含分布式电源的配电网短路计算

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在能源需求与环境保护的双重压力下,分布式电源作为集中式发电的有效补充,得到大力发展。然而,目前分布式电源类型众多,其结构和接入方式等与传统交流同步电机有较大区别,其暂态输出特性受控制策略影响较大,导致分布式电源的短路电流输出特性发生很大变化。随着分布式电源的渗透率提高,其对配电网的安全稳定运行造成的影响日趋显著,导致配电网潮流由单向转为双向,短路电流和短路容量增大。另外,当配电网发生短路故障时,可能会引起分布式电源的大规模脱网事故,因此,开展分布式电源的暂态输出特性研究,探索适用于含分布式电源的配电网短路计算方法尤为重要。
  本文首先在分析总结逆变型分布式电源网侧逆变器的控制方法和基于无功电流支撑的低电压穿越策略的基础上,通过PSCAD搭建仿真模型,对逆变型分布式电源的暂态输出特性进行仿真研究,分析研究了低电压穿越控制策略对逆变型分布式电源暂态输出特性的影响。然后根据并网方式将DG分为电机类机组并网式分布式电源和逆变器并网式分布式电源,在考虑控制策略下,给出逆变型分布式电源的电压控制电流源故障计算模型,将电机类并网式分布式电源等效为阻抗与电压源串联的故障计算模型。基于这两类分布式电源的故障计算模型建立配电网故障计算模型,将电机类分布式电源和逆变型分布式电源作为两种激励源,作用于发生短路故障的配电网,将配电网视为线性配电网,采用叠加定理,给出一种含分布式电源的配电网短路计算算法。利用前推回代法对配电网进行潮流计算,得到故障前的网络节点电压。分别计算两类分布式电源在配电网产生的故障分量,利用叠加定理,叠加得到各节点和支路的故障分量,为了解耦,用迭代法对逆变器并网式分布式电源所产生的故障电流进行计算。
  最后,利用MATLAB编制算法程序,选取IEEE14节点配电网为算例,验证了含分布式电源配电网短路计算方法的正确性和有效性。
  
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