一种关于风力发电机雷电电磁暂态特性的分析计算方法技术

本发明专利技术公开了一种关于风力发电机雷电电磁暂态特性的分析计算方法，它包括：步骤1、建立雷电流的模型；步骤2、对风力发电机部件组成的叶片、机舱、塔筒、传输电缆和变压器进行建模；步骤3、根据风力发电机各部件模型，将单台风力发电机等效为由RLC元件组成的等值网络，采用电磁仿真软件搭建风力发电机雷电暂态仿真模型；步骤4、根据电磁仿真软件搭建的风力发电机雷电暂态仿真模型来实现风力发电机雷电电磁暂态特性的分析计算；解决了现在风机防护中由于缺乏雷电对过电压数值上的精确计算，采取的防护措施在较大程度上难以发挥可靠的限压抑制效果，存在比较大误差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种关于风力发电机雷电电磁暂态特性的分析计算方法
本专利技术属于风力发电机雷击电磁暂态计算领域，尤其涉及一种关于风力发电机雷电电磁暂态特性的分析计算方法。
技术介绍
随着风力发电技术的发展，风机容量不断扩大，风机高度不断増加，大容量MW级风机整机高度己超过100m，其结构在地面上高耸突出，这导致其极易遭受雷击。机组受雷击的概率增大，导致机组设施的雷电损坏事故率大幅度增大，由此所造成的经济损失问题也日趋严重。风机叶片是风机系统中最易遭受雷击的部分，当叶片遭受雷击后，雷电流经叶片和机舱向塔筒传播，最终通过接地装置泄散入大地。在此暂态过程中，雷电流将在塔筒内部空间产生电磁场，通过辐射、感应和耦合等方式在塔内电力线上以及在机组控制系统中产生干扰和电涌过电压等雷电电磁效应。当雷电流流经塔筒时，它会在塔筒内部电缆上产生过电压。风电场是由多台风力发电机组并联而成的，当风机遭遇雷击后，不仅损害该台机组自身，还会威胁风场内其它并联机组的安全运行。雷击事故不仅会威胁风力发电机组的安全运行，更会造成严重的经济损失，因此保护风机免受雷击事故需要重视的一个工作。现在的工程情况是当雷电事故发生后，由于缺乏雷电对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种关于风力发电机雷电电磁暂态特性的分析计算方法，它包括：步骤1、建立雷电流的模型；步骤2、对风力发电机部件组成的叶片、机舱、塔筒、传输电缆和变压器进行建模；步骤3、根据风力发电机各部件模型，将单台风力发电机等效为由RLC元件组成的等值网络，采用电磁仿真软件搭建风力发电机雷电暂态仿真模型；步骤4、根据电磁仿真软件搭建的风力发电机雷电暂态仿真模型来实现风力发电机雷电电磁暂态特性的分析计算。

【技术特征摘要】
1.一种关于风力发电机雷电电磁暂态特性的分析计算方法，它包括：步骤1、建立雷电流的模型；步骤2、对风力发电机部件组成的叶片、机舱、塔筒、传输电缆和变压器进行建模；步骤3、根据风力发电机各部件模型，将单台风力发电机等效为由RLC元件组成的等值网络，采用电磁仿真软件搭建风力发电机雷电暂态仿真模型；步骤4、根据电磁仿真软件搭建的风力发电机雷电暂态仿真模型来实现风力发电机雷电电磁暂态特性的分析计算。2.根据权利要求1所述的一种关于风力发电机雷电电磁暂态特性的分析计算方法，其特征在于：步骤1所述的雷电流的模型为双指数模型和Heidler模型。3.根据权利要求1所述的一种关于风力发电机雷电电磁暂态特性的分析计算方法，其特征在于：步骤2所述的对风力发电机部件组成的叶片、机舱、塔筒和传输电缆进行建模的方法包括：步骤2.1、风机叶片建模：将风机叶片等效为一段以上π型RLC电路串联组成的等值电路，Z为每段叶片的等效阻抗，L为每段叶片的等效电感，C为每段叶片的等效对地电容；模型表达式为：式中：D1为叶片等效高度；μ0为真空磁导率；l1为导体的长度；r为导体的半径；h为导体中心对地高度；ρ1为大地土壤电阻率；ε0为真空介电常数；步骤2.2、对机舱的主轴承进行建模：风机机舱轴承在雷电环境下近似等效为电容C0与电阻R0的并联体，C0表示风机滚子与内、外轴承圈之间的电容，R0表示风机电刷在雷电暂态过程中的集中电阻，β为电容C0计算的参数，模型表达式为：式中：ε是润滑油的介电常数；l2为主轴承的长度；D2为主轴承环轴线到滚子轴线的距离；r1为滚子半径；r2为...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢荣斌，冯欣，李江涛，夏关荣，李帮胜，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52