CN107506553A - 适用于新能源电源接入不平衡配电网的短路电流计算方法 - Google Patents

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CN107506553A CN201710749685.3A CN201710749685A CN107506553A CN 107506553 A CN107506553 A CN 107506553A CN 201710749685 A CN201710749685 A CN 201710749685A CN 107506553 A CN107506553 A CN 107506553A
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肖繁
陈堃
张侃君
李鹏
杜镇安
洪梅子
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Abstract

本发明根据新能源电源接入不平衡配电网后的故障分析和短路计算等应用需求，提供一种适用于新能源电源接入不平衡配电网的短路电流计算方法。该方法可充分考虑新能源电源不同低电压穿越控制策略的影响，又兼顾考虑了配电网存在线路阻抗和导纳不平衡、变压器结构不对称、以及各相负荷不对称等问题的影响，可很好满足含新能源电源接入不平衡配电网的短路计算和保护整定计算的应用要求。

Description

适用于新能源电源接入不平衡配电网的短路电流计算方法
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，具体是一种适用于新能源电源接 入不平衡配电网的短路电流计算方法。
背景技术
对于高压对称电网，对称分量法具有建立序分量模型简单与计算 速度快等特点。当新能源电源集中接入高压电网时，改进的对称分量 法可以较好地满足电网故障计算的要求。然而，当新能源机组分散接 入配电网时，配电网存在线路阻抗和导纳不平衡、变压器结构不对称、 以及各相负荷不对称等问题。因此，配电网元件参数不对称将导致三 相电力元件在序分量坐标空间解耦失效，使得正序、负序和零序回路 之间难以相互分离。此时，如继续采用对称分量法对含新能源电源接 入的不平衡配电网进行故障计算，将导致计算结果与实际值之间存在 较大的误差，进而影响保护定值的准确性。(孔祥平,张哲,尹项根,等.含逆变型分布式电源的电网故障电流特性与故障分析方法研究 [J].中国电机工程学报,2013,34:65-74)和(潘国清,曾德辉,王钢, 等.含PQ控制逆变型分布式电源的配电网故障分析方法[J].中国电 机工程学报,2014,4:555-561)基于序分量法提出了适用于分布式电源 接入对称电网的故障分析方法，但该方法难以适用于不平衡配电网， 难以对含新能源电源接入不平衡配电网的进行短路计算。(曹国臣, 傅旭.辐射状配电网故障分析计算的解藕相分量法[J].中国电机工程 学报,2003,15-20)考虑了不平衡配电网的影响，但没有考虑分布式 电源接入的影响，同样难以适应新能源电源接入不平衡配电网的故障 分析与短路计算的应用需求。
因此，传统相分量法和对称分量法已难以满足含新能源电源接入 不平衡配电网的短路计算和保护整定计算等应用需求，亟待提出适应 新能源电源分散接入不平衡配电网的短路计算新方法。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种适用于新能源电源接入 不平衡配电网的短路电流计算方法，其目的在于满足新能源电源接入 不平衡配电网后的电网故障分析和短路计算的应用需求。
本发明提供一种适用于新能源电源接入不平衡配电网的短路电 流计算方法，包括下述步骤：
S1：根据新能源电源类型和低电压穿越控制策略，分别建立各类 新能源电源的故障计算相分量模型；
S2：根据电网中各电力元件的相分量模型形成正常情况下电网相 分量节点导纳矩阵；
S3：根据电网整定计算或短路计算的需求确定双馈型电源撬棒是 否投入，如果需要投入，则将需要的双馈型电源撬棒保护投入，即将 所有撬棒保护动作的双馈型电源，将其等效为电动机模型，形成修改 后的电网相分量节点导纳矩阵，如果不需要投入，进入步骤S4；
S4：根据步骤S1建立的新能源电源故障计算相分量模型，以及 步骤S2中电网相分量节点导纳矩阵，形成电网相分量节点电压方程；
S5：根据电网的故障条件，对步骤S4建立的电网节点电压方程 中的电网相分量节点导纳矩阵进行相应的修改，建立故障后的电网相 分量节点电压方程；
S6：将前一次计算所得的新能源电源各相电流的幅值和相角代入 建立的新能源电源故障计算相分量计算模型，联立故障后的电网相分 量节点电压方程进行迭代求解，获得节点各相电压；
其中，如果是第一次进行计算，则将新能源电源各相电流的额定 幅值和相角代入新能源电源相分量模型；
S7：判断该次计算获得的各相电压与前次计算获得的各相电压值 的差值，是否满足预设的门槛值；若是，则转入步骤S8；若否，将 该次计算得到的新能源电源接入节点各相电压幅值和相角代入其等 效的相分量计算模型，并转入步骤S6；
S8：根据计算所得的各节点的三相电压，计算每条支路的各相电 流幅值和相角。
进一步的，所述步骤S1具体为:
(1)如果新能源电源为全功率型新能源电源，则根据其采用的 低电压穿越控制策略和机组参数建立全功率型新能源电源故障计算 相分量模型；
(2)如果新能源电源为双馈型电源，则根据电网整定计算或短 路计算需要确定其撬棒保护是否投入，具体的：
(2-1)如果撬棒保护投入，则建立撬棒保护动作后的双馈型电 源等效电动机相分量模型；
(2-2)如果撬棒保护未投入，则根据双馈型电源的低电压穿越
控制策略和机组参数建立双馈型电源故障计算相分量模型。
进一步的，步骤S1中如果新能源电源为全功率型新能源电源， 则根据其采用的低电压穿越控制策略和机组参数建立全功率型新能 源电源故障计算相分量模型为：
和分别表示逆变型电源故障电流d轴和q轴的参考值；θi为a
相电流故障前初相角；当机端正序电压VIIDG(1)≥0.9 时，当VIIDG(1)<0.9且时，当VIIDG(1)<0.9且时，其中， IIIDG.set为逆变器最大承流能力，为故障前逆变器电流内环的有功电流 指令。
进一步的，步骤S1中如果新能源电源为双馈型电源且其撬棒保 护投入，则建立撬棒保护动作后的双馈型电源等效电动机相分量模型 时，按照式(2)将双馈型电源撬棒动作条件下的正负序阻抗值进行 变换，可以得到其相分量阻抗，即式(3)：
式(2)中：Lsσ为定子漏抗；Lrσ为转子漏抗；Lm为定转子互感；
R′r为转子绕组等效电阻，s为转差率；
式(3)中，a＝ej120°，a2＝ej240°。ZDFIGa、ZDFIGb和ZDFIGc分 别表示双馈型电源在三相电网中的等值阻抗
进一步的，步骤S1中如果双馈型电源撬棒保护未动作，则根据 双馈型电源的低电压穿越控制策略和机组参数建立双馈型电源故障 计算相分量模型，其中根据双馈型电源采用的控制策略，可得到其定 子电流在d轴和q轴下的表达式，即(式(4)：
其中，为正转同步旋转坐标下d轴电压分量，Ps0为故障前有 功功率，为反转同步旋转坐标系下的d轴电压分量，Irset为转子最 大承受能力，为正转同步旋转坐标下转子电流q轴参考值，为 反转同步旋转坐标下转子电流q轴参考值，
则其馈出正序电流可表征为：
式(5)中，δv(1)为机端正序电压的相角，可由 其实部Uf_r(1)和虚部Uf_x(1)计算得到：δv(1)＝arctan(Uf_x(1)/Uf_r(1))。
其馈出电流负序分量可表示为
式(6)中，δv(2)为机端负序电压的相角， 可由其实部Uf_r(2)和虚部Uf_x(2)计算得到：δv(2)＝arctan(Uf_x(2)/Uf_r(2))。
此时，双馈型电源在电网中的相分量模型可表示为受控的相电流 源模型：
式(7)中，和分别表示DFIG在a，b，c三相电 网中的受控注入电流源模型。
进一步的，步骤S4中根据步骤S1建立的新能源电源故障计算相 分量模型以及电网相分量节点导纳矩阵形成的电网相分量节点电压 方程为：
其中，i∈(1,N)，和分 别为DG接入节点m的各相电压和注入节点m的各相电流；当电网 中双馈型电源撬棒保护未投入时，Y'＝Y；当双馈型电源撬棒保护动作 时，Y'为修改后的电网相分量节点导纳矩阵
进一步的，步骤S5中建立故障后的电网相分量节点导纳矩阵Y”， 并形成电网相分量节点电压方程如式(9)所示：
其中，Y”为考故障后的电网相分量节点导纳矩阵；和为基于故 障条件修改相分量节点导纳矩阵后的故障点电压和电流。
进一步的，步骤S6中
如果是第一次进行计算，则将代入式(9) 中进行计算。其中，分别表示DG接入节点m的三 相初始电流相量值，IDGe,m表示DGDG接入节点m的额定电流，θi,m表示DGDG接入节点m的a相电流相位；
如果是第k次计算，则将第(k-1)次计算所得DG接入节点m的各 相电压值代入式式(7)，得到第(k-1) 次计算后的新能源电源故障计算相分量模型为(或 ),代入式(11)，对各节点电压进行第k次求解：
本发明根据新能源电源接入不平衡配电网后的故障分析和短路 计算等应用需求，提出了一种适用于新能源电源接入不平衡配电网的 短路计算新方法。该方法可充分考虑新能源电源不同低电压穿越控制 策略的影响，又兼顾考虑了配电网存在线路阻抗和导纳不平衡、变压 器结构不对称、以及各相负荷不对称等问题的影响，可很好满足含新 能源电源接入不平衡配电网的短路计算和保护整定计算的应用要求。
附图说明
图1为本发明实施例中新能源电源接入不平衡配电网的短路计 算方法流程图；
图2为本发明实施例中含新能源电源接入的不平衡配电网典型 结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种适用于新能源电源接入不平衡配电网的短路 电流计算方法，考虑了新能源电源低电压穿越和配电网元件不对称的 问题，满足新能源电源接入后不平衡配电网的短路计算和保护整定计 算的需求，并方便工程应用。
以下结合实施例，具体阐述本发明提供的适用于新能源电源接入 不平衡配电网的短路电流计算方法；实施例提供的短路电流计算方 法，其流程如图1所示，具体包括如下步骤：
步骤(1)、根据新能源电源类型和低电压穿越控制策略，分别建 立各类新能源电源的故障计算相分量模型；
①如果新能源电源为全功率型新能源电源(如光伏电源或直驱型 电源)，则根据其采用的低电压穿越控制策略和机组参数建立全功率 型新能源电源故障计算相分量模型；
和分别表示逆变型电源故障电流d轴和q轴的参考值；θi为a 相电流故障前初相角；当机端正序电压VIIDG(1)≥0.9时， 当VIIDG(1)<0.9且时，当 VIIDG(1)<0.9且时，其中，IIIDG.set为逆变器最大承流能力。为故障前逆变器电流内环的有功电流指 令。
公式(1)即建立了新能源电源考虑低电压穿越的模型，式中，和就是低电压穿越下的值。对于电网元件不对称的问题，现有高压 对称电网，是有考虑新能源电压接入后的计算方法的，但不适用于不 对称配电网；而用于不对称配电网的相分量计算方法又没有考虑新能 源电源的影响，本发明基于相分量方法提出的计算方法，既考虑了新 能源电源的影响，又考虑配电网不平衡的影响。
②如果新能源电源为双馈型电源且其撬棒保护投入，则建立撬棒 保护动作后的双馈型电源等效电动机相分量模型，将双馈型电源撬棒 动作条件下的正负序阻抗值(式(2))进行变换，可以得到其相分量 阻抗(式(3))。
式中：Lsσ为定子漏抗；Lrσ为转子漏抗；Lm为定转子互感；Rr′为转 子绕组等效电阻，s为转差率。
式中，a＝ej120°，a2＝ej240°。ZDFIGa、ZDFIGb和ZDFIGc分别表示 双馈型电源在三相电网中的等值阻抗。
③如果双馈型电源撬棒保护未动作，则根据双馈型电源的低电压 穿越控制策略和机组参数建立双馈型电源故障计算相分量模型。
双馈型电源在撬棒保护未动作的情况下，包括多种控制策略，本 文以双馈型电源采用消除电磁转矩二倍频分量的控制策略为例，对此 进行说明。
根据双馈型电源采用的控制策略，可以得到其定子电流在d轴和 q轴下的表达式(式(4))
其中，为正转同步旋转坐标下d轴电压分量，Ps0为故障前有 功功率，为反转同步旋转坐标系下的d轴电压分量，Irset为转子最大承受能力，为正转同步旋转坐标下转子电流q轴参考值，为反转同步旋转坐标下转子电流q轴参考值，
则其馈出正序电流可表征为：
式中，δv(1)为机端正序电压的相角，可由其 实部Uf_r(1)和虚部Uf_x(1)计算得到：δv(1)＝arctan(Uf_x(1)/Uf_r(1))。
其馈出电流负序分量可表示为
式中，δv(2)为机端负序电压的相角，可由其 实部Uf_r(2)和虚部Uf_x(2)计算得到：δv(2)＝arctan(Uf_x(2)/Uf_r(2))。
此时，双馈型电源在电网中的相分量模型可表示为受控的相电流 源模型：
式中，和分别表示DFIG在a，b，c三相电网中 的受控注入电流源模型。
步骤(2)、根据电网中各电力元件的相分量模型形成正常情况下 电网相分量节点导纳矩阵；
根据电网中各电力元件的相分量模型形成正常情况下电网相分 量节点导纳矩阵如式(8)所示。其中，电网中同步发电机、线路、 变压器和负荷等元件的相分量模型已有较多研究。
其中，n表示电网节点数；Y为导纳。i、j分 别表示节点，a、b、c表示三相相别，表示节点i和j之间的a相自 导纳，表示节点i和节点j之间的a相与b相的互导纳。
步骤(3)、根据电网整定计算或者短路计算需要确定双馈型电源 撬棒是否投入；如果需要投入，则将所有撬棒保护动作的双馈型电源， 将其等效为电动机模型，进入步骤(2)，即根据三相阻抗相分量模型 (式(3))重新形成修改后的电网相分量节点导纳矩阵Y'；如果不需 要投入，进入步骤(4)；
步骤(4)、根据步骤(1)建立的考虑低电压穿越控制影响的新 能源电源相分量模型以及电网相分量节点导纳矩阵形成电网相分量 节点电压方程；
其中，和i∈(1,N)。和 分别为DG接入节点m的各相电压和注入节点m的各相电流。
当电网中双馈型电源撬棒保护未投入时，Y'＝Y；当双馈型电源撬 棒保护动作时，Y'为修改后的电网相分量节点导纳矩阵。
步骤(5)、根据电网的故障条件，对步骤(4)建立的电网节点 电压方程中的电网相分量节点导纳矩阵进行相应的修改，建立故障后 的电网相分量节点导纳矩阵Y”，并形成电网相分量节点电压方程如式 (10)所示。
其中，Y”为考故障后的电网相分量节点导纳矩阵；和为基 于故障条件修改相分量节点导纳矩阵后的故障点电压和电流。
以电网第k个节点发生两相相间故障为例，对此基于故障条件对 电网相分量节点导纳矩阵进行修正的方法进行说明。当电网第k个节 点发生BC两相相间故障时，此时将电网相分量 节点导纳矩阵中第k个节点C相所在的行和列删除，然后，将第k 个节点B相所在行的元素用对应列的B相所在行和C相所在行的元 素和代替。同时，第k个节点B相所在列的元素用对应行的B相所 在列和C相所在列的元素和代替，相应的Y'(或Y)变为Y”，式中方程 数减小1个。
步骤(6)、将前一次计算所得的新能源电源各相电流的幅值和相 角代入建立的新能源电源相分量计算模型，联立故障后的电网相分量 节点导纳矩阵进行迭代求解，获得节点各相电压；
如果是第一次进行计算，则将代入式(10) 中进行计算。其中，分别表示DG接入节点m的三 相初始电流相量值，IDGe,m表示DGDG接入节点m的额定电流，θi,m表示 DGDG接入节点m的a相电流相位。
如果是第k次计算，则将第(k-1)次计算所得DG接入节点m的各 相电压值代入式(2)或式(7)，得到 第(k-1)次计算后的新能源电源故障计算相分量模型为 (或),代入式(11)，对各节点电压进行第k次 求解。
步骤(7)、判断该次计算获得的各相电压与前次计算获得的 各相电压值的差值，是否满足预设的门槛值Δ为误差门槛值，典型值可取0.02；
若是，则转入步骤S8；若否，将该次计算得到的新能源电源接 入节点各相电压幅值和相角代入其相分量计算模型，并转入步骤S6；
步骤(8)、根据各节点相电压和支路阻抗，计算各支路电流。如 节点i与节点j之间支路ij的相电流为：
其中，Zija、Zijb Zijc分别为支路ij的三相阻抗。
下面为说明本发明提出的含新能源电源接入不平衡配电网的短路电 流计算方法的有效性，以图2所示的含双馈型电源接入的IEEE 13节 点模型为例，建立仿真模型，模型基本参数可见文献(IEEE Distrib. System Analysis Sub.,IEEE 13Node TestFeeder.Available:
http://ewh.ieee.org/soc/pes/dsacom/testfeeders/.)其中，分别在节点633和节点 692处接入2台1.5MW的双馈型电源，双馈型电源的参数如下： Usn＝690V,fn＝50HZ,Ls＝Lr＝2.3192p.u.,Lm＝2.1767p.u,Rs＝0.00756p.u., Rr＝0.00533p.u.,ωc＝7ω1,p＝2,nmax＝1800r/min。表1为本发明实施例中单相 接入故障条件下计算值与仿真值的对比。
表1 f点发生对称故障条件下的各支路三相电流
由表1可知，当电网为不对称网络时，在电网发生三相对称故障 条件下，所提的含新能源电源接入不平衡配电网的各节点相电压和各 支路各相电流的理论计算值和仿真值之间的最大误差为4.8％，误差 较小，完全满足含新能源电源接入不平衡配电网的短路计算和保护整 定计算需求。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例 而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任 何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适用于新能源电源接入不平衡配电网的短路电流计算方法，其特征在于包括如下步骤：
S1：根据新能源电源类型和低电压穿越控制策略，分别建立各类新能源电源的故障计算相分量模型；
S2：根据电网中各电力元件的相分量模型形成正常情况下电网相分量节点导纳矩阵；
S3：根据电网整定计算或短路计算的需求确定双馈型电源撬棒是否投入，如果需要投入，则将需要的双馈型电源撬棒保护投入，即将所有撬棒保护动作的双馈型电源，将其等效为电动机模型，形成修改后的电网相分量节点导纳矩阵，如果不需要投入，进入步骤S4；
S4：根据步骤S1建立的新能源电源故障计算相分量模型，以及步骤S2中电网相分量节点导纳矩阵，形成电网相分量节点电压方程；
S5：根据电网的故障条件，对步骤S4建立的电网节点电压方程中的电网相分量节点导纳矩阵进行相应的修改，建立故障后的电网相分量节点电压方程；
S6：将前一次计算所得的新能源电源各相电流的幅值和相角代入建立的新能源电源故障计算相分量计算模型，联立故障后的电网相分量节点电压方程进行迭代求解，获得节点各相电压；
其中，如果是第一次进行计算，则将新能源电源各相电流的额定幅值和相角代入新能源电源相分量模型；
S7：判断该次计算获得的各相电压与前次计算获得的各相电压值的差值，是否满足预设的门槛值；若是，则转入步骤S8；若否，将该次计算得到的新能源电源接入节点各相电压幅值和相角代入其等效的相分量计算模型，并转入步骤S6；
S8：根据计算所得的各节点的三相电压，计算每条支路的各相电流幅值和相角。
2.如权利要求1所述的适用于新能源电源接入不平衡配电网的短路电流计算方法，其特征在于：所述步骤S1具体为:
(1)如果新能源电源为全功率型新能源电源，则根据其采用的低电压穿越控制策略和机组参数建立全功率型新能源电源故障计算相分量模型；
(2)如果新能源电源为双馈型电源，则根据电网整定计算或短路计算需要确定其撬棒保护是否投入，具体的：
(2-1)如果撬棒保护投入，则建立撬棒保护动作后的双馈型电源等效电动机相分量模型；
(2-2)如果撬棒保护未投入，则根据双馈型电源的低电压穿越控制策略和机组参数建立双馈型电源故障计算相分量模型。
3.如权利要求2所述的适用于新能源电源接入不平衡配电网的短路电流计算方法，其特征在于：步骤S1中如果新能源电源为全功率型新能源电源，则根据其采用的低电压穿越控制策略和机组参数建立全功率型新能源电源故障计算相分量模型为：
和分别表示逆变型电源故障电流d轴和q轴的参考值；θi为a相电流故障前初相角；当机端正序电压VIIDG(1)≥0.9时，当VIIDG(1)<0.9且时，当VIIDG(1)<0.9且时， 其中，IIIDG.set为逆变器最大承流能力，为故障前逆变器电流内环的有功电流指令。
4.如权利要求2所述的适用于新能源电源接入不平衡配电网的短路电流计算方法，其特征在于：步骤S1中如果新能源电源为双馈型电源且其撬棒保护投入，则建立撬棒保护动作后的双馈型电源等效电动机相分量模型时，按照式(2)将双馈型电源撬棒动作条件下的正负序阻抗值进行变换，可以得到其相分量阻抗，即式(3)：
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式(2)中：Lsσ为定子漏抗；Lrσ为转子漏抗；Lm为定转子互感；
R′r为转子绕组等效电阻，s为转差率；
<mrow> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>Z</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>F</mi> <mi>I</mi> <mi>G</mi> <mi>a</mi> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>Z</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>F</mi> <mi>I</mi> <mi>G</mi> <mi>b</mi> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>Z</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>F</mi> <mi>I</mi> <mi>G</mi> <mi>c</mi> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>=</mo> <msup> <mi>S</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>Z</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>F</mi> <mi>I</mi> <mi>G</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>Z</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>F</mi> <mi>I</mi> <mi>G</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式(3)中，a＝ej120°，a2＝ej240°。ZDFIGa、ZDFIGb和ZDFIGc分别表示双馈型电源在三相电网中的等值阻抗。
5.如权利要求2所述的适用于新能源电源接入不平衡配电网的短路电流计算方法，其特征在于：步骤S1中如果双馈型电源撬棒保护未动作，则根据双馈型电源的低电压穿越控制策略和机组参数建立双馈型电源故障计算相分量模型，其中根据双馈型电源采用的控制策略，可得到其定子电流在d轴和q轴下的表达式，即(式(4)：
<mrow> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>i</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mo>+</mo> </msubsup> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <msub> <mi>L</mi> <mi>m</mi> </msub> <msub> <mi>L</mi> <mi>s</mi> </msub> </mfrac> <mi>min</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mfrac> <mrow> <msubsup> <mi>u</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mo>+</mo> </msubsup> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mn>0</mn> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <msubsup> <mi>u</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mrow> <mo>+</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>u</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>-</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msubsup> </mrow> </mfrac> <mo>,</mo> <mfrac> <msubsup> <mi>u</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mo>+</mo> </msubsup> <msqrt> <mrow> <msubsup> <mi>u</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mrow> <mo>+</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>u</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>-</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msubsup> </mrow> </msqrt> </mfrac> <msqrt> <mrow> <msubsup> <mi>I</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>s</mi> <mi>e</mi> <mi>t</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>-</mo> <msup> <msubsup> <mi>i</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>q</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mrow> <mo>+</mo> <mo>*</mo> </mrow> </msubsup> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <msup> <msubsup> <mi>i</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>q</mi> <mo>-</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mo>*</mo> </mrow> </msubsup> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>i</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>q</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mo>+</mo> </msubsup> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>1.5</mn> <mo>&amp;times;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>0.9</mn> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>u</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mo>+</mo> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <msubsup> <mi>u</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mrow> <mo>+</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msubsup> </mrow> <mrow> <msubsup> <mi>u</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mrow> <mo>+</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>u</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>-</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mn>2</mn> </mrow> </msubsup> </mrow> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>i</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>-</mo> </mrow> <mo>-</mo> </msubsup> <mo>=</mo> <mfrac> <msubsup> <mi>u</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>-</mo> </mrow> <mo>-</mo> </msubsup> <msubsup> <mi>u</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mo>+</mo> </msubsup> </mfrac> <msubsup> <mi>i</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mo>+</mo> </msubsup> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>i</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>q</mi> <mo>-</mo> </mrow> <mo>-</mo> </msubsup> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mfrac> <msubsup> <mi>u</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>-</mo> </mrow> <mo>-</mo> </msubsup> <msubsup> <mi>u</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mo>+</mo> </msubsup> </mfrac> <msubsup> <mi>i</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>q</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mo>+</mo> </msubsup> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，为正转同步旋转坐标下d轴电压分量，Ps0为故障前有功功率，为反转同步旋转坐标系下的d轴电压分量，Irset为转子最大承受能力，为正转同步旋转坐标下转子电流q轴参考值，为反转同步旋转坐标下转子电流q轴参考值，
则其馈出正序电流可表征为：
<mrow> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>F</mi> <mi>I</mi> <mi>G</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>i</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mo>+</mo> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>i</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>q</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mo>+</mo> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>G</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>&amp;theta;</mi> <mrow> <mi>I</mi> <mo>+</mo> </mrow> <mo>+</mo> </msubsup> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;delta;</mi> <mrow> <mi>v</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式(5)中，δv(1)为机端正序电压的相角，可由其实部Uf_r(1)和虚部Uf_x(1)计算得到：δv(1)＝arctan(Uf_x(1)/Uf_r(1))。
其馈出电流负序分量可表示为
<mrow> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>F</mi> <mi>I</mi> <mi>G</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>i</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>d</mi> <mo>-</mo> </mrow> <mo>-</mo> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>i</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>q</mi> <mo>-</mo> </mrow> <mo>-</mo> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>G</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>&amp;theta;</mi> <mrow> <mi>I</mi> <mo>-</mo> </mrow> <mo>-</mo> </msubsup> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;delta;</mi> <mrow> <mi>v</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>6</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式(6)中，δv(2)为机端负序电压的相角，可由其实部Uf_r(2)和虚部Uf_x(2)计算得到：δv(2)＝arctan(Uf_x(2)/Uf_r(2))。
此时，双馈型电源在电网中的相分量模型可表示为受控的相电流源模型：
<mrow> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>I</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mrow> <mi>D</mi> <mi>F</mi> <mi>I</mi> <mi>G</mi> <mi>a</mi> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>I</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mrow> <mi>D</mi> <mi>F</mi> <mi>I</mi> <mi>G</mi> <mi>b</mi> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>I</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mrow> <mi>D</mi> <mi>F</mi> <mi>I</mi> <mi>G</mi> <mi>c</mi> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>=</mo> <msup> <mi>S</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>I</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mrow> <mi>D</mi> <mi>F</mi> <mi>I</mi> <mi>G</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>I</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mrow> <mi>D</mi> <mi>F</mi> <mi>I</mi> <mi>G</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>7</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式(7)中，和分别表示DFIG在a，b，c三相电网中的受控注入电流源模型。
6.如权利要求4所述的适用于新能源电源接入不平衡配电网的短路电流计算方法，其特征在于：步骤S4中根据步骤S1建立的新能源电源故障计算相分量模型以及电网相分量节点导纳矩阵形成的电网相分量节点电压方程为：
<mrow> <msup> <mi>Y</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>U</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>U</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>...</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>U</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mrow> <mi>D</mi> <mi>G</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>...</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>...</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>...</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>U</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mi>N</mi> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>I</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>I</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>...</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>I</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mrow> <mi>D</mi> <mi>G</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>...</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>...</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>...</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>I</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mi>N</mi> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>8</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中， 和分别为DG接入节点m的各相电压和注入节点m的各相电流；当电网中双馈型电源撬棒保护未投入时，Y'＝Y；当双馈型电源撬棒保护动作时，Y'为修改后的电网相分量节点导纳矩阵。
7.如权利要求6所述的适用于新能源电源接入不平衡配电网的短路电流计算方法，其特征在于：步骤S5中建立故障后的电网相分量节点导纳矩阵Y”，并形成电网相分量节点电压方程如式(9)所示：
<mrow> <msup> <mi>Y</mi> <mrow> <mo>&amp;prime;</mo> <mo>&amp;prime;</mo> </mrow> </msup> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>U</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>U</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>...</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>U</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mi>k</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>...</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>U</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mrow> <mi>D</mi> <mi>G</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>...</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>U</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mi>N</mi> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>I</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>I</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>...</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>I</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mi>k</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>...</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>I</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mrow> <mi>D</mi> <mi>G</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>...</mn> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mover> <mi>I</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> </mover> <mi>N</mi> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>9</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，Y”为考故障后的电网相分量节点导纳矩阵；和为基于故障条件修改相分量节点导纳矩阵后的故障点电压和电流。
8.如权利要求7所述的适用于新能源电源接入不平衡配电网的短路电流计算方法，其特征在于：步骤S6中
如果是第一次进行计算，则将代入式(9)中进行计算。其中，分别表示DG接入节点m的三相初始电流相量值，IDGe,m表示DGDG接入节点m的额定电流，θi,m表示DGDG接入节点m的a相电流相位；
如果是第k次计算，则将第(k-1)次计算所得DG接入节点m的各相电压值 代入式式(7)，得到第(k-1)次计算后的新能源电源故障计算相分量模型为(或代入式(11)，对各节点电压进行第k次求解：
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