基于方案的方法用于含可再生能源的电力系统短路电流计算

《CSEE Journal of Power and Energy Systems》：Scheme-based method for short-circuit current calculation of power system with renewable energy integration

　　

摘要：

随着新型电力系统的建设以及可再生能源在电力系统中的占比不断增加，可再生能源所带来的短路电流已不容忽视。因此，准确计算可再生能源引起的短路电流变得愈发重要。目前，国际电工委员会60909标准中提出的基于方案的计算方法被广泛使用，该方法能够评估电力系统的最大/最小短路电流水平。然而，该标准将可再生能源视为恒定最大电流源，从而导致计算结果过于保守，精度较低。为满足大规模可再生能源接入电力系统时的短路电流计算需求，本文提出了两种适用于可再生能源的新的基于方案的短路电流计算方法。这两种方法分别为非迭代法（方法一）和迭代法（方法二）。与IEC提出的恒定最大电流源等效模型不同，方法一采用基于电压控制电流源模型的节点电压来修正可再生能源的输出电流，这一模型可无缝集成到现有的短路电流计算框架中。方法二则将故障点处的等效电压源分解为两部分：1）故障发生前可再生能源和传统发电机的共同作用；2）故障发生前后电压控制电流源作用的差异，后者可通过迭代过程进行修正。方法二具有良好的迭代收敛性且收敛速度较快，非常适合高精度计算场景。总体而言，与IEC方法相比，这两种新方法更为合理，精度和可靠性也更高。最后，通过可再生能源接入场景的仿真验证了这三种方法的有效性。