PDF《含低电压穿越型分布式电源配电网的短路电流计算方法》

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a e p s - i n f o . c o m 含低电压穿越型分布式电源配电网的短路电流计算方法 杨杉,同向前 ( 西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西省西安市

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4 8 ) 摘要:换流器型分布式电源( D G) 在配电网中的应用使传统配电网的短路电流计算方法不再适用. 根据 D G 在配电网故障点前后位置的不同, 将DG处理为不同类型的故障等效模型, 故障点上游 D G 采用低电压穿越故障等效模型, 故障点下游 D G 采用恒定电流源故障等效模型.提出了一种 基于叠加定理的短路电流迭代计算方法, 在每一次迭代过程中, 根据当前节点电压和 D G 的故障等 效模型分别修正故障点上游 D G 和下游 D G 的输出短路电流, 并利用节点电压方程求解配电网的 短路电流和节点电压分布, 直到满足收敛条件.通过对算例系统的分析计算, 验证了所提方法的正 确性.该方法可应用于含 D G 的大规模配电网的短路电流求解. 关键词:分布式电源;

配电网;

短路电流计算;

故障特性;

等效模型;

低电压穿越 收稿日期:

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2 9;

修回日期:

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2 1. 上网日期:

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0 6. 国家自然科学基金资助项目(

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3 9 ) ;

陕西省重点学科建 设专项基金资 助项目(

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高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(

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0 引言 随着智能配电网的发展, 传统配电网逐渐发展 成为具有主动控制功能的主动配电网[

1 - 3] , 增加了分 布式电源( d i s t r i b u t e dg e n e r a t o r , D G) 利用率的同时 也对配电网的保护提出了更高的要求.由于 D G 的 接入, 配电网由原来的单电源供电网络变成了多电 源供电网络.当配电网发生故障后, 配电线路中流 过短路电流的大小及方向发生了变化, 造成原来的 三段式电流保护的整定值不再适用, 导致保护装置 的误动与拒动, 因此需要重新整定[

4 - 5] . 由于 D G 的输出功率是随机的, 不同的输出功 率可能造成 D G 提供的短路电流发生变化, 改变了 配电网线路中流过的短路电流.为了适应 D G 渗透 率的变化, 保护装置需要根据当前 D G 的输出来动 态整定.计算含 D G 配电网的短路电流以及配电网 中各支路的短路电流分布是动态整定保护装置的基 础.因此, 研究含 D G 配电网的短路电流计算具有 重要的现实意义. 含DG配电网的短路电流计算需要解决的主要 问题是 D G 故障模型的等效和短路电流计算算法. 目前大多数 D G 都采用换流器并网[

6 ] , 因此本文所 研究的含 D G 配电网的短路电流计算算法是基于换 流器型 D G.在换流器型 D G 的故障等效模型处理 方面, 目前已有一些研究成果.文献[ 7] 提出的含 D G 配电网的短路电流计算算法中将换流器型 D G 的故障模 型等效为电压源与阻抗的串联, 但是当DG并网点电压下降过大, 换流器在进入限流状态 后, D G 实际表现为电流源.文献[8] 将换流器型DG等效为恒功率模型, 假设 D G 短路时一直维持 恒定的有功功率与无功功率输出, 但是本文没有考 虑到 D G 的限流作用.文献[

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1 0 ] 根据换流器的故 障特性, 假设 D G 在故障后进入限流模式, 将换流器 型DG直接处理为恒定电流源.但是当配电网中有 多个 D G 时, 由于每个 D G 的并网点电压可能不相 同, 可能存在某些 D G 不会进入限流状态的情况, 因 此以恒定电流源作为故障等效模 型并不严谨.文献[