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一種含逆變器接口電源電力系統的短路電流計算方法

2023-11-09 12:57:17

一種含逆變器接口電源電力系統的短路電流計算方法
【專利摘要】本發明涉及一種含逆變器接口電源電力系統的短路電流計算方法,包括以下步驟:1)獲取電力系統正常運行的節點導納矩陣Y;2)根據第i節點的類型修改節點導納矩陣Y,獲取新的節點導納矩陣Y′;3)根據新的節點導納矩陣Y′求逆得到節點阻抗矩陣Z′;4)根據節點阻抗矩陣Z′計算帶有短路故障節點f的故障節點阻抗矩陣Z;5)計算帶有故障節點f的節點阻抗矩陣的節點電壓;6);計算所有與短路故障節點f相連的支路的電流7)計算短路故障節點f的短路電流與現有技術相比,本發明具有方法先進、計算準確等優點。
【專利說明】一種含逆變器接口電源電力系統的短路電流計算方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力領域,尤其是涉及一種含逆變器接口電源電力系統的短路電流計 算方法。

【背景技術】
[0002] 現代社會隨著經濟發展,用電需求不斷增長。而傳統的一次能源資源越來越枯竭。 面對能源缺乏、氣候變化和環境汙染等問題,發展環境友好的新能源與可再生能源已成為 世界各國的共同選擇,如:風力、太陽能、燃料電池、海洋能、地熱發電等。利用這些能源發 電,其電頻率通常有別於現有電網50HZ的工作頻率,需要通過逆變器與電網相連。
[0003] 由於逆變器的構造和工作原理與傳統同步發電機截然不同,當電網運行中發生短 路時,通過逆變器併網的電源提供的短路電流其特性也將不同於傳統的發電機。對於容量 小的逆變器電源發生短路,逆變器的保護將立即動作切除逆變器以保護其自身不被損壞; 而容量比較大的逆變器電源通常被要求具有低電壓穿越功能,即短路後仍然併網運行,以 給電網提供電壓支撐,提高系統運行的穩定性。因此具有低電壓穿越功能的逆變器短路過 程中的動態特性,不但會影響電力系統短路電流的特性和大小,還影響到短路電流計算的 方法,使傳統的電力系統短路電流計算方法不能適用於含逆變器電源的系統短路電流計 算。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種方法先進、計算 準確的含逆變器接口電源電力系統的短路電流計算方法。
[0005] 本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0006] -種含逆變器接口電源電力系統的短路電流計算方法,包括以下步驟:
[0007] 1)將逆變器電源作為PQ節點,進行常規潮流計算,獲取電力系統正常運行的節點 導納矩陣Y為:

【權利要求】
1. 一種含逆變器接口電源電力系統的短路電流計算方法,其特徵在於,包括以下步 驟: 1) 將逆變器電源作為PQ節點,進行常規潮流計算,獲取電力系統正常運行的節點導納 矩陣Y為:
其中,Yii為節點i的自導納,Yin為節點i對於節點n的互導納; 2) 根據第i節點的類型修改節點導納矩陣Y,獲取新的節點導納矩陣Y'; 3) 根據新的節點導納矩陣Y'求逆得到節點阻抗矩陣Z',節點阻抗矩陣Z'的計算式 為:
其中,Z' "為節點i的自阻抗,Z' in為節點i對於節點n的互阻抗; 4) 根據節點阻抗矩陣Z'計算帶有短路故障節點f的故障節點阻抗矩陣Z,所述的故障 節點阻抗矩陣Z各元素 Zu的計算式為:
其中,Zf為短路故障點f的故障阻抗,Zff為短路故障節點f的自阻抗;Z' if為短路故 障節點f與節點i之間的互阻抗,Z' ff為短路故障節點f與節點j之間的互阻抗; 5) 根據帶有短路故障節點f的故障節點阻抗矩陣Z,計算對應的節點電壓方程,所述的 節點電壓方程為:
其中,A為帶有短路故障節點f的電力系統節點電壓4為帶有短路故障節點f的電力 系統節點注入電流; 6) 計算所有與短路故障節點f相連的支路的短路電流4的計算式為:
其中,Zkf為相連節點k到短路故障節點f的k-f?支路的支路阻抗,A為短路故障節點f 短路時節點k的電壓,&為短路故障節點f的短路電壓; 7) 根據與短路故障節點f?相連的所有支路短路電流/^,計算短路故障節點f?的短路電 流&的計算式為: '/ =藝 Ar, 其中,m為與短路故障節點f相連的支路數。
2. 根據權利要求1所述的一種含逆變器接口電源電力系統的短路電流計算方法,其特 徵在於,所述的步驟2)中, 當第i節點連接傳統電源,傳統電源的內阻抗為Z1時,則有:
當第i節點連接負荷節點,負荷節點的功率為Sm時,則有:
其中,、Sm互為共軛,Vi為第i節點的電壓值; 當第i節點連接逆變器接口電源時,則有: Y' H = YiiO
3. 根據權利要求1所述的一種含逆變器接口電源電力系統的短路電流計算方法,其特 徵在於,所述的步驟5)中, 當第i節點連接傳統電源,傳統電源的內阻抗為Zi時,則有:
其中,Im為該逆變器的額定輸出電流,化為短路前正常運行時輸出電流相位,Y i為短 路後輸出電流與短路前輸出電流的相位差; 當節點i為發生短路故障的節點f或負荷節點時,則有:
【文檔編號】G06F19/00GK104331619SQ201410598176
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】梁海生, 丁一波, 呂徵宇, 李帆, 曹煒, 杜公言, 王永志 申請人:國網上海市電力公司, 國網上海電力設計有限公司, 上海電力學院

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