含双馈风电机组的电力系统短路电流实用计算方法

分析了电网发生对称短路故障时双馈风电机组的电磁暂态模型和定、转子磁链的故障暂态过程,推导出不同定子电压跌落程度下双馈风电机组定子短路电流的表达式,提出可有效减小短路电流计算误差的定子电压跌落系数修正方法,并通过仿真计算验证了修正后短路电流表达式的准确性。提出了含双馈风电机组的电力系统发生对称短路故障时的短路电流实用计算方法。以故障点为分界,将电力系统简化等值为含发电机支路和系统支路的二支路网络,求取发电机支路和系统支路短路电流周期分量的运算曲线,确定短路点短路电流周期分量的幅值,推导了短路点短路电流非周期分量和转子频率分量的表达式。     

高比例变流型电源并网的输电系统三相短路电流计算

高比例变流型电源接入输电系统可能提高系统短路电流水平,导致电力设备选型面临更高的动热稳定要求。通过分析变流型电源实验平台的短路电流测试波形的包络线变化规律,获取其三相短路电流表达式。根据变流型电源在故障不同阶段呈现的短路电流输出特性,提出故障暂态和稳态阶段的等值电路。应用叠加定理分别计算含变流型电源电网短路电流交流分量和直流分量,并对冲击电流进行评估,其结果可用于电网规划及设备选型;最后用6节点的500 kV淮南电网和35节点的220 kV淮宿电网实际算例,将所述方法、常规电压源等值法的计算结果与电磁暂态仿真结果进行对比,验证了所述方法的有效性。     

适用于拓扑调整的短路电流快速计算方法

传统的适用于电网运行方式调整的短路电流计算方法耗时太长,无法满足电网快速分析决策的需求。在此背景下,提出了适用于电网拓扑调整的短路电流快速计算方法。该算法基于节点阻抗矩阵,采用补偿法分析发电机停运、线路开断和线路出串运行导致的阻抗矩阵变化,并在此基础上给出了适用于电网拓扑调整的短路电流快速计算流程。针对不同节点规模的实际系统的仿真算例表明,所提出的方法计算速度快,计算结果准确可靠,能够满足大电网方式调整优化对短路电流计算的要求。该方法可以为电网短路电流限制策略分析提供技术支撑。     

双复数阻抗矩阵节点导纳法实现低压短路电流计算

低压电网是电力系统中数量最大、覆盖范围较广的配网系统,低压电网的重要性决定了低压短路电流计算的重要性,但目前国内还没有完善的相应计算软件。本文介绍了利用双复数阻抗矩阵节点导纳法实现低压短路电流计算,分别以低压电网的复数系统阻抗矩阵为基础计算三相短路电流,以复数相保(相零)阻抗矩阵为基础计算单相短路电流。以此方法研发的低压短路电流计算软件,计算准确度高,减少人工工作量,计算方便快捷,能够满足低压配电网的实际需求,填补了国内电气行业软件在此方面的空白。     

变结构电网短路电流计算方法

目前 ,采用传统的电网短路电流计算方法 ,只能求得注入故障节点的短路电流 ,这在工程上使用常感不便。变结构电网短路电流计算方法通过改变短路点的结构 ,能够直接求出在设备 (如断路器 )两侧发生短路时 ,通过设备的短路电流 ,给电气设备选择、继电保护整定计算带来很大的方便。     

基于PSASP建模的典型发电厂短路计算研究

传统人工方式计算发电厂短路电流工作量大、计算准确度不高、速度慢及效率低,为此提出了以电力系统分析综合程序(Power System Analysis Software Package,PSASP)对典型发电厂及电网系统运行方式进行建模,利用计算机程序完成发电厂短路电流计算的方法。分析了系统不同运行方式下发电厂三相对称短路故障和不对称短路故障时,短路电流的特征,结合国内现行的短路电流计算标准,给出了基于PSASP程序的电网系统不同运行方式下的等效物理模型、建模方法和PSASP元件模型的参数整定条件。通过应用于实例的仿真短路电流计算,并对采用两种不同计算方法的计算结果进行对比分析,验证了本方法的正确性和可行性。与传动人工计算方式相比,本方法提高了发电厂短路电流计算的准确性及效率,可以广泛应用于发电厂短路电流计算。     

双复数阴抗矩阵节点导纳法实现低压短路电流计算

低压电网是电力系统中数量最大、覆盖范围较广的配网系统,低压电网的重要性决定了低压短路电流计算的重要性,但目前国内还没有完善的相应计算软件.本文介绍了利用双复数阻抗矩阵节点导纳法实现低压短路电流计算,分别以低压电网的复数系统阻抗矩阵为基础计算三相短路电流,以复数相保(相零)阻抗矩阵为基础计算单相短路电流.以此方法研发的低压短路电流计算软件.计算准确度高,减少人工工作量,计算方便快捷,能够满足低压配电网的实际需求,填补了国内电气行业软件在此方面的空白.     

基于参数优化的交流系统短路电流计算方案

针对目前电力系统短路电流水平评估不合理甚至经常偏乐观的情况,基于对交流系统短路电流计算基本原理的分析,从计算结果修正的角度提出了一套短路电流计算方案。首先提出了包含电流修正系数K和电流偏差修正量ΔI的短路电流线性修正公式;然后给出了基于电网实际故障确定这两个参数的寻优原则和目标函数,保证短路电流计算值在不低于实测值的前提下仍具有较高的精度。针对南方电网实际短路故障的应用结果表明,相比于已有的短路电流计算方案,所提出的计算方案合理有效,在评估系统短路电流水平时能兼具保守性和准确性,是对现有短路电流计算工具的有效补充。     

相间功率控制器中短路冲击电流的计算方法

电网的密集发展导致近年来短路电流超标问题日益突出,相间功率控制器（IPC）由于其良好限制短路电流特性渐受关注。采用运算电路法对含IPC的系统短路故障电路进行分析,得到IPC支路短路电流的详细表达式,分析影响IPC的短路冲击电流的因素,提出计算含IPC系统的短路冲击电流方法。以一个含IPC的500 kV等值系统为例,采用电磁暂态仿真程序对其进行短路故障仿真,结果证明所提方法的可行性。研究成果可为IPC设备选型提供参考。     

基于PSASP的抚顺电网短路计算分析

随着抚顺电网网架的扩大与负荷的增加,导致短路电流水平快速上升,因此对抚顺电网进行短路电流计算分析具有实际的意义.介绍了电力系统综合分析程序PSASP短路计算模块的主要功能,应用PSASP对抚顺电网220 kV变电站的短路水平进行了全面计算与分析,并有针对性地提出了相应的措施和建议,计算结果为抚顺电网的安全运行提供了可靠...     

直流电网输电线路短路故障的单端化近似解析计算方法

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电技术(MMC-HVDC)是消纳可再生清洁能源,构建直流电网的核心技术。输电线路短路故障是直流电网常见故障,其故障电流水平影响着直流电网关键设备的参数设计。以张北直流电网为对象,通过网络开环、健全极开路、接地支路独立化和戴维南等效等方法,逐步解耦降阶,建立了去耦合的单端口简化模型。提出了直流电网短路故障的单端化近似解析计算方法。所提计算方法在PSCAD/EMTDC仿真平台上得到了验证,对故障电流影响因素分析和故障电流水平抑制具有参考意义。     

基于最小累积风险度的电网等风险检修决策

从电网风险均衡角度出发,提出一种基于最小累积风险度的电网等风险检修决策模型。以电网检修引起的计划性失负荷量和故障引起的非计划性失负荷量的综合作为电网风险衡量标准,以电网风险在检修周期各时段接近相等为目标建立电网等风险检修模型;提出电网故障发生的概率及失负荷量的计算方法,并通过风险追踪方法确定电网当前运行方式下各待检修设备对电网风险的贡献程度,由大到小排序确定待检修设备决策序列;采用基于最小累积风险度的启发式方法求解模型,依次确定各设备的检修时段。算例表明,所提模型不仅实现了电网风险均衡的目标,并且能使检修周期内的电网总风险较小。     

采用异步联网限制短路电流的实际应用和分析

500 k V主网短路电流超标问题已成为广东电网近年来运行最突出的问题之一。现有的运行措施可将超标站点短路电流暂时降低至安全水平,但电网整体的短路电流水平仍较高,且牺牲了部分系统安全可靠性,从长远来看通过直流背靠背异步互联限制短路电流是可行的解决办法。以2018年广东500 k V电网为研究对象,建立直流背靠背异步联网模型,从短路电流限制效果、系统可靠性等方面进行仿真计算,并与传统运行措施进行对比,可以得出,采用直流背靠背异步互联措施具有更好的限流效果和更高的安全可靠性,验证了该方案在短路电流限制方面的有效性和优越性。     

一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法

当光伏发电系统所连电网发生短路故障时,光伏电源的故障电流会发生暂态突变,但由于逆变器控制电路的保护作用,短路电流的幅值较小,因而传统的保护方法对光伏并网发电系统不一定适用。为寻求适合光伏并网发电系统的保护方法,建立了基于PSCAD/EMTDC的光伏并网发电系统仿真模型,对其短路电流的特性进行了仿真分析,利用希尔伯特-黄变换(HHT)对故障电流的波形进行分解,提出一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法,并进行了算例分析。结果表明,在含有光伏发电的电网发生短路故障时,该保护方法具有一定的有效性和可行性。     

串联补偿型故障电流限制器应用研究

随着电网规模和电力需求的不断增大,控制电网的短路电流水平已成为急需解决的问题。文章提出了一种具有串补功能的故障电流限制器,由电容器、电力电子器件控制的旁路电感、串联电感等组成。该装置在系统正常运行时可调节输电线路等效电抗值,提高系统传输能力;系统故障后,可以快速投入旁路电感限制短路电流。以2017年安徽省电网规划运行数据为基础,研究了故障电流限制器在短路电流超标的变电站中的应用点,搭建了仿真模型,仿真结果表明该装置可有效地抑制短路电流,缓解故障引起的电压暂降问题。     

电网短路故障对并网双馈风电场的影响

分析了电网发生短路故障对并网运行风电场的影响。从双馈风电机组的单机模型出发,研究了由双馈风电机组构成的风电场单机等值方法。在仿真软件EMTP-RV中搭建了包含双馈风电机组构成的风电场电力系统模型。分析了电网发生三相接地短路和单相接地短路故障时,风电场的有功功率和无功功率输出特性、并网公共连接点母线电压波动以及系统频率等暂态变化。研究结果对未来风力发电工程的建设有参考价值。     

故障电流限制技术及其新进展

负荷中心大电源的投入和系统互联都会大大增加系统的短路电流。如果短路电流超标,则相应设备必须更换,这既需要昂贵的费用也需要较长的工期。故障电流限制器提供了另外一种解决方案。文章首先综述应用于中高压领域的故障电流限制技术;然后介绍成熟的和正在研究的比较有代表性的故障电流限制器,并重点突出基于晶闸管保护型串补的短路电流限制器;最后介绍华东500 kV电网故障电流限制器示范工程,给出该工程采用的主电路和过电压保护措施,并展望故障电流限制器的发展方向。     

A Fault Equivalent Network Based Method for Calculating the Doubly Fed Wind Power Generator Short-circuit Currents

Abstract—Current research on short-circuit currents of the doubly fed induction generator is all based on the traditional flux analysis theory. In this article, a novel method to calculate the doubly fed induction generator stator and rotor short-circuit currents is proposed based on the fault equivalent network. First, the fault network is decomposed into a no-fault (normal operation) network and a fault supplementary network. On this basis, considering the influence of the terminal voltage phase jump and the rotor-side converter control, from the perspective of function decoupling, the fault supplementary network is further decomposed into the stator-side fault supplementary network and the rotor-side fault supplementary network. Laplace transformation is then used to calculate the current additions of the two fault supplementary networks. Thus, the analytical expressions of all currents under the grid symmetrical and asymmetrical short circuit could be derived. Finally, both simulation and dynamic experiment results verify that the doubly fed induction generator short-circuit current expressions derived with the proposed method are correct, which facilitates the short-circuit current calculation and relay protection setting of a power grid with a doubly fed induction generator connection.     

矿山系统电缆接地故障选线方法的研究及仿真

随着矿山用电量的增大以及矿山作业环境的影响,矿山系统电缆发生短路接地故障的概率越来越大.矿山供电系统采用的是中性点非有效接地方式,当发生故障时,故障信号不容易被检测,导致维修时间长,不仅影响设备的使用寿命而且耽误预期的产量,造成巨大损失.本文介绍了电力系统短路故障的概念和类型,结合电力系统短路故障的特点提出了基于故障后比较零序电流波形来进行选线的方法.最后,在Matlab仿真环境下对该方法进行了验证,仿真结果表明该方法能够有效的判断故障线路.     

基于分区等值模型的500 kV受端电网分区供电理论

随着电网联系越来越紧密,电磁环网带来的短路电流超标问题凸显。合理的电网结构是限制电网短路电流的基础,通过分析总结我国受端电网的典型分区结构,基于电路等值理论构建了单站供电、两站手拉手、三站链式或环网等受端电网典型分区供电模型。对不同分区模型不同位置故障时的短路电流进行理论计算,并通过与实际电网短路电流计算结果进行比较验证了等值模型和计算方法的正确性。兼顾供电可靠性和短路电流水平,并考虑分区内电源接入和站间线路长度,提出500 kV受端电网分区以2~3站的4~6台主变压器为宜,该原则下若分区内仍存在短路电流超标问题则进一步采取线路串抗的限流措施。