[发明专利]电网母线的断路器开断能力校验方法

说明书

本发明提供一种电网母线的断路器开断能力校验方法，包括以下步骤：计算不含新能源电站、柔性直流的电网的故障母线的基础短路电流；计算故障母线的短路电流直流分量衰减时间常数，并根据故障母线的短路电流直流分量衰减时间常数和故障母线的断路器的最短开断时间计算考虑直流分量后的断路器交流短路开断能力；计算电网中新能源电站所提供的短路电流；计算电网中柔性直流所提供的短路电流；根据考虑直流分量后的断路器交流短路开断能力、基础短路电流、电网中新能源电站所提供的短路电流、电网中柔性直流所提供的短路电流判断断路器的开断能力是否满足要求。本发明能够更加准确地判断出断路器的开断能力是否满足要求。

技术领域

本发明涉及电网技术领域，具体涉及一种电网母线的断路器开断能力校验方法。

背景技术

我国将转型升级为以新能源为主体的新型电力系统，电网的短路电流控制将面临更大的挑战，一方面是包括风电场、光伏电站、柔性交直流设备等大量新型电力电子设备接入电网后，会以电流源的形式向电网提供短路电流；另一方面，由于我国清洁电源资源和负荷发展呈现不均衡的情况，需要建设更高电压等级的网架满足区域间电力交换的需求，而随着电压等级的不段提升，电网的电抗/电阻比值也持续增加，短路电流直流分量问题也将日益凸显。本发明应对上述新形势，提出一种考虑新能源电站、柔性直流并网和短路电流直流分量的断路器开断能力校验方法。

现有技术的缺陷和不足：目前各类型风电、光伏还是柔性直流输电，大部分都是通过全功率变换器并网，其向电网提供的短路电流特性与传统旋转发电机有较大差异。目前已有针对新能源厂站或柔性直流输电本体提供的短路电流的计算方法，一般需要进行详细的电磁暂态建模。对于直流分量的计算，《三相交流系统短路电流计算》(GB/T 15544.1-2013)中给出了采用等效频率法计算短路电流非周期分量Idc的公式。

目前针对新能源厂站或柔性直流输电提供的短路电流的计算方法，一般都需要进行详细的电磁暂态建模，且只考虑本体注入的短路电流，未能与《三相交流系统短路电流计算》(GB/T 15544.1-2013)中推荐的等效电压源计算方法有机结合，不利于快速判断电力系统中的变电站的助增作用，在规划、运行和工程使用中十分繁琐。另一方面，一般电网规划运行中仅考虑短路电流交流分量的计算，国标中也仅给出了短路电流非周期分量的计算方法，但也未能和交流即周期分量统筹考虑，指导判断断路器的综合开断能力是否满足要求。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种电网母线的断路器开断能力校验方法，综合考虑新型电力系统下多种因素对短路电流的影响，将新能源电站、柔性直流输电提供的短路电流叠加到传统网络的交流短路电流之上，使得所得到的短路电流更加真实准确，以故障母线的短路电流直流分量衰减时间常数来对断路器的开断能力进行衰减，使得所得到的断路器的开断能力更加真实准确，从而能够更加准确地判断出断路器的开断能力是否满足要求。

本发明采用的技术方案如下：

一种电网母线的断路器开断能力校验方法，包括以下步骤：计算不含新能源电站、柔性直流的电网的故障母线的基础短路电流；计算所述故障母线的短路电流直流分量衰减时间常数，并根据所述故障母线的短路电流直流分量衰减时间常数和所述故障母线的断路器的最短开断时间计算考虑直流分量后的断路器交流短路开断能力；计算所述电网中新能源电站所提供的短路电流；计算所述电网中柔性直流所提供的短路电流；根据所述考虑直流分量后的断路器交流短路开断能力、所述基础短路电流、所述电网中新能源电站所提供的短路电流、所述电网中柔性直流所提供的短路电流判断所述断路器的开断能力是否满足要求。

根据以下公式计算考虑直流分量后的断路器交流短路开断能力：