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

【技術領域】
[0001] 本發(fā)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(tǒng)的短路電流計 算方法。

【背景技術】
[0002] 現(xiàn)代社會隨著經(jīng)濟發(fā)展，用電需求不斷增長。而傳統(tǒng)的一次能源資源越來越枯竭。 面對能源缺乏、氣候變化和環(huán)境污染等問題，發(fā)展環(huán)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(fā)電等。利用這些能源發(fā) 電，其電頻率通常有別于現(xiàn)有電網(wǎng)50HZ的工作頻率，需要通過逆變器與電網(wǎng)相連。
[0003] 由于逆變器的構造和工作原理與傳統(tǒng)同步發(fā)電機截然不同，當電網(wǎng)運行中發(fā)生短 路時，通過逆變器并網(wǎng)的電源提供的短路電流其特性也將不同于傳統(tǒng)的發(fā)電機。對于容量 小的逆變器電源發(fā)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，即短路后仍然并網(wǎng)運行，以 給電網(wǎng)提供電壓支撐，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)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(tài)特性，不但會影響電力系統(tǒng)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(tǒng)的電力系統(tǒng)短路電流計算方法不能適用于含逆變器電源的系統(tǒng)短路電流計 算。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)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(tǒng)的短路電流計算方法。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：
[0006] -種含逆變器接口電源電力系統(tǒng)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(jié)點，進行常規(guī)潮流計算，獲取電力系統(tǒng)正常運行的節(jié)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(tǒng)的短路電流計算方法，其特征在于，包括以下步 驟： 1) 將逆變器電源作為PQ節(jié)點，進行常規(guī)潮流計算，獲取電力系統(tǒng)正常運行的節(jié)點導納 矩陣Y為：
其中，Yii為節(jié)點i的自導納，Yin為節(jié)點i對于節(jié)點n的互導納； 2) 根據(jù)第i節(jié)點的類型修改節(jié)點導納矩陣Y，獲取新的節(jié)點導納矩陣Y'; 3) 根據(jù)新的節(jié)點導納矩陣Y'求逆得到節(jié)點阻抗矩陣Z'，節(jié)點阻抗矩陣Z'的計算式 為：
其中，Z' "為節(jié)點i的自阻抗，Z' in為節(jié)點i對于節(jié)點n的互阻抗； 4) 根據(jù)節(jié)點阻抗矩陣Z'計算帶有短路故障節(jié)點f的故障節(jié)點阻抗矩陣Z，所述的故障 節(jié)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(jié)點f的自阻抗；Z' if為短路故 障節(jié)點f與節(jié)點i之間的互阻抗，Z' ff為短路故障節(jié)點f與節(jié)點j之間的互阻抗； 5) 根據(jù)帶有短路故障節(jié)點f的故障節(jié)點阻抗矩陣Z，計算對應的節(jié)點電壓方程，所述的 節(jié)點電壓方程為：
其中，A為帶有短路故障節(jié)點f的電力系統(tǒng)節(jié)點電壓4為帶有短路故障節(jié)點f的電力 系統(tǒng)節(jié)點注入電流； 6) 計算所有與短路故障節(jié)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(jié)點k到短路故障節(jié)點f的k-f?支路的支路阻抗，A為短路故障節(jié)點f 短路時節(jié)點k的電壓，&為短路故障節(jié)點f的短路電壓； 7) 根據(jù)與短路故障節(jié)點f?相連的所有支路短路電流/^，計算短路故障節(jié)點f?的短路電 流&的計算式為： '/ =藝 Ar， 其中，m為與短路故障節(jié)點f相連的支路數(shù)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種含逆變器接口電源電力系統(tǒng)的短路電流計算方法，其特 征在于，所述的步驟2)中， 當?shù)趇節(jié)點連接傳統(tǒng)電源，傳統(tǒng)電源的內(nèi)阻抗為Z1時，則有：
當?shù)趇節(jié)點連接負荷節(jié)點，負荷節(jié)點的功率為Sm時，則有：
其中，、Sm互為共軛，Vi為第i節(jié)點的電壓值； 當?shù)趇節(jié)點連接逆變器接口電源時，則有： Y' H = YiiO
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種含逆變器接口電源電力系統(tǒng)的短路電流計算方法，其特 征在于，所述的步驟5)中， 當?shù)趇節(jié)點連接傳統(tǒng)電源，傳統(tǒng)電源的內(nèi)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 路后輸出電流與短路前輸出電流的相位差； 當節(jié)點i為發(fā)生短路故障的節(jié)點f或負荷節(jié)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(yōu)先權日:2014年10月30日
【發(fā)明者】梁海生, 丁一波, 呂征宇, 李帆, 曹煒, 杜公言, 王永志 申請人:國網(wǎng)上海市電力公司, 國網(wǎng)上海電力設計有限公司, 上海電力學院