子保護(hù)動(dòng)作,即轉(zhuǎn)子短路。在以下推導(dǎo)過程中也忽略暫態(tài)過程時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化,則定子電壓近似可以表示為vs={Vsejωst(t<t0)?(1-A)Vsejωst(t≥t0)?(10)其中A為電壓跌落系數(shù),0≤A≤1。當(dāng)A=1時(shí),則對(duì)應(yīng)上述機(jī)端對(duì)稱短路故障情況。忽略定子電阻,則定子磁鏈的穩(wěn)態(tài)分量ψsf為ψsf={Vsejωstjωs(t<t0)?(1-A)Vsejωstjωs(t≥t0)。(11)由于在故障瞬間定子磁鏈不能突變,因此其直流分量ψsn為ψsn=AVsjωse-t/Τ′s。(12)設(shè)故障發(fā)生時(shí)刻t0=0,則故障后定子磁鏈?zhǔn)噶靠梢员硎緸棣譻=ψsf+ψsn=1-AjωsVsejωst+AVsjωse-t/Τ′s。(13)將上式和式(8)的轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)式分別代入式(3),進(jìn)一步可得電網(wǎng)電壓不同跌落程度下定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流的空間矢量表達(dá)式為is=AVsjωsL′se-t/Τ′s+1-AjωsL′sVsejωst-krL′sφr0e-t/Τ′rejωrt?ir=1L′rφr0e-t/Τ′r-AksVsjωsL′re-t/Τ′se-jωrt-(1-A)ksVsjωsL′rej(ωs-ωr)t。}(14)從式中可以看出,電網(wǎng)電壓跌路不同程度時(shí),定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流中除了直流分量和交流分量外,還包括了穩(wěn)態(tài)分量,其值的大小由電壓跌落的幅度A決定。此外,定子電流中的暫態(tài)直流分量和轉(zhuǎn)子電流中的暫態(tài)交流分量將隨著電網(wǎng)電壓跌落程度的減小而減小,而定子電流中的暫態(tài)交流分量和轉(zhuǎn)子電流中的暫態(tài)直流分量與電網(wǎng)電壓跌落程度無關(guān)。另外,定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流還受到機(jī)組初始運(yùn)行工況、電壓跌落時(shí)刻、發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子電感和電阻參數(shù)的影響。3雙饋發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型為了驗(yàn)證電網(wǎng)故障下雙饋風(fēng)電機(jī)組定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流評(píng)估的正確性和有效性,本文利用Matlab/Simulink平臺(tái),建立了考慮風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)鏈兩個(gè)等效質(zhì)量塊的雙饋風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)模型,并對(duì)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行在風(fēng)速為10m/s,功率因數(shù)為1的初始工況下,在t=0.2s時(shí)機(jī)端三相對(duì)稱突然短路故障和電網(wǎng)電壓跌落80%故障情況進(jìn)行了暫態(tài)運(yùn)行性能的時(shí)域仿真,并將仿真結(jié)果與應(yīng)用上述推導(dǎo)的定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流表達(dá)式的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行比較。仿真用的1.5MW雙饋風(fēng)電機(jī)組主要參數(shù):風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)軸等效剛度系數(shù)KD為0.3(pu),風(fēng)力機(jī)慣性時(shí)間常數(shù)Hw為4.54s,額定運(yùn)行風(fēng)速為11m/s,雙饋發(fā)電機(jī)額定電壓為575V,定子電阻Rs為0.0071(pu),定子漏感Lls為0.171(pu),轉(zhuǎn)子電阻Rr為0.005(pu),轉(zhuǎn)子漏感Llr為0.1791pu,定、轉(zhuǎn)子互感Lm為2.9(pu),發(fā)電機(jī)慣性常數(shù)Hg為0.5s,極對(duì)數(shù)為3,變流器直流側(cè)電容設(shè)定電壓為1200V。根據(jù)雙饋風(fēng)電機(jī)組參數(shù)和故障前穩(wěn)定運(yùn)行條件,通過雙饋發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型可依次計(jì)算故障前發(fā)電機(jī)定子輸出有功功率Ps為0.65(pu),定子輸出無功功率Qs為0(pu),發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1.0928(pu)。通過定子輸出有功和無功功率值依據(jù)式(5)進(jìn)一步可計(jì)算出故障前定、轉(zhuǎn)子磁鏈的表達(dá)式。3.1暫態(tài)電流評(píng)估2.按照機(jī)組在故障前定、轉(zhuǎn)子磁鏈值,利用推導(dǎo)的機(jī)端對(duì)稱短路時(shí)定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流表達(dá)式(9),可得到定子A相和轉(zhuǎn)子a相暫態(tài)電流表達(dá)式為isA=3.073e-t/0.127cosα-3.110e-t/0.181×cos(ωrt+α+0.152),ira=3.292e-t/0.181cos(α+0.152)-2.887×e-t/0.127cos(-ωrt+α)。}(15)通過上述表達(dá)式得到的定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流評(píng)估數(shù)據(jù)用圖2的虛線(近似結(jié)果)表示,其中,圖2的實(shí)線波形則是通過考慮風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)鏈兩個(gè)質(zhì)量塊模型時(shí)機(jī)組暫態(tài)運(yùn)行性能的時(shí)域仿真結(jié)果。從圖2結(jié)果比較可以看出,無論是定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流,其評(píng)估計(jì)算結(jié)果的變化曲線和時(shí)域仿真結(jié)果基本一致,也進(jìn)一步說明考慮風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)鏈柔性對(duì)其暫態(tài)電流的幅值影響不明顯,從而驗(yàn)證了機(jī)端短路故障下雙饋風(fēng)電機(jī)組定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流表達(dá)式所得評(píng)估結(jié)果的正確性。3.2暫態(tài)電流評(píng)估與仿真為了進(jìn)一步驗(yàn)證電網(wǎng)電壓跌落不同程度時(shí)機(jī)組定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流計(jì)算方法的正確性和有效性。在保持上述故障前穩(wěn)態(tài)初始值相同情況下,假設(shè)在t=0.2s發(fā)生電網(wǎng)電壓跌落80%的故障,且此時(shí)定子電壓A相相角為α+π/2,通過式(14)可得到定子A相、轉(zhuǎn)子a相暫態(tài)電流表達(dá)式isA=0.615cos(ωst+α)+2.456e-t/0.127cosα-3.107e-t/0.181cos(ωrt+0.152+α)?ira=3.292e-t/0.181cos(0.152+α)-0.579×cos[(ωs-ωr)t+α]-2.315e-t/0.127cos(-ωrt+α)。}(16)通過上述表達(dá)式得到的定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流評(píng)估數(shù)據(jù)用圖3的虛線(近似結(jié)果)所示,其中圖3的實(shí)線波形則是通過考慮風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)鏈兩個(gè)質(zhì)量塊模型時(shí)機(jī)組暫態(tài)運(yùn)行性能的時(shí)域仿真結(jié)果。從圖3可以看出,在電網(wǎng)電壓80%跌落時(shí),定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流的評(píng)估計(jì)算結(jié)果和時(shí)域仿真結(jié)果的變化趨勢(shì)基本一致。從圖3(b)的轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流變化曲線可以看出,在時(shí)間0.5s以后,轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流的評(píng)估和時(shí)域仿真結(jié)果存在稍許的偏差,導(dǎo)致該偏差的原因是在時(shí)域仿真結(jié)果里考慮了機(jī)組暫態(tài)過程中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化,而在本文推導(dǎo)的暫態(tài)電流表達(dá)式里則假設(shè)暫態(tài)過程中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持不變,從而導(dǎo)致其轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流的穩(wěn)態(tài)分量的評(píng)估值與仿真結(jié)果在頻率和相位上存在一定的偏差,但可以看出其電流幅值的變化趨勢(shì)是基本相同的;因此,從該結(jié)果比較可以得出,在電網(wǎng)電壓跌落下雙饋風(fēng)電機(jī)組定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流表達(dá)式所得評(píng)估結(jié)果和時(shí)域仿真結(jié)果基本吻合,并且風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)鏈柔性對(duì)機(jī)組定子暫態(tài)電流變化幾乎沒有影響,對(duì)轉(zhuǎn)子電流幅值變化影響也不明顯,但隨著機(jī)組過渡過程時(shí)間加長(zhǎng),它將影響轉(zhuǎn)子電流的頻率和相位的變化。4發(fā)電機(jī)的影響從上述推導(dǎo)的電網(wǎng)故障下雙饋風(fēng)電機(jī)組定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)表達(dá)式表明其電流幅值受到機(jī)組初始運(yùn)行工況、電壓跌落時(shí)刻、發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子電感和電阻參數(shù)的影響。為了分析定、轉(zhuǎn)子故障電流受初始運(yùn)行工況的影響,本節(jié)分別選取不同有功功率和無功功率的初始狀態(tài)下,對(duì)機(jī)組短路故障下的定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流最大幅值進(jìn)行評(píng)估,并對(duì)不同初始工況下機(jī)組暫態(tài)運(yùn)行性能的影響進(jìn)行理論分析和比較。4.1無功功率下的機(jī)組定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流在保持穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)無功功率不變條件下,選取不同輸出有功功率時(shí),應(yīng)用推導(dǎo)的機(jī)端短路故障下定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流表達(dá)式,可以分別得到故障后不同有功功率時(shí)所對(duì)應(yīng)的機(jī)組定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流的最大值,其結(jié)果如表1所示。由于在空載工況下,雙饋發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子磁鏈與定子磁鏈基本相等,隨著輸出有功功率的增加,轉(zhuǎn)子磁鏈幅值會(huì)增大,同時(shí)超前定子磁鏈的角度也會(huì)增大,從而會(huì)導(dǎo)致機(jī)組的定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流都會(huì)增大。從表中也可以看出,隨著故障前初始輸出有功功率的增加,機(jī)端短路故障后其定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流的最大值也逐漸增大,其評(píng)估結(jié)果變化規(guī)律和上述的理論分析是一致的。4.2機(jī)組定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流幅值的測(cè)定在保持穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)有功功率0.5(pu)不變條件下,選取不同輸出無功功率時(shí),同樣應(yīng)用推導(dǎo)的機(jī)端短路故障下定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流表達(dá)式,可以分別得到故障后不同無功功率所對(duì)應(yīng)的機(jī)組定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流幅值的最大值,其結(jié)果如表2所示。當(dāng)雙饋發(fā)電機(jī)定子側(cè)輸出一定的滯后無功功率時(shí),定子的感應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)會(huì)表現(xiàn)為對(duì)主磁通的去磁,為保持定子磁鏈的恒定,需要增加轉(zhuǎn)子勵(lì)磁;因此轉(zhuǎn)子磁鏈會(huì)增加。當(dāng)定子側(cè)吸收一定的滯后無功功率時(shí),定子的磁動(dòng)勢(shì)表現(xiàn)為對(duì)主磁通的增磁,為保持定子磁鏈的恒定,需要減小轉(zhuǎn)子勵(lì)磁,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子磁鏈會(huì)減小,因此從理論上可以分析隨著輸出無功的增大,定、轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流幅值會(huì)增大。此外,從上表中也