[发明专利]适用于含电压控型IIDG配电网的短路计算对称分量法

说明书

本发明公开了一种适用于含电压控型IIDG配电网的短路计算对称分量法，包括如下步骤：分析配电网不对称故障时，电压型IIDG三相平均功率与正负序网功率关系；建立计及电压型IIDG对称控制的短路计算序分量模型；结合电压型IIDG与配电网正负序网络的交互作用，得到电压型IIDG的故障电流变化规律；提出计算含电压型IIDG配电网短路电流的对称分量迭代算法，计算含电压型IIDG配电网的短路电流。该方法采用序分量法进行短路计算能够有效减小相分量法的复杂性和求解规模；且IIDG短路电流序分量的计算可用于配电网保护及其在配电网不对称故障下的控制。

技术领域

本发明涉及分布式发电系统技术领域，尤其涉及一种适用于含电压型IIDG配电网的短路计算对称分量法。

背景技术

分布式发电的接入将改变电网潮流和短路电流分布，其中逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generator,IIDG)以快速灵活的控制性能，在配电网和微电网分布式发电中广泛应用。为了实现并网和孤岛模式平滑切换，微电网中IIDG通常采用下垂控制、恒压恒频控制。而对于接入配电网的并网运行IIDG，则主要采用恒功率控制，按IIDG内环跟踪电量的不同，可将其控制器分成电压控制型和电流控制型(简称电压型或电流型)。与同步发电机相比，IIDG具有不同的故障特征，特别是对于电压型IIDG，其在配电网短路后将出现典型的次暂态和暂态过程。IIDG接入配电网的故障分析是规划设计、保护整定和稳定运行的基础，但是采用IEC60909等标准的等值电压源法进行计算，由于未计及IIDG的控制特性短路计算结果误差较大，因此需要研究含IIDG的配电网故障电流解析计算方法。

配电网短路时IIDG与网络的交互作用决定其短路电流响应，时域仿真、物理模拟是研究IIDG故障特性的常用方法，但难以得到解析解。有研究提出含DG配电网故障计算的叠加法，但没有考虑IIDG控制的动态过程。还有研究认为电流型IIDG短路电流呈指数规律变化，仅根据配电网故障前后IIDG稳态电流计算其动态响应，不能准确分析短路电流的暂态过程以及确定短路电流的越限时刻。有文献针对电压型IIDG控制传递函数和故障中输出功率的变化，建立计算其各相短路电流大小的相分量模型。由于未考虑IIDG相电流的相位变化，无法计算配电网不对称故障时的电压型IIDG的短路电流序分量。

采用序分量法进行短路计算能够有效减小相分量法的复杂性和求解规模，并且IIDG短路电流序分量的计算可用于配电网保护及其在配电网不对称故障下的控制。因此，建立电压型IIDG短路计算的序分量解析模型，更有利于IIDG控制方式与配电网故障分析方法的结合。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种适用于含电压控型IIDG配电网的短路计算对称分量法，该方法采用序分量法进行短路计算，能够有效减小相分量法的复杂性和求解规模；本发明提供的方法可以加入到传统配电网的短路电流计算中，同时也可计及IIDG的限流约束。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

首先分析配电网不对称故障时，电压型IIDG三相平均功率与正负序网功率关系；建立计及电压型IIDG对称控制的短路计算序分量模型；结合电压型IIDG与配电网正负序网络的交互作用，得到电压型IIDG的故障电流变化规律和递推公式；提出计算含电压型IIDG的配电网短路电流的对称分量迭代算法，计算含电压型IIDG的配电网的短路电流。

分析配电网不对称故障时，电压型IIDG三相平均功率与正负序网功率关系，具体步骤如下：