含负序电压支撑分布式电源的电网分区短路电流计算方法

高比例逆变型分布式电源接入电网后，考虑分布式电源影响的短路电流计算方法面临严重挑战。针对现有短路电流计算方法在处理高比例分布式电源电网时的不足，提出了一种计及故障期间分布式电源负序电压支撑策略的电网分区短路电流计算方法。首先分析了分布式电源低电压穿越期间主动负序电压支撑的必要性，分析电压跌落期间分布式电源的正负序输出特性，建立故障等值序分量受控电流源模型。根据电网中分布式电源的分布特点，基于多区域诺顿等值和节点撕裂法，将大规模电网分裂成多个含分布式电源分区子网和主电网，在每个分区子网内部通过迭代的方法得到分区子网的等效输出电流，将此电流传递给主电网，主电网根据此注入电流通过迭代的方法求解短路电流。通过分区子网与主电网之间的接口信息交互，实现了计及负序主动支撑策略下含高比例分布式电源接入大规模电网的快速短路计算。通过计算对比分析，验证了所提算法相对于传统含分布式电源全局迭代计算方法在收敛速度方面的优越性，并通过PSCAD仿真验证了计算的精确性。     

含双馈风电机组的电力系统故障计算方法研究

双馈风电机组馈出的短路电流特性极其复杂,传统以交流同步电机供电电源为基础的电网故障分析方法不能适用于含双馈电源的电网短路计算。根据双馈风电机组低压穿越运行的技术要求,在电网对称故障和不对称故障条件下,建立了计及其励磁调节特性影响的短路电流计算模型。在此基础上,基于对称分量法建立了含多双馈风电机组接入的电网各序等效电路,通过对电网电动势方程、故障边界条件方程和双馈风电机组短路计算模型方程进行迭代求解,计算电网各支路的故障电流和各节点电压。与算例的仿真结果对比表明,该短路电流计算方法计算准确度高,可较好地满足工程应用要求。     

含逆变型DG配电网的短路电流快速计算方法

逆变型分布式电源(IIDG)接入配电网使得传统短路的电流计算方法不再适用。现有含IIDG配电网的短路计算方法基于节点阻抗矩阵迭代求解，当故障发生在线路中间时，存在计算量大、计算时间长的问题。通过对配电网故障时的复合序网分析，并考虑IIDG并网点电压和其输出电流的耦合关系，提出了一种以系统接入IIDG前三相金属性短路电流为初值，直接迭代计算含IIDG配电网短路电流的新方法。该方法不需要生成和处理节点阻抗矩阵，节点数目不影响计算用时，可快速计算含IIDG配电网的各种相间短路电流。通过算例仿真计算并与现有计算方法相比较，验证了所提方法的有效性和快速性。     

基于故障区域局部迭代的工程实用化新能源短路电流计算

新能源快速发展,正在由辅助电源向主力电源过渡.现有新能源工程短路电流计算存在两大问题.一是用1.2～2倍额定电流表征新能源故障特性,过度简化导致计算精度差,难以满足保护要求;二是现有短路电流整定计算软件不支持迭代,因而无法根据节点电压变化而更新新能源故障电流,体现其压控电流源特性.针对该问题,首先,基于新能源的故障特性精细化解析模型,结合现场故障录波数据,构建满足工程实用计算要求的电压电流映射关系;然后,根据电网故障后节点电压跌落程度和节点之间的连接关系划分故障区域,并在故障区域内依据新能源的工程实用化计算公式进行局部迭代计算来求解网络的节点电压和短路电流,从而避免了全局迭代可能带来的收敛性问题,同时也缩短了计算时间;最后,通过工程计算软件验证了所提方法的计算效果.     

基于配电网电流保护约束的分布式 光伏电源容量分析

10kV配电网保护大多数采用阶段式的过电流保护,但分布式电源的接入使配电网从单电源网变成多电源的复杂网络,各设备之间的电流保护整定配合变得相当复杂,降低了配电网供电可靠性。在不增加配电网设备前提下,以配电网阶段式电流保护整定值为约束,满足配电网电流保护的选择性、灵敏性和可靠性要求,先建立了逆变型分布式电源的模型,分析逆变型分布式电源(IIDG)的接入对配电网电流分布以及发生故障时对保护动作的影响,对不同接入位置的分布式光伏容量的极限值进行求解和仿真分析。在短路电流迭代计算时考虑了分布式电源的低电压穿越特性,对并网点故障电压与IIDG提供的故障电流之间存在的非线性关系进行修正,直到迭代所得故障后并网点电压收敛。     

基于IIDG电流相位控制的配电网故障电流抑制方法

我国配电网正面临着高渗透率分布式电源接入的挑战,配电网的拓扑结构与潮流方向发生了本质改变,易导致继电保护装置产生拒动或者误动。针对分布式电源大多通过电压源型逆变器并网这一现状,提出了基于逆变器电流相位控制的故障电流抑制方法,在dq坐标系下对逆变器输出电流相位进行控制,使得流过继电保护装置的故障电流幅值近似等于电网侧的短路电流,消除逆变型分布式电源提供的短路电流对继电保护装置的影响,减少继电保护装置的升级需求。在DIgSILENT/PowerFactroy仿真软件中搭建IEEE 13节点系统,仿真结果验证了所提控制策略的正确性及有效性。     

含分布式电源配电网的短路电流计算方法研究

分布式电源接入配电网将对配电网的短路电流水平产生一定的影响。基于电机型和换流器型分布式电源的短路电流特性,得到分布式电源在配电网发生短路时的等效模型。将包含分布式电源在内的所有电源处理为故障电流源,将故障网络分解为正常分量网络和故障分量网络,按照节点电压方程分别计算短路电流的正常分量和故障分量,可得到不同短路类型下的短路电流。通过示例系统仿真结果的对比分析,验证了所提方法的有效性。该方法可应用于大规模配电网络短路电流的计算机求解。     

含分布式电源的城市电网故障分析方法研究

分布式电源大规模接入城市电网会给城市电网的故障特征带来一定的影响,其出力的随机性会引起故障特征的不确定。针对现有故障分析方法未考虑出力随机性的影响,提出一种基于蒙特卡洛法的含分布式电源的城市电网故障分析方法。首先,基于分布式电源出力的概率模型,利用蒙特卡洛法进行随机抽样;然后,通过PQ控制和低电压穿越策略下的故障模型进行计算,形成故障电压、短路电流的概率分布;最后,通过算例进行仿真分析。结果表明,分布式电源接入城市电网后故障特征具有概率特性,该方法计及分布式电源出力随机性的影响,可得故障电压、短路电流的概率分布,可对城市电网故障特性分析以及整定值的选取提供依据。     

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。     

含多感应发电机的配电网短路计算对称分量法

短路电流计算是分布式电源接入配电网规划和保护的基础。文中根据感应发电机(IG)的故障响应特性,建立IG短路计算的序分量电流源模型;比较不同短路比下配电网发生短路故障时IG端电压和故障电流的响应,揭示出IG短路电流与配电网的耦合关系。应用叠加原理研究IG与配电网正负序网络的交互作用,推导了计及负序电压的故障点短路电流序分量计算公式,提出计算含多IG配电网短路电流的对称分量迭代算法。采用PSCAD/EMTDC仿真软件中IG的5阶动态模型仿真验证了该方法的正确性。     

含低电压穿越型分布式电源配电网的短路电流计算方法

换流器型分布式电源(DG)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DG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DG采用低电压穿越故障等效模型,故障点下游DG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DG的故障等效模型分别修正故障点上游DG和下游DG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DG的大规模配电网的短路电流求解。     

基于改进粒子群的分布式电源选址定容优化

随着分布式电源并网推广,它对配电网中的节点电压、线路潮流、短路电流、可靠性等会带来影响,且其影响程度与分布式电源的位置和容量密切相关。分布式电源的位置和规模不合理,可能会导致电能损耗以及网络电压的稳定性。传统的粒子群在解决选址定容上存在易陷入局部最优解,收敛速度慢。提出一种模糊自适应粒子群的方法自适应改变参数来对分布式电源的选址定容问题求解,以网损最小为目标函数,得到分布式电源接入的最优方案。通过测试IEEE30节点的系统,仿真结果表明算法是有效的。     

含高密度分布式电源的配电网短路电流快速计算方法

小容量高密度的分布式电源(distributed resources,DR)接入配电网将显著改变配电网的短路电流分布。传统的短路电流计算要求获取系统无源网络的节点导纳矩阵,而小容量分布式电源数量的大幅增加将使得节点导纳矩阵维数剧增,导致矩阵的存储空间与求逆计算时间增加,从而降低效率。针对该问题,基于二阶变系数差分方程,提出了含小容量高密度分布式电源的配电网短路电流计算方法。该方法的优点在于使得系统无源网络节点导纳矩阵的维数不随着分布式电源接入数量的增加而增加,从而显著降低了存储空间与计算时间。在IEEE测试系统中仿真算例验证了所提方法的正确性与高效性。     

含逆变型分布式电源的不平衡配电网快速短路电流计算

为实现含逆变型分布式电源的不平衡配电网快速短路电流计算,首先建立计及故障穿越控制的逆变型分布式电源序等效受控电流源模型,通过引入虚拟线路和虚拟节点并结合广义Fortescue变换建立不平衡配电网的系统序导纳矩阵。在此基础上构建含逆变型分布式电源不平衡配电网的序节点电压方程,提出基于序分量的短路电流迭代计算方法。通过引入预条件处理的广义极小残余法可避免求解系统序阻抗矩阵,能够有效提升短路电流迭代计算的计算速度。最后,通过对含逆变型分布式电源的13节点、123节点和多个大型合成系统仿真结果对比,验证了所提方法的正确性和可行性。     

大电源接入方式对短路电流的影响分析

本文针对大容量电源接入电网造成短路电流升高的问题,根据对称短路电流计算公式,对大电源不同接入方式的短路电流升高影响进行了分析,提出了有效限制短路电流的大电源接入点选择原则,给实际电源规划建设提供借鉴.通过实例仿真,验证了将大电源接入高电压等级和在电源电流贡献系数较小的节点接入大电源可限制短路电流升高的有效性.     

含分布式电源和电动汽车的城市电网半不变量故障分析方法

故障分析是城市电网保护配置的基础,现有方法大多基于某一运行点,并未计及分布式电源出力与电动汽车放电的随机性。基于此,提出一种含分布式电源和电动汽车的城市电网半不变量故障分析方法。该方法在建立分布式电源与电动汽车随机出力模型的基础上,将已知出力的概率分布转化为半不变量,通过线性化后的PQ控制策略下故障计算模型,得到功率与电压电流之间的关系,进而计算得到故障电压、短路电流的半不变量,然后利用Gram-Charlier级数展开得到故障电压、短路电流的概率分布。最后,基于改进的IEEE 33节点算例模型对所提方法进行验证,证明该方法的准确性与有效性。该方法适用于考虑分布式电源出力与电动汽车放电随机性的城市电网故障分析,可为保护装置整定值的选择提供依据。     

含逆变型分布式电源的不平衡配电网短路电流计算方法研究

逆变型分布式电源（IBDG）的输出由其控制策略决定而具有很强的非线性,使传统配电网的短路电流计算方法不再适用,而配电网的不对称更是进一步增加了其短路计算的难度。根据对称分量法推导出不平衡配电网的故障点各序电流,提出一种基于序网络迭代修正的不平衡配电网短路电流计算方法,在每一次迭代中,根据当前节点各序电压分别修正IBDG的输出电流和各不对称元件补偿电流源的输出电流,利用节点电压方程得到新的节点各序电压和故障点各序电流,直到满足收敛条件。最后,基于PSCAD/EMTDC对含IBDG不平衡配电网的进行了仿真计算,验证了所提方法的准确性和有效性。     

基于最小二乘法的光伏逆变器模型辨识

随着电力系统中接入的分布式电源越来越多,给配电系统的潮流计算带来了一些问题。基于已有的并入分布式电源的潮流算法,对典型的前推回代法中处理PV节点的方法进行了改进,通过电压改变量直接更新得到下次迭代的电流,无需更新无功功率;推导出了适合小负荷情况下的导纳矩阵,使之能够更准确地处理节点小负荷情况下分布式电源并网计算。最后利用IEEE33节点系统进行仿真,通过对比证明该算法能够有效地解决PV恒定型以及小负荷情况下分布式电源并网问题。     

具有指数收敛速度的电力系统全分布式潮流算法

为了满足互联电力系统潮流计算对数据隐私的需求,提出了一种全分布式潮流算法。该方法由内环迭代与外环迭代组成,外环迭代基于牛顿-拉夫逊法计算雅可比矩阵,内环迭代采用全分布式算法在互联电网各分区分别求解各自的潮流修正方程。该方法不需要协调层对分布式计算进行分解协调,各分区仅需要与邻居分区交换潮流方程修正量的信息,外环迭代收敛特性与全局潮流相同,内环迭代保证收敛且具有指数收敛速度。通过IEEE39节点和118节点算例的测试表明,该方法具有较高的收敛性,适合于没有协调层的分布式潮流计算。     

含分布式电源的配电网潮流计算改进方法研究

随着电力系统中接入的分布式电源越来越多,给配电系统的潮流计算带来了一些问题。基于已有的并入分布式电源的潮流算法,对典型的前推回代法中处理PV节点的方法进行了改进,通过电压改变量直接更新得到下次迭代的电流,无需更新无功功率;推导出了适合小负荷情况下的导纳矩阵,使之能够更准确地处理节点小负荷情况下分布式电源并网计算。最后利用IEEE33节点系统进行仿真,通过对比证明该算法能够有效地解决PV恒定型以及小负荷情况下分布式电源并网问题。