[发明专利]一种交流系统短路电流在线监测方法及监测装置

权利要求书

1.一种交流系统短路电流在线监测方法，用于监测电站交流母线处的短路电流，所述方法包括：

检测所述电站的交流母线相电压或交流母线线电压并确定所述交流母线相电压有效值U_A；

确定所述电站交流母线连接的无功设备的无功功率总和Q_sum；

所述电站正常运行，当所述无功功率总和Q_sum在第一时间周期的变化量超过第一无功功率阈值时，确定所述无功功率总和Q_sum在第一时间周期的变化量dQ₁与所述交流母线相电压有效值在第一时间周期的变化量dU_A1；或者控制所述电站交流母线连接的无功设备的无功功率在第二时间周期变化，确定所述无功功率总和Q_sum在第二时间周期的变化量dQ₂与交流母线相电压有效值在第二时间周期的变化量dU_A2；

确定所述电站交流母线处的短路电流Isc；所述短路电流Isc计算公式为：

或

为交流系统等值电路的阻抗角，k为修正系数，其中，k在0.9～1.1之间取值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电站包括换流站、变电站、风力电站、光伏电站、储能电站、水电站、发电厂或核电站的至少一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电站交流母线连接的无功设备包括与交流母线直接连接的无功设备和与交流母线通过变压器连接的无功设备；所述通过变压器连接的无功设备的无功功率折算到交流母线侧计入到所述无功功率总和内。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电站交流母线连接的无功设备包括电容器、交流滤波器、低抗、电网换相换流器、电压源换流器、静止无功补偿装置、静止无功发生器、静止同步补偿器、调相机、串补、光伏逆变器、风电变流器、储能系统、发电机、变压器的至少一种。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过三相电路瞬时无功功率理论确定所述无功设备的无功功率，计算公式为：

式中，u_A、u_B、u_C为三相交流相电压瞬时值，i_A、i_B、i_C为三相交流相电流瞬时值。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述电容器的无功功率计算公式为：

式中，f为实测频率，f_N为额定频率，U_A为实测相电压有效值，U_AN为额定相电压，Q_CAPN为额定无功功率；

所述交流滤波器的无功功率计算公式为：

式中，f为实测频率，f_N为额定频率，U_A为实测相电压有效值，U_AN为额定相电压，Q_ACFN为额定无功功率；

所述低抗的无功功率计算公式为：

式中，f为实测频率，f_N为额定频率，U_A为实测相电压有效值，U_AN为额定相电压，Q_REACTN为额定无功功率；所述电网换相换流器的无功功率计算公式分为：

对于整流侧，

对于逆变侧，

式中，α为触发角，γ为关断角，μ为换相角，I_d为直流电流实测值，U_di0R为整流侧实际空载直流母线电压，U_di0I为逆变侧实际空载直流母线电压；上述公式中以发出无功功率为正，吸收无功功率为负。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电站正常运行包括交流母线带电且所述电站无站外无功功率冲击引起的交流电压波动、无交流故障、无设备故障的至少一种。