CN112688311B - 一种只计及无功电流影响的短路电流计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种只计及无功电流影响的短路电流计算方法，首先根据新能源并网点处的电压测量元件，获取新能源并网点的电压跌落程度；根据新能源的类型以及新能源并网的要求，获得新能源输出的无功电流；根据新能源输出的无功电流与并网点额定电流的相对大小关系，判断无功电流对电网短路电流的影响。上述方法可快速判断新能源注入无功电流对系统短路电流的影响，有利于更好地评估含新能源电源网络的短路电流与传统电源网络短路电流之间的差异。

Description

一种只计及无功电流影响的短路电流计算方法

技术领域

本发明涉及电力系统分析技术领域，尤其涉及一种只计及无功电流影响的短路电流计算方法。

背景技术

目前，为了解决日益严峻的能源危机和环境问题，以光伏和风电为代表的新能源发电技术得到的迅速的发展，截止2019年底，我国并网风电装机容量达21005万千瓦，并网光伏装机容量20468万千瓦，分别占总装机容量的10.45％和10.18％。风电、光伏等新能源电源高密度接入电网后，改变了电网拓扑结构和潮流分布，也将影响电网短路故障扰动下系统的安全运行水平。

随着风电、光伏等新能源电源接入比例的快速增加，新能源输出电流对网络短路电流的影响不可忽略，同时考虑新能源对电网的无功支撑作用，其在故障期间的低穿控制策略一般只对无功电流的大小有要求，故亟需研究新能源输出的无功电流对网络短路电流的影响，而现有技术中缺乏相应的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种只计及无功电流影响的短路电流计算方法，该方法可快速判断新能源注入无功电流对系统短路电流的影响，有利于更好地评估含新能源电源网络的短路电流与传统电源网络短路电流之间的差异。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种只计及无功电流影响的短路电流计算方法，所述方法包括：

步骤1、根据新能源并网点处的电压测量元件，获取新能源并网点的电压跌落程度；

步骤2、根据新能源的类型以及新能源并网的要求，获得新能源输出的无功电流；

步骤3、根据新能源输出的无功电流与并网点额定电流的相对大小关系，判断无功电流对电网短路电流的影响。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法可快速判断新能源注入无功电流对系统短路电流的影响，有利于更好地评估含新能源电源网络的短路电流与传统电源网络短路电流之间的差异。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的只计及无功电流影响的短路电流计算方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的只计及无功电流影响的短路电流计算方法流程示意图，所述方法包括：

步骤1、根据新能源并网点处的电压测量元件，获取新能源并网点的电压跌落程度；

在该步骤中，具体是利用不含新能源电力系统的故障电流计算获得新能源并网点电压以及电压跌落程度。

步骤2、根据新能源的类型以及新能源并网的要求，获得新能源输出的无功电流；

在该步骤中，本实施例的新能源类型包括永磁直驱风机和光伏电源。

针对永磁直驱风机，其低穿控制策略为：

I_Q＞1.5(0.9-U/U_N)I_N(0.2U_N≤U≤0.9U_N)

式中，I_Q为新能源输出的无功电流；U为新能源并网点电压；Un为系统额定电压；

在U＜0.2U_N时，永磁直驱风机脱网；在U＞0.9U_N时，由外环进行控制；

针对光伏电源，其在新能源并网点电压U<0.2U_N时，需要不脱网连续运行150ms，并提供更多的无功，故其低穿控制策略为：

式中，I_Q为新能源输出的无功电流；在U＞0.9U_N时，由外环进行控制。

步骤3、根据新能源输出的无功电流与并网点额定电流的相对大小关系，判断无功电流对电网短路电流的影响。

在该步骤中，针对永磁直驱风机，新能源输出的无功电流，即q轴电流的参考值为：

式中，表示q轴电流的参考值(新能源输出的无功电流)；U为新能源并网点电压；Un为系统额定电压；

在U＜0.2U_N时永磁直驱风机脱网；

在U＞0.9U_N时由外环进行控制；

在0.2U_N≤U≤0.5U_N时，则忽略有功电流对短路电流计算的影响，只需计及新能源输出的无功电流

针对光伏电源，其低穿控制策略为：

在U＞0.9U_N时由外环进行控制；

当U<0.5U_N时，此时光伏电源向电网提供的无功电流I_Q＞0.6I_N，则无功电流占主导地位，忽略有功电流对短路电流计算的影响，只需计及光伏电源向电网提供的无功电流I_Q。

值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

综上所述，本发明实施例所述方法对于电压跌落较为严重的故障，在进行短路电流计算时只需计及新能源输出的无功电流，简化了计算流程；同时在故障期间只对无功电流进行控制，有功电流指令值取自电压外环或取为0的逆变型新能源电源，有功电流对短路电流计算的影响很小。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种只计及无功电流影响的短路电流计算方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、根据新能源并网点处的电压测量元件，获取新能源并网点的电压跌落程度；

步骤2、根据新能源的类型以及新能源并网的要求，获得新能源输出的无功电流；

所述步骤2的过程具体为：

针对永磁直驱风机，其低穿控制策略为：

I_Q＞1.5(0.9-U/U_N)I_N(0.2U_N≤U≤0.9U_N)

式中，I_Q为新能源输出的无功电流；U为新能源并网点电压值；U_N为系统额定电压；

在U＜0.2U_N时，永磁直驱风机脱网；在U＞0.9U_N时，由外环进行控制；

针对光伏电源，其在新能源并网点电压值U<0.2U_N时，需要不脱网连续运行150ms，并提供更多的无功，故其低穿控制策略为：

式中，I_Q为新能源输出的无功电流；在U＞0.9U_N时，由外环进行控制；

步骤3、根据新能源输出的无功电流与并网点额定电流的相对大小关系，判断无功电流对电网短路电流的影响；

所述步骤3的过程具体为：

针对永磁直驱风机，新能源输出的无功电流，即q轴电流的参考值为：

式中，表示q轴电流的参考值；U为新能源并网点电压值；U_N为系统额定电压；

在U＜0.2U_N时永磁直驱风机脱网；

在U＞0.9U_N时由外环进行控制；

在0.2U_N≤U≤0.5U_N时，则忽略有功电流对短路电流计算的影响，只需计及新能源输出的无功电流

针对光伏电源，其低穿控制策略为：

在U＞0.9U_N时由外环进行控制；

当U<0.5U_N时，此时光伏电源向电网提供的无功电流I_Q＞0.6I_N，则无功电流占主导地位，忽略有功电流对短路电流计算的影响，只需计及光伏电源向电网提供的无功电流I_Q。