包含新能源设备的电网短路电流的计算方法及系统技术方案

本发明专利技术属于电力系统技术领域，提供了包含新能源设备的电网短路电流的计算方法及系统。该方法包括在新能源设备出现短路故障时，分别计算电网中新能源设备节点及其他节点的初始电压；基于新能源设备节点的初始电压及新能源的I/U特性表，查询新能源设备的输出电流，根据新能源设备节点处的自阻抗，计算出新能源设备节点的校正电压，以校正新能源设备节点的电压；对新能源设备节点的电压进行迭代校正计算，直至连续两次查询出的新能源设备输出电流差值不超过设定阈值，确定新能源设备的最终输出电流，对电网中的其他节点电压进行校正计算；计算得到各个支路的短路电流大小，以用来确定各个支路上相应保护装置的保护定值。确定各个支路上相应保护装置的保护定值。确定各个支路上相应保护装置的保护定值。

【技术实现步骤摘要】
包含新能源设备的电网短路电流的计算方法及系统


[0001]本专利技术属于电力系统
，尤其涉及一种包含新能源设备的电网短路电流的计算方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]在电力系统的计算中，电源是需要考虑的一个必要问题。对于理想的电源，其端电压和输出电流一般符合线性关系，如图1所示。由此，根据戴维南定理和诺顿定理的要求，一般的电源都可以等值为一个电压源和一个阻抗串联，或一个电流源和一个阻抗并联的形式。电源的端电压和输出电流之间存在线性关系是戴维南定理和诺顿定理成立的前提。当电源的端电压与输出电流为非线性关系时，上述对电源的等值计算不再适用。
[0004]在电力系统的潮流计算中，由于系统运行在稳定状态，电网电压保持在额定值附近，各电源节点的电压与输出电流基本为线性关系。在电网的故障计算中，当故障点距离电源较远时，电源的端电压下降较小，端电压与输出电流依然为线性关系。但是，专利技术人发现，当电源附近发生故障时，端电压降落较大，端电压与输出电流不再是线性关系，此时上述的等值不再适用，进而无法准确得到电网短路电流，导致保护装置的保护定值设置不准确，从而降低了整个电网运行的稳定性。

技术实现思路

[0005]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种包含新能源设备的电网短路电流的计算方法及系统，其可根据新能源设备的I/U特性曲线，校正电网拓扑中各个节点的电压，根据相应阻抗准确计算出电网短路电流，进而确定出各个支路上相应保护装置的保护定值，能够保障整个电网运行的稳定性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一个方面提供一种包含新能源设备的电网短路电流的计算方法，其包括：
[0008]在新能源设备出现短路故障时，根据包含新能源设备的电网拓扑结构及电网拓扑参数，分别计算电网中新能源设备节点及其他节点的初始电压；
[0009]基于新能源设备节点的初始电压及相应新能源的I/U特性表，查询出新能源设备的输出电流，再根据新能源设备节点处的自阻抗，计算出新能源设备节点的校正电压，以校正新能源设备节点的电压；
[0010]基于新能源设备节点的校正电压及相应新能源的I/U特性表，对新能源设备节点的电压进行迭代校正计算，直至连续两次查询出的新能源设备输出电流差值不超过设定阈值，确定出新能源设备的最终输出电流，进而对电网中的其他节点电压进行校正计算；
[0011]根据电网中各个节点的校正后电压及各个节点与新能源设备节点间各个支路的
互阻抗，计算得到各个支路的短路电流大小，以用来确定各个支路上相应保护装置的保护定值。
[0012]作为一种实施方式，所述新能源设备的I/U特性表是基于新能源设备的I/U关系曲线而构建的。
[0013]作为一种实施方式，基于新能源设备的I/U关系曲线，采用分段线性化的方法或描点法构建新能源设备的I/U特性表。
[0014]作为一种实施方式，电网中的其他节点校正后的电压值为：
[0015]新能源设备节点及其他节点的互阻抗与新能源设备的最终输出电流的乘积，再与其他节点的初始电压累加和。
[0016]本专利技术的第二个方面提供了一种包含新能源设备的电网短路电流的计算系统，其包括：
[0017]节点初始电压计算模块，其用于在新能源设备出现短路故障时，根据包含新能源设备的电网拓扑结构及电网拓扑参数，分别计算电网中新能源设备节点及其他节点的初始电压；
[0018]新能源设备节点电压校正模块，其用于基于新能源设备节点的初始电压及相应新能源的I/U特性表，查询出新能源设备的输出电流，再根据新能源设备节点处的自阻抗，计算出新能源设备节点的校正电压，以校正新能源设备节点的电压；
[0019]最终输出电流确定模块，其用于基于新能源设备节点的校正电压及相应新能源的I/U特性表，对新能源设备节点的电压进行迭代校正计算，直至连续两次查询出的新能源设备输出电流差值不超过设定阈值，确定出新能源设备的最终输出电流，进而对电网中的其他节点电压进行校正计算；
[0020]短路电流大小计算模块，其用于根据电网中各个节点的校正后电压及各个节点与新能源设备节点间各个支路的互阻抗，计算得到各个支路的短路电流大小，以用来确定各个支路上相应保护装置的保护定值。
[0021]作为一种实施方式，所述新能源设备的I/U特性表是基于新能源设备的I/U关系曲线而构建的。
[0022]作为一种实施方式，基于新能源设备的I/U关系曲线，采用分段线性化的方法或描点法构建新能源设备的I/U特性表。
[0023]作为一种实施方式，在所述最终输出电流确定模块中，电网中的其他节点校正后的电压值为：
[0024]新能源设备节点及其他节点的互阻抗与新能源设备的最终输出电流的乘积，再与其他节点的初始电压累加和。
[0025]本专利技术的第三个方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的包含新能源设备的电网短路电流的计算方法中的步骤。
[0026]本专利技术的第四个方面提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的包含新能源设备的电网短路电流的计算方法中的步骤。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0028]本专利技术基于新能源设备短路故障时电流为零以及新能源设备的I/U特性曲线，根据连续两次查询出的新能源设备输出电流差值不超过设定阈值，确定出新能源设备的最终输出电流，再根据新能源设备的最终输出电流对电网中的其他节点电压进行校正计算；最后根据相应阻抗准确计算出电网短路电流，进而确定出各个支路上相应保护装置的保护定值，保障了整个电网运行的稳定性。
[0029]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0030]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0031]图1是电源的端电压与输出电流关系曲线；
[0032]图2是复合等值序网；
[0033]图3是光伏发电端口IU特性曲线；
[0034]图4是双馈风机端口IU特性曲线；
[0035]图5是本专利技术实施例的包含新能源设备的电网短路电流的计算方法原理图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0037]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0038]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包含新能源设备的电网短路电流的计算方法，其特征在于，包括：在新能源设备出现短路故障时，根据包含新能源设备的电网拓扑结构及电网拓扑参数，分别计算电网中新能源设备节点及其他节点的初始电压；基于新能源设备节点的初始电压及相应新能源的I/U特性表，查询出新能源设备的输出电流，再根据新能源设备节点处的自阻抗，计算出新能源设备节点的校正电压，以校正新能源设备节点的电压；基于新能源设备节点的校正电压及相应新能源的I/U特性表，对新能源设备节点的电压进行迭代校正计算，直至连续两次查询出的新能源设备输出电流差值不超过设定阈值，确定出新能源设备的最终输出电流，进而对电网中的其他节点电压进行校正计算；根据电网中各个节点的校正后电压及各个节点与新能源设备节点间各个支路的互阻抗，计算得到各个支路的短路电流大小，以用来确定各个支路上相应保护装置的保护定值。2.如权利要求1所述的包含新能源设备的电网短路电流的计算方法，其特征在于，所述新能源设备的I/U特性表是基于新能源设备的I/U关系曲线而构建的。3.如权利要求2所述的包含新能源设备的电网短路电流的计算方法，其特征在于，基于新能源设备的I/U关系曲线，采用分段线性化的方法或描点法构建新能源设备的I/U特性表。4.如权利要求1或2所述的包含新能源设备的电网短路电流的计算方法，其特征在于，电网中的其他节点校正后的电压值为：新能源设备节点及其他节点的互阻抗与新能源设备的最终输出电流的乘积，再与其他节点的初始电压累加和。5.一种包含新能源设备的电网短路电流的计算系统，其特征在于，包括：节点初始电压计算模块，其用于在新能源设备出现短路故障时，根据包含新能源设备的电网拓扑结构及电网拓扑参数，分别计算电网中新能源设备节点及其他节点的初始电压；新能源设备节点电压校正模块，其用于基于新能源设备节点的初始电压及相应新能源的I/...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭金龙，陈军，王开科，周勇，南东亮，冯小萍，崔大林，李德存，赵启，周杰，王畅，刘欢庆，张路，刘永强，陈龙，李明霞，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：