有源配電網(wǎng)短路電流分析與計(jì)算方法.pdf

1、配電網(wǎng)故障分析是研究配電網(wǎng)安全運(yùn)行、繼電保護(hù)與故障處理問題的基礎(chǔ)。利用配電網(wǎng)的放射式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用基于相分量的端口補(bǔ)償法計(jì)算配電網(wǎng)短路電流，可減少計(jì)算工作量。利用端口補(bǔ)償法計(jì)算配電網(wǎng)短路電流時可以采用不需迭代的計(jì)算方式，但由于在計(jì)算故障端口節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣時均未考慮線路中并聯(lián)支路的影響，計(jì)算誤差大；經(jīng)多次迭代計(jì)算可以解決誤差大的問題，但需要進(jìn)行多次端口補(bǔ)償電流的計(jì)算，計(jì)算工作量增大。此外，在計(jì)算有源配電網(wǎng)故障時，現(xiàn)有文獻(xiàn)中仍將旋轉(zhuǎn)機(jī)簡單處理

2、成穩(wěn)態(tài)潮流計(jì)算時通常采用的PV節(jié)點(diǎn)模型，故障計(jì)算時該模型不夠精確。
　　針對現(xiàn)有端口補(bǔ)償法存在不足，本文進(jìn)行改進(jìn)計(jì)算。在計(jì)算故障端口節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣時計(jì)及并聯(lián)支路的影響；在計(jì)算有源配電網(wǎng)故障時，用旋轉(zhuǎn)機(jī)更為精確恒電動勢模型取代潮流計(jì)算時通常采用的PV模型。本文的主要研究內(nèi)容有：（1）在利用端口補(bǔ)償法計(jì)算無源配電網(wǎng)故障時，提出考慮并聯(lián)支路影響的端口補(bǔ)償改進(jìn)算法。通過Y/Δ變換和并聯(lián)支路節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣修正，把不同接線方式的無功補(bǔ)償電容器和負(fù)

3、荷類并聯(lián)支路化為統(tǒng)一的簡單并聯(lián)形式，在計(jì)算故障端口節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣時相對簡單的計(jì)及它們的影響。這樣，采用不需迭代的簡便方式即可計(jì)算出無源配電網(wǎng)較為精確的故障電流。（2）在計(jì)算有源配電網(wǎng)故障時，構(gòu)建旋轉(zhuǎn)機(jī)更加接近實(shí)際的恒電動勢模型。通過穩(wěn)態(tài)潮流計(jì)算獲取旋轉(zhuǎn)機(jī)次暫態(tài)電動勢，故障時充分利用旋轉(zhuǎn)機(jī)次暫態(tài)電動勢瞬時維持不變的特性，采用恒電動勢模型。這樣，在計(jì)算故障端口節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣時，旋轉(zhuǎn)機(jī)可視作并聯(lián)支路，支路導(dǎo)納矩陣根據(jù)其次暫態(tài)阻抗求出。對于僅含旋轉(zhuǎn)

4、型分布式電源的配電網(wǎng)，仍可繼續(xù)采用不需迭代的簡便方式計(jì)算出更加接近實(shí)際且較為精確的故障電流。（3）在計(jì)算含逆變型分布式電源配電網(wǎng)故障時，為適應(yīng)逆變器的非線性特征，提出計(jì)及并聯(lián)支路的端口補(bǔ)償?shù)惴?。逆變器具有電流源性質(zhì)，在計(jì)算節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣時，將逆變器處理為開路的并聯(lián)支路，不計(jì)及其影響。而在故障迭代計(jì)算過程中，根據(jù)逆變型分布式電源的控制策略以及并網(wǎng)點(diǎn)電壓調(diào)整逆變器的輸出電流。對于含逆變器類分布式電源配電網(wǎng)，這樣即可計(jì)算出非常精確的故障電流

5、。（4）先后利用DIGSILENT仿真軟件構(gòu)建算例模型，并設(shè)置相應(yīng)故障。同時用MATLAB編寫故障計(jì)算程序，對算法進(jìn)行測試。計(jì)算結(jié)果與算例分析證明了本文所提改進(jìn)方法的可行性和有效性。
　　本文在計(jì)算故障端口節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣時計(jì)及并聯(lián)支路的影響，并且計(jì)算有源配電網(wǎng)故障時構(gòu)建旋轉(zhuǎn)機(jī)類分布式電源更為精確的恒電動勢模型。這樣，對于無源以及僅含旋轉(zhuǎn)型分布式電源配電網(wǎng)，采用本文計(jì)及負(fù)荷影響的不迭代端口補(bǔ)償改進(jìn)算法即可求出較為精確的短路電流，計(jì)算簡