146新能源場(chǎng)站及接入系統(tǒng)短路電流計(jì)算第1部分：風(fēng)力發(fā)電48本文件規(guī)定了具有電流源特征的風(fēng)電場(chǎng)及接入電力系統(tǒng)的短路電流計(jì)算模型和計(jì)算方49本文件適用于通過交流方式接入10(6)kV及以上電壓等級(jí)交流網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電場(chǎng)及接入系統(tǒng)的短路電流57GB/TXXXXX.3新能源場(chǎng)站及接入系統(tǒng)短路電流62風(fēng)電機(jī)組windturbinege66雙饋型風(fēng)電機(jī)組doubly-f69全功率變流器型風(fēng)電機(jī)組fullpowerconvert72鼠籠型風(fēng)電機(jī)組squirrel-cagew75靜止無功發(fā)生器staticreactivepowe78風(fēng)電機(jī)組短路電流short-circuitcurrentofwindturbinegeneratorsystem81風(fēng)電場(chǎng)短路電流short-circuitcurrentofwindpowerstation284節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的自阻抗self-impedanceofthenodalimpedancesmatrix85Z(1)ii,Z(2)ii,Z(0)ii89節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的互阻抗mutual-impedanceofthenodalimpedancesmatrix91正序節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的元素：i是短路節(jié)點(diǎn)，j是風(fēng)電設(shè)備連接的升壓94迭代法ite99上方加一點(diǎn)表示復(fù)數(shù)或相量，否則表示實(shí)數(shù)或相量的幅值。下列符號(hào)Zii節(jié)點(diǎn)阻抗Zij節(jié)點(diǎn)Zk故障點(diǎn)短路阻抗I短路電流初始值Ik短路電流穩(wěn)態(tài)值Ip短路電流峰值Ib對(duì)稱開斷電流IG等效電壓源提供的短路電流初始值IkG等效電壓源提供的短路電流穩(wěn)態(tài)值IkWsum風(fēng)電設(shè)備提供的短路電流穩(wěn)態(tài)值之和IkW風(fēng)電設(shè)備故障后輸出電流Iref風(fēng)電設(shè)備故障后輸出電流參考值UkW風(fēng)電設(shè)備故障后端口電壓UN風(fēng)電設(shè)備SN風(fēng)電設(shè)備額定容量IN風(fēng)電設(shè)備額定電流（有效值）Imax風(fēng)電設(shè)備最大輸出電流允許值3N額定值1054.2風(fēng)電機(jī)組、靜止無功發(fā)生器應(yīng)采用受控電流源或等效阻抗形式建模，等效阻抗宜作為支路追加至108效電壓源和受控電流源提供的短路電流之和，1115.1.1風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各設(shè)備應(yīng)按1145.1.2雙饋型風(fēng)電機(jī)組的故障運(yùn)行模式宜根據(jù)機(jī)端電壓跌落幅度判定，撬棒電路的臨界動(dòng)作值由廠家4HVACDCDCACHVACDCDCAC~120HV122（b）正序等效電路—撬棒電路不動(dòng)作HVHV124（d）正序、負(fù)序等效電路—撬棒電路動(dòng)作（e128a）未配置撬棒電路或撬棒電路不動(dòng)作情況下，雙饋型風(fēng)電機(jī)組作為電源向電網(wǎng)提供130IkW=Iref(1)………………（1）NIN137KL(1)——低電壓穿越正序無功電流系數(shù)，通常取值1.5~3.0；138U(1)kW——故障后機(jī)端正序電壓幅值，由迭代計(jì)算確139UL1——5140UL2——低電141b）撬棒電路動(dòng)作情況下，雙饋型風(fēng)電機(jī)組不作為電源向電網(wǎng)提供短路143IkW=………………（3）145ZCR(1)——撬棒電路動(dòng)作情況下雙饋型風(fēng)電機(jī)組的正序等效阻抗。146正序等效阻抗ZCR(1)按式（4）計(jì)算。147ZCR(1)=jXm//+jXrl+Rs+jXsl+Rt+jXt…………（4）150Rr——折算至定子側(cè)的轉(zhuǎn)子繞組電阻值；154Xm——激磁電抗值；155Xrl——折算至定子側(cè)的轉(zhuǎn)子繞組漏電抗值；156Xsl——定子繞組漏電抗值； 161a）未配置撬棒電路或撬棒電路不動(dòng)作情況下，忽略雙饋型風(fēng)電機(jī)組向系統(tǒng)貢獻(xiàn)的短路163b）撬棒電路動(dòng)作情況下，將雙饋型風(fēng)電機(jī)組的等效阻抗追加至電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣，用于計(jì)算系統(tǒng)167IpW=IW………………（6）168b）撬棒電路動(dòng)作情況下，將機(jī)組等效為阻抗，按式（7）計(jì)算。169IpW=KWD1IW…………（7）6 （9）180對(duì)于根據(jù)181據(jù)GB/T19963.1采用負(fù)序無功控制的機(jī)組，Z(2)kW由設(shè)備廠家實(shí)測(cè)提供。183b）撬棒電路動(dòng)作情況下采用負(fù)序等效阻抗模型，輸出負(fù)序電流穩(wěn)態(tài)值按式（11）計(jì)算，等效阻抗(2)kWCR(2) (2)kWCR(2)187ZCR(2)——撬棒電路動(dòng)作情況下雙饋型風(fēng)電機(jī)組的負(fù)序等效阻抗，按式（1188190IW=I(1)kW+I(2)kW pWWD2kW193I=KI,,pWWD2kWpWWD1kW197I=KI,,pWWD1kW200全功率變流型風(fēng)電機(jī)組典型拓?fù)浣Y(jié)7~HV~HVACDCDCAC202（a）典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)HVHV203204（b）正序等效電路（c）負(fù)序等效電路（d）零序等效電路205207短路電流各分量按照208a）短路電流穩(wěn)態(tài)值IkW參照雙饋型風(fēng)電機(jī)組，按式（1）計(jì)算；209b）短路電流初始值按式（16）計(jì)210IW=IkW 211c）短路電流峰值按212IpW=IW……………（17）213d）對(duì)稱開斷電流按 216短路電流各分量按照217a）短路電流正序分量采用與平衡短路電流一致218b）短路電流負(fù)序分量采用等值阻抗模型計(jì)算，按式（9）計(jì)算；219c）短路電流初始值220d）短路電流峰值按223鼠籠型風(fēng)電機(jī)HVLVHV224225（a）典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（b）正、負(fù)、零序等效電路8226228短路電流穩(wěn)態(tài)值、初始值、230短路電流233靜止無功發(fā)生器典型拓?fù)銬CAC235a）靜止無功發(fā)生器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)HVHV236237（b）正序等效電路（c）負(fù)序等效電路（d）零序等效電路2382405.5.2.1短路電流穩(wěn)態(tài)值IkW參照雙饋型風(fēng)電機(jī)組，按式（1）計(jì)算，其中Iref(1)的計(jì)算包含如下情況：241a）靜止無功發(fā)生器的低電壓穿越策略與全功率變流型風(fēng)電機(jī)組一致時(shí)，參考雙饋型風(fēng)電機(jī)組，按242式（2）計(jì)算，其中rref值為零。244Iref(1)=jImax 245c）靜止無功發(fā)生器在故障2465.5.2.2短路電流其余分量按照以下方247a）短路電流初始值248b）短路電流峰值按式（17）計(jì)算；249c）對(duì)稱開斷電流按251不平衡短路電流的計(jì)算按2535.6.1可將相同結(jié)254風(fēng)機(jī)與等值阻抗串聯(lián)9ZTaZLaUkW2UkW1IkW2IkW1UkIkWD-aSVG-aZTbZLbUkW3UkW4IkW3IkW4SVG-bWD-bZTaZLaUkW2UkW1IkW2IkW1UkIkWD-aSVG-aZTbZLbUkW3UkW4IkW3IkW4SVG-bWD-b2575.6.3風(fēng)電場(chǎng)輸出電流為全部等值設(shè)備輸出電流之和。2595.7.1風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)的等效電路見圖5，由升+Zg-U——第j臺(tái)等值風(fēng)電設(shè)備的輸出電流，受其端口電壓U——第j臺(tái)等值風(fēng)電設(shè)備的輸出電流，受其端口電壓UkWjIkWj266ZL——風(fēng)電場(chǎng)匯流線路的等效阻抗；268Zg——風(fēng)電場(chǎng)外部電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣。2695.7.2將匯流線路阻抗、升壓變壓器阻抗并入電網(wǎng)部分模型，將采用等效阻抗模型的風(fēng)電設(shè)備追加至2736.1.1風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)的平衡短路電流應(yīng)包含等效電壓源和受控電流源提供的兩部分短路電流，故障274點(diǎn)短路電流的初始值按式（281應(yīng)按照平衡短路進(jìn)行計(jì)算，負(fù)序分量采用含風(fēng)電設(shè)備阻抗的系統(tǒng)負(fù)序阻抗矩陣進(jìn)行計(jì)283a）式（20）中c取其最大值cma285c）故障前風(fēng)電機(jī)組、靜止無功發(fā)生器并網(wǎng)點(diǎn)電壓按最低運(yùn)行電壓計(jì)286d）故障前風(fēng)電機(jī)組輸出的有功2886.2.1采用迭代法計(jì)算風(fēng)電設(shè)備在故障前后的輸出電流增量?IkWj按照以下方法進(jìn)行：290令全部受控電流源設(shè)備的故障電流增量為零，即對(duì)于第j臺(tái)設(shè)備有ΔIkWj(n)=0，作為迭代初值。291b）采用式（21）計(jì)算第n次迭代時(shí)第j臺(tái)受控電流源設(shè)備電壓UkWj(n)。297并采用式（22）計(jì)算第n+1次迭代時(shí)的輸出電流298ΔIkWj(n+1)=IkWj(n)?IkW0j （22）299IkWj(n)——第n次迭代中第j臺(tái)受控電流源設(shè)備故障后的輸出電流相量；300IkW0j——第j臺(tái)受控電流源設(shè)備故障前的輸出電流相量，由故障前潮流計(jì)算得到。在缺乏數(shù)據(jù)時(shí)，301對(duì)于風(fēng)電機(jī)組可取值為額定有功電流，對(duì)于靜止無功發(fā)生器可取值為額定）；3046.2.2短路電流305a）采用式（20）計(jì)算故障點(diǎn)短路電流初始值Ik306b）采用式（23）計(jì)算故障點(diǎn)短路電流穩(wěn)態(tài)值Ik。309IkG——等效電壓源貢獻(xiàn)的故障點(diǎn)短路電流穩(wěn)態(tài)值按照GB/T15544.1規(guī)定的方法計(jì)算。310c）根據(jù)GB/T15544.1，依據(jù)故315臺(tái)設(shè)備有ΔI(1)kWj(n)=0，作為迭代初值。316b）按式（24）計(jì)算第n次迭代時(shí)第j臺(tái)受控電流源設(shè)備的正序電壓U(1)kWj(n)。318c）根據(jù)本文件5.1～5.4，依據(jù)第j臺(tái)受控電流源設(shè)備正序電壓U(1)kWj(n)計(jì)算其正序319并采用式（25）計(jì)算第n+1次迭代時(shí)的正序電流增量ΔI(1)kWj(n+1)=I(1)kWj(n)?IkW0j （25））；3236.3.2對(duì)于單相短路，短路電流各分324a）采用式（26）計(jì)算故障點(diǎn)正、負(fù)、零序短路電流初始值I(,)k。326b）按式（27）計(jì)算故障點(diǎn)正、負(fù)、零329I(1,2,0)kG——等效電壓源貢獻(xiàn)的故障點(diǎn)正、負(fù)、零序短路電流穩(wěn)態(tài)值根據(jù)GB/T15544.1規(guī)定的方法331c）+Z(2)iijWZ(+Z(2)iijWZ(1)ii3Z(1)iimW1ΣZ(1)ijΔI(1)kWjΣZ(1)ijΔI(1)kWjjWcUn1IΣZ(1)ijΔI(1)kWjjWcUn1I3Z2ii+Z0iiZ2ii+Z0ii1IΣZ(1)ijΔI(1)kWjjW() ZZZ ZZZZZZIL2IL1ZL2ZL1ZT1IL2IL1ZL2ZL1ZT1346347353c）采用基于潮流的迭代算法和電磁ZL3If值值SBZT1puZL1puZL2puZL3pupu值值SG2KppuKiKLpupuLtpuPrefpu359a）三相短路時(shí)各支路短路360b）單相短路時(shí)各支路短路電流序分量分別見表A.4~表A.6。362表A.3三相故障下直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)短路電流計(jì)算結(jié)果123363表A.4單相故障下直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)短路電流計(jì)算結(jié)果（忽略風(fēng)電場(chǎng)）123364表A.5單相故障下直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)短路電流計(jì)算結(jié)果（基于潮流的迭代算法123365表A.6單相故障下直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)短路電流計(jì)算結(jié)果（電磁暫態(tài)仿真）123368a）系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及故障點(diǎn)位置同圖369b）風(fēng)電場(chǎng)額定容量為50MW，含8370c）采用基于潮流的迭代算法和電磁371表A.7雙饋風(fēng)電機(jī)組仿真參數(shù)（標(biāo)幺值依據(jù)機(jī)組額定容量計(jì)算）值值SGKppu4KiKLpupuLtpuRcrΩPrefpu372A.1.2.2撬棒電路不動(dòng)作時(shí)373a）三相短路時(shí)各支路短路374b）單相短路時(shí)各支路短路電流的序分量分別見表A.9~表A.11。375表A.8三相故障下雙饋風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)短路電流計(jì)算結(jié)果123376表A.9單相故障下雙饋風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)短路電流計(jì)算結(jié)果（忽略風(fēng)電場(chǎng)）123377表A.10單相故障下雙饋風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)短路電流計(jì)算結(jié)果（基于潮流的迭代算法）123表A.11單相故障下雙饋風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)短路電流計(jì)123381b）單相短路時(shí)各支路短路電流的序分量分別見表A.13~表A.15。382表A.12三相故障下雙饋風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)短路電流計(jì)算結(jié)果123384