一种电力系统短路电流计算方法、装置、终端及介质制造方法及图纸

本申请公开了一种电力系统短路电流计算方法、装置、终端及介质，本申请根据无同步发电机的电力系统在短路后的节点电信号特性，构建短路电流计算方程与节点电压计算方程，再根据该计算方程通过循环计算节点电压、更新注入电流，通过对该计算方程的迭代优化，当优化结束后，利用优化后的短路电流计算方程计算无同步发电机的电力系统的短路点电流，与传统的方案相比，更契合无同步发电机的电力系统的特点，计算结果更准确，能够解决传统的计算短路电流方法对新型电力系统不适用导致的短路电流计算准确度低的技术问题。算准确度低的技术问题。算准确度低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统短路电流计算方法、装置、终端及介质


[0001]本申请涉及电力
，尤其涉及一种电力系统短路电流计算方法、装置、终端及介质。

技术介绍

[0002]在电力系统和电气设备的设计和运行中，短路计算是解决一系列技术问题所不可缺少的基本计算，主要问题之一是选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备，例如断路器、互感器、母线、电缆等，必须以短路计算作为依据。这里包括计算冲击电流以校验设备的电动力稳定度；计算若干时刻的短路电流周期分量以校验设备的热稳定度；计算指定时刻的短路电流有效值以校验断路器的断流能力等。
[0003]计算指定时刻的短路电流有效值以校验断路器的断流能力是现代大规模交直流电力系统短路分析的主要内容。现在常用的短路电流计算方法考虑同步发电机、输电网络以及负荷，其中将同步发电机考虑为恒定电流源和导纳的并联组合，将输电网络考虑为电阻和电抗的组合，将负荷考虑为接地支路并用恒定阻抗表示。
[0004]然而随着近年来新能源技术的发展，无同步发电机的新型电力系统开始被广泛投入应用中，由于这类电力电子节点系统中仅有风电、光伏等新能源发电系统以及柔性直流输电等设备构成，通过柔性直流的构网型控制策略，为系统提供恒定的电压幅值和频率，而传统的计算短路电流方法对新型电力系统并不适用，导致短路电流计算准确度低的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种电力系统短路电流计算方法、装置、终端及介质，用于解决传统的计算短路电流方法对新型电力系统并不适用导致的短路电流计算准确度低的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种电力系统短路电流计算方法，包括：
[0007]获取电力系统的基础信息，并根据所述基础信息构建所述电力系统在发生短路故障时的系统节点电能参数关系方程，其中，所述基础信息包括：节点阻抗信息；
[0008]基于所述系统节点电能参数关系方程，构建短路电流计算方程与节点电压计算方程；
[0009]通过所述短路电流计算方程与所述节点电压计算公式，结合预设的初始注入电流，计算所述电力系统中各个非短路节点的节点电压，并根据所述节点电压更新非短路节点的注入电流；
[0010]基于更新后的注入电流，重新计算各个非短路节点的节点电压并根据所述节点电压更新所述注入电流，再将本次计算得到的节点电压与上一次计算得到的节点电压进行比较，若比较结果未满足预设的误差阈值条件，则根据当前的注入电流，重新计算各个非短路节点的节点电压并根据所述节点电压更新所述注入电流，然后将本次计算得到的节点电压
与上一次计算得到的节点电压进行比较，直至比较结果满足所述误差阈值条件为止；
[0011]将所述节点电压与预设的低压穿越阈值进行比较，若存在电压超过所述低压穿越阈值的节点，则对所述节点的注入电流进行调整，然后返回重新计算各个非短路节点的节点电压并根据所述节点电压更新所述注入电流，若不存在电压超过所述低压穿越阈值的节点，则根据当前的注入电流，结合所述短路电流计算方程，计算所述电力系统短路电流。
[0012]优选地，所述系统节点电能参数关系方程具体为：
[0013][0014]式中，V'为故障后节点设备的节点电压，I'为故障后节点设备的注入电流向量，Z为节点阻抗矩阵，v
f
为短路点的节点电压。
[0015]优选地，所述短路电流计算方程与节点电压计算方程具体为：
[0016][0017]V
i
＝Z
ni
I
n
+Z
fi
I
f
[0018]式中，I
n
为第n个节点的注入电流，Z
ni
为节点与节点i之间的转移阻抗，Zfi为短路节点与节点i之间的转移阻抗，Z
nf
为节点与短路节点之间的转移阻抗，Z
ff
为短路节点的自阻抗。
[0019]优选地，所述基础信息具体还包括：节点类型信息。
[0020]优选地，所述根据所述节点电压更新非短路节点的注入电流具体包括：
[0021]基于更新后的注入电流，重新计算各个非短路节点的节点电压并根据所述节点电压，结合节点类型，更新第一类非短路节点、第二类非短路节点以及第三类非短路节点的注入电流，其中，所述第一类非短路节点为采取跟网型控制的柔性直流，所述第二类非短路节点为采取跟网型控制的新能源机组，所述第三类非短路节点为采取定无功功率控制的新能源机组。
[0022]优选地，所述将所述节点电压与预设的低压穿越阈值进行比较具体包括：
[0023]根据所述节点电压与预设的低压穿越阈值，结合节点类型，将第二类非短路节点、所述第三类非短路节点以及第四类非短路节点的节点电压与预设的低压穿越阈值进行比较，其中，所述第四类非短路节点具体为采取定无功电流控制的新能源机组。
[0024]优选地，所述计算所述电力系统短路电流之后还包括：
[0025]根据预设的短路电流最值校验公式，对所述短路电流的最大值与最小值。
[0026]同时，本申请第二方面提供了一种电力系统短路电流计算装置，包括：
[0027]电能参数关系构建单元，用于获取电力系统的基础信息，并根据所述基础信息构建所述电力系统在发生短路故障时的系统节点电能参数关系方程，其中，所述基础信息包括：节点阻抗信息；
[0028]电流电压计算方程构建单元，用于基于所述系统节点电能参数关系方程，构建短路电流计算方程与节点电压计算方程；
[0029]注入电流更新单元，用于通过所述短路电流计算方程与所述节点电压计算公式，
结合预设的初始注入电流，计算所述电力系统中各个非短路节点的节点电压，并根据所述节点电压更新非短路节点的注入电流；
[0030]注入电流迭代更新单元，用于基于更新后的注入电流，重新计算各个非短路节点的节点电压并根据所述节点电压更新所述注入电流，再将本次计算得到的节点电压与上一次计算得到的节点电压进行比较，若比较结果未满足预设的误差阈值条件，则根据当前的注入电流，重新计算各个非短路节点的节点电压并根据所述节点电压更新所述注入电流，然后将本次计算得到的节点电压与上一次计算得到的节点电压进行比较，直至比较结果满足所述误差阈值条件为止；
[0031]低压穿越判定单元，用于将所述节点电压与预设的低压穿越阈值进行比较，若存在电压超过所述低压穿越阈值的节点，则对所述节点的注入电流进行调整，然后返回重新计算各个非短路节点的节点电压并根据所述节点电压更新所述注入电流，若不存在电压超过所述低压穿越阈值的节点，则根据当前的注入电流，结合所述短路电流计算方程，计算所述电力系统短路电流。
[0032]本申请第三方面提供了一种电力系统短路电流计算终端，包括：存储器和处理器；
[0033]所述存储器用于存储程序代码，所述程序代码与如本申请第一方面提供的一种电力系统短路电流计算方法相对应；
[0034]所述处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统短路电流计算方法，其特征在于，包括：获取电力系统的基础信息，并根据所述基础信息构建所述电力系统在发生短路故障时的系统节点电能参数关系方程，其中，所述基础信息包括：节点阻抗信息；基于所述系统节点电能参数关系方程，构建短路电流计算方程与节点电压计算方程；通过所述短路电流计算方程与所述节点电压计算公式，结合预设的初始注入电流，计算所述电力系统中各个非短路节点的节点电压，并根据所述节点电压更新非短路节点的注入电流；基于更新后的注入电流，重新计算各个非短路节点的节点电压并根据所述节点电压更新所述注入电流，再将本次计算得到的节点电压与上一次计算得到的节点电压进行比较，若比较结果未满足预设的误差阈值条件，则根据当前的注入电流，重新计算各个非短路节点的节点电压并根据所述节点电压更新所述注入电流，然后将本次计算得到的节点电压与上一次计算得到的节点电压进行比较，直至比较结果满足所述误差阈值条件为止；将所述节点电压与预设的低压穿越阈值进行比较，若存在电压超过所述低压穿越阈值的节点，则对所述节点的注入电流进行调整，然后返回重新计算各个非短路节点的节点电压并根据所述节点电压更新所述注入电流，若不存在电压超过所述低压穿越阈值的节点，则根据当前的注入电流，结合所述短路电流计算方程，计算所述电力系统短路电流。2.根据权利要求1所述的一种电力系统短路电流计算方法，其特征在于，所述系统节点电能参数关系方程具体为：式中，V'为故障后节点设备的节点电压，I'为故障后节点设备的注入电流向量，Z为节点阻抗矩阵，v
f
为短路点的节点电压。3.根据权利要求1所述的一种电力系统短路电流计算方法，其特征在于，所述短路电流计算方程与节点电压计算方程具体为：V
i
＝Z
ni
I
n
+Z
fi
I
f
式中，I
n
为第n个节点的注入电流，Z
ni
为节点n与节点i之间的转移阻抗，Z
fi
为短路节点与节点i之间的转移阻抗，Z
nf
为节点n与短路节点之间的转移阻抗，Z
ff
为短路节点的自阻抗。4.根据权利要求1所述的一种电力系统短路电流计算方法，其特征在于，所述基础信息具体还包括：节点类型信息。5.根据权利要求4所述的一种电力系统短路电流计算方法，其特征在于，所述根据所述节点电压更新非短路节点的注入电流具体包括：基于更新后的注入电流，重新计算各个非短路节点的节点电压并根据所述节点电压，结合节点类型，更新第一类非短路节点、第二类非短路节点以及第三类非短...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏寅生，赵利刚，徐光虎，涂思嘉，姚海成，毛振宇，黄冠标，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：