[发明专利]基于DC/DC变流器供电船舶电力系统短路电流工程计算方法

说明书

本发明属于电力系统安全运行技术领域，公开了一种基于DC/DC变流器供电船舶电力系统短路电流工程计算方法，包括单机短路电流初始稳态分量计算、短路放电模式判断、单机短路电流暂态分量峰值计算、单机短路电流峰值计算、单机短路末端稳态电流计算、汇总短路电流峰值计算、汇总短路稳态电流计算7个步骤。本发明采用解析计算的方式估算采用DC/DC变流器供电的船舶电力系统短路电流峰值及峰值时刻，计算简易度与计算速度均优于仿真计算的方法，计算结果与仿真结果误差不超过10%，属于工程计算允许的范围，能够有效支撑该类型船舶电力系统总体高效设计与安全运行分析，并可适用于其它船用直流和陆用新能源等利用变流器接入供电型电网。

技术领域

本发明涉及独立电力系统安全运行技术领域，具体地指一种基于DC/DC变流器供电船舶电力系统短路电流工程计算方法，可对依靠DC/DC变流器供电的直流电网进行短路电流工程解析计算，适用于船舶电力系统、陆用新能源独立电网。

背景技术

随着新能源技术的发展和电力电子变流技术的成熟，为实现减排增效目标，船舶动力逐渐由传统化学能源转为电能驱动，而目前成熟应用的大容量动力电能存储均采用直流电制，且存在输出电压随放电强度波动、随放电深度衰减，输出功率不可控、难以有效实现并联电源功率均分的问题，因此需要通过DC/DC变流器为船上直流负载供电。

与发电机供电系统具有较大的短路耐受能力不同，电力电子器件耐受过流能力极为有限，当DC/DC变流器供电系统发生短路故障时，出于变电设备自身安全考虑，一般会将DC/DC变流器输出电流限定在1.5~3倍额定电流，电网若发生短路，DC/DC变流器输出电流在经过输出滤波器引起的短暂冲击性超调后，会进入恒流状态，并等待开关保护动作。由此可见，DC/DC变流器短路特性与发电机短路输出机理完全不同，短路特性差异明显，现有针对常规三相发电机或多相整流发电机的短路电流计算方法无法适用于DC/DC变流器供电系统，给该类电网的保护整定带来了困难。因此，需要提出适用于DC/DC变流器供电型电力系统的短路电流计算方法，满足该类电网保护整定需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提出一种基于DC/DC变流器供电船舶电力系统短路电流工程计算方法，解决了因变流器短路电流特性与发电机差异大，导致难以对变流器供电型船舶电力系统短路电流进行工程解析计算，无法有效支撑系统保护整定设计的问题。

为实现上述目的，本发明所设计的基于DC/DC变流器供电船舶电力系统短路电流工程计算方法，其特殊之处在于，所述方法包括如下步骤：

所述方法应用于船舶电力系统，所述电力系统通过DC/DC变流器为船上直流负载供电，所述电力系统的短路路径上有m台DC/DC变流器和1台单向导通型负载，记m台DC/DC变流器的序号集为｛M｝，第i台DC/DC变流器的额定输出电压为U_dci，额定输出电流为I_dci，短路前稳态输出功率为P_0i，短路后输出电流限幅为K_dci倍额定电流，输出滤波电容C_fi，所述方法包括步骤：

1）计算单机短路电流初始稳态分量I_ssi；

2）将阻尼比Δ_i作为短路放电模式判据判断短路放电模式；