【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力系统，尤其涉及柔性互联配电系统的交流侧故障电流计算方法和装置。
技术介绍
1、fid-vsc(flexible interaction device-voltage sourced converter)技术具有优化配网结构、提高故障应对能力、实现潮流主动调控等显著优点，是实现多个交流配电系统的柔性互联的友好途径。然而，通过采用fid-vsc实现多个交流馈线合环运行后，fid-vsc会与交流配电系统进行双向功率交互，导致交流馈线发生故障时原有潮流和故障电流特征发生改变，最终造成原有交流保护的准确性降低和保护误动作的情况。为此，需要重新确定柔性互联配电网发生交流故障时线路流经的故障电流，并对原有交流保护的整定值进行再修订，进而保证交流保护正确动作。
技术实现思路
1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本申请的第一个目的在于提出一种柔性互联配电系统的交流侧故障电流计算方法，解决了现有方法准确性低、存在保护误动作的技术问题，能够快速确定柔性互联配电网发生交流故障时线路流经的故障电流，且对原有交流保护的整定值进行再修订，进而保证交流保护正确动作。
3、本申请的第二个目的在于提出一种柔性互联配电系统的交流侧故障电流计算装置。
4、为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种柔性互联配电系统的交流侧故障电流计算方法，包括：构建柔性互联配电系统，其中，柔性互联配电系统包括第一交流配电网、fid-vsc和第二交流配电
5、本申请实施例的柔性互联配电系统的交流侧故障电流计算方法，通过将fid-vsc以及配电系统中包括系统电压源、分布式电源在内的其他电源转换为等值电流源，同时将故障时的配电网拆分为电源网络与故障网络分别进行网络方程建模，并将两个网络的电压分量计算结果叠加后实现对各支路故障电流的快速求解与计算。本申请可为柔性互联配电系统发生交流侧短路故障时，不同fid-vsc容量、接入位置、功率方向及故障位置、故障类型的场景提供了快速、通用的故障特性分析方法。
6、可选地，在本申请的一个实施例中，fid-vsc包括fid-vsc 2和fid-vsc 1，第二交流配电网通过fid-vsc 2和fid-vsc 1与第一交流配电网互联，fid-vsc1交流输出端口与第一交流配电网连接，fid-vsc1工作在定有功功率、定无功功率控制模式，用于控制fid-vsc与第一交流配电网交互的功率；fid-vsc2交流输出端口与第二交流配电网连接，fid-vsc2工作在定直流电压、定无功功率控制模式，用于稳定fid-vsc的直流电压；第一交流配电网的交流母线连接不少于一条馈线，每条馈线含有不少于一段配电支路，每段配电支路含有不少于一个配电节点。
7、可选地，在本申请的一个实施例中，若故障发生时，fid-vsc的并网点电压的幅值超过阈值，使得换流器输出电流小于限幅值，有功功率跟随有功指令值，fid的输出特性表示为：
8、
9、其中，ifid表示fid-vsc交流侧输出电流有效值，ufid表示fid-vsc并网点电压有效值，pref表示fid-vsc的有功功率指令值；
10、若故障发生时，fid的并网点电压下降超过阈值，确定vsc输出端有功功率受阻，外环功率控制器控制d轴的电流参考值idref在pi控制器的调节下增大到限幅值，fid的输出特性表示为：
11、ifid＝idlmt
12、其中，ifid表示fid-vsc交流侧输出电流有效值，idlmt表示idref的限幅值。
13、可选地，在本申请的一个实施例中，配电系统中的电源包括交流系统电源和分布式电源，分布式电源包括电机并网型分布式电源和变流器型分布式电源，基于电流输出特性将fid-vsc以及配电系统中包括的电源转换为等值电流源形式，包括：
14、将交流系统电源等效为具有内阻抗的正序电流源，并将负序及零序电路等效为零值电流源，设定负序内阻抗与正序内阻抗一致，基于电源中性点接地方式确定零序内阻抗；
15、将fid等效为正序理想电流源，并将负序及零序等效为零值电流源，其中，正序理想电流源的正序电流由fid的输出特性确定；
16、使用与交流系统电流相同的方式对电机并网型分布式电源进行等效；
17、使用与fid相同的方式对变流器型分布式电源进行等效；
18、其中，正序电流源、内阻抗表示为：
19、
20、
21、其中，表示正序电流源，xs表示内阻抗，表示电源电势，xs表示内阻抗，j表示虚数单位，sb表示容量基值，sk表示交流电源的短路容量；
22、柔性互联配电系统的节点的总等效电流源表示为：
23、
24、其中，分别表示第i个节点连接的交流系统电源、fid、分布式电源的等效理想电流源。
25、可选地，在本申请的一个实施例中，将转换后的配电网拆分为电源网络与故障网络并分别进行网络矩阵建模，包括：
26、运用对称分量法将网络分解，并基于分解结果通过节点阻抗矩阵对各序无源网络进行等效建模，得到电源网络电压分量方程和故障网络电压分量方程；
27、运用对称分量法将网络分解，包括在三相短路故障时仅考虑正序分量，在不对称故障时将网络分解为正、负、零三序网络；
28、运用对称分量法将网络分解，还包括：
29、将各序网络分解为n端口电源网络及n端口故障网络，使fid及配电网中包括的所有电源表现为等值电流源，分离所有理想电流源后剩余的网络部分，并用n端口无源网络表示。
30、可选地，在本申请的一个实施例中，电源网络电压分量方程、故障网络电压分量方程表示为：
31、
32、
33、其中，表示节点i的电源网络分量，表示节点i的故障网络分量，1≤i≤n，上标n表示正序、零序或负序，表示节点的总等效电流源，z表示节点阻抗矩阵，表示故障点电流。
34、可选地，在本申请的一个实施例中，计算建模的网络的电压分量并进行叠加，得到对各支路故障电流的计算结果，包括：
35、运用叠加原理得到各序故障点电压方程；
36、若故障为三相对称性故障，确定仅包括正序网络，确定故障点电压电流关系，联立各序故障点电压方程和故障点电压电流关系，确定故障点的电压和电流；
37、若故障为不对称故障，建立故障端口的接口方程组，联立各序故障点电压方程和故障端口的接口方程本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种柔性互联配电系统的交流侧故障电流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述FID-VSC包括FID-VSC 2和FID-VSC 1，所述第二交流配电网通过所述FID-VSC 2和FID-VSC 1与所述第一交流配电网互联，FID-VSC1交流输出端口与第一交流配电网连接，FID-VSC1工作在定有功功率、定无功功率控制模式，用于控制FID-VSC与第一交流配电网交互的功率；FID-VSC2交流输出端口与第二交流配电网连接，FID-VSC2工作在定直流电压、定无功功率控制模式，用于稳定FID-VSC的直流电压；所述第一交流配电网的交流母线连接不少于一条馈线，每条馈线含有不少于一段配电支路，每段配电支路含有不少于一个配电节点。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若故障发生时，FID-VSC的并网点电压的幅值超过阈值，使得换流器输出电流小于限幅值，有功功率跟随有功指令值，FID的输出特性表示为：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述配电系统中的电源包括交流系统电源和分布式电源，所述分布式电
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将转换后的配电网拆分为电源网络与故障网络并分别进行网络矩阵建模，包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电源网络电压分量方程、故障网络电压分量方程表示为：
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算建模的网络的电压分量并进行叠加，得到对各支路故障电流的计算结果，包括：
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述各序故障点电压方程表示为：
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述接口方程组包括单相短路故障、两相接地短路故障、相间短路故障的故障端口的接口方程，表示为：
10.一种柔性互联配电系统的交流侧故障电流计算装置，其特征在于，包括构建模块、电源等效模块、故障电流计算模块，其中，
...【技术特征摘要】
1.一种柔性互联配电系统的交流侧故障电流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述fid-vsc包括fid-vsc 2和fid-vsc 1，所述第二交流配电网通过所述fid-vsc 2和fid-vsc 1与所述第一交流配电网互联，fid-vsc1交流输出端口与第一交流配电网连接，fid-vsc1工作在定有功功率、定无功功率控制模式，用于控制fid-vsc与第一交流配电网交互的功率；fid-vsc2交流输出端口与第二交流配电网连接，fid-vsc2工作在定直流电压、定无功功率控制模式，用于稳定fid-vsc的直流电压；所述第一交流配电网的交流母线连接不少于一条馈线，每条馈线含有不少于一段配电支路，每段配电支路含有不少于一个配电节点。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若故障发生时，fid-vsc的并网点电压的幅值超过阈值，使得换流器输出电流小于限幅值，有功功率跟随有功指令值，fid的输出特性表示为：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：时珊珊，贺宁怡，沈冰，袁志昌，王皓靖，郭佩乾，陈冉，姜智霖，项淼毅，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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