[发明专利]一种新能源电站的短路电流计算方法和系统

说明书

本发明提供了一种新能源电站的短路电流计算方法和系统，包括：根据预先设置的短路电流故障点，基于故障点条件下的灵敏度获得新能源电站中各发电单元的短路计算顺序；按照短路计算顺序对各发电单元的短路电流依次进行迭代计算；根据各发电单元的短路电流，计算新能源电站短路电流；其中，对短路电流进行迭代计算时，根据新能源电站并网点母线电压有效值选择等效模型。该方法和系统避免了传统的短路电流计算方法仅仅将新能源等效为同容量的同步风电机组来考虑，在对含新能源的电力系统进行故障分析时不够精确的问题。同时根据灵敏度制定各单元的短路电流计算顺序，可以优先发挥灵敏节点的无功支撑作用，提高算法整体收敛速度。

技术领域

本发明属于新能源电力系统短路电流分析计算技术领域，具体涉及一种新能源电站的短路电流计算方法和系统。

背景技术

随着新能源电源在电网中所占比例的不断升高，其给现有电网安全运行所带来的影响也日益显现。特别是大规模新能源接入电网后给现有电网保护装置的可靠性带来挑战。由于新能源接入电网后的短路电流计算方法是分析现有继电保护装置适应性、提出新的保护原理的基础，大规模新能源并网后的短路电流计算方法相关研究正受到越来越多的关注。但是，现有相关研究在进行含大规模新能源接入电网的短路电流计算时，通常将新能源等效为同容量的同步风电机组来考虑。实际上，由于新能源在发电机理、并网拓扑结构和控制方式等方面与同步发电机存在较大差异，使得其在故障期间的暂态特性与同步发电机发相比生了很大变化，传统的短路电流计算方法在对含新能源的电力系统进行故障分析时不够精确。

特别是近年来世界各国电力公司和电网运营商纷纷提出了新能源并网规范。规范中要求新能源在故障期间除了要能维持不脱网运行，还需要通过调节控制策略向系统发出无功功率支撑电网电压的恢复，即新能源需要具各低电压穿越(low-voltage ride-through，LVRT)的能力。在具备低电压穿越能力后由于新能源暂态特性与故障期间低电压穿越控制策略密切相关，且受新能源变流器电力电子器件的限流、限压特性影响，都使得故障期间新能源输出的短路电流特性更加复杂。但是目前有关计及低电压穿越控制策略影响的新能源短路电流特性的研究主要基于仿真方法开展，通过建立电磁/机电暂态时间尺度的新能源动态模型，对其暂态过程进行时域仿真，然后对短路电流波形进行特性提取与分析。仿真法受限于动态模型的准确度，且当新能源电站规模较大时，计算时间长，分析效率低，不能满足继电保护整定工程需要。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种新能源电站的短路电流计算方法和系统。该方法和系统基于传统短路电流计算方法改进得到，充分考虑了新能源电站各个发电单元故障期间的低电压穿越控制策略对各发电单元注入短路电流的影响，有效提高了短路电流计算结果的准确度，适用于大规模新能源电站接入电网时的稳态短路电流分析，计算量小，分析速度快。另外，本发明所述方法可以方便的通过对现有主流商用程序改进获得，实现步骤相对简单，具有工程应用价值。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种新能源电站的短路电流计算方法，其改进之处在于，包括：

根据预先设置的短路电流故障点，基于所述故障点条件下的灵敏度获得新能源电站中各发电单元的短路计算顺序；

按照所述短路计算顺序对各发电单元的短路电流依次进行迭代计算；

根据各发电单元的短路电流，计算新能源电站短路电流；

其中，对各发电单元的短路电流进行迭代计算时，根据新能源电站并网点母线电压有效值选择等效模型。

本发明提供的第一优选技术方案，其改进之处在于，所述根据新能源电站并网点母线电压有效值选择等效模型，包括：

若所述并网点母线电压有效值位于预设电流计算区间，采用电流源模型为新能源电站中各发电单元的等效模型；