[发明专利]含负序电流注入IIDG的多相配电网短路电流计算方法

说明书

本发明提供了一种含负序电流注入IIDG的多相配电网短路电流计算方法，通过分析IIDG故障电流与所采用控制策略之间的关系，建立了IIDG序分量等效模型；通过采用引入虚拟节点，虚拟线路以及补偿电流的方法，建立了不平衡多相配电网的序等效模型；构建了含IIDG多相配电网的序节点电压方程，揭示了IIDG输出电流和解耦补偿电流与对应节点电压的关系，基于叠加定理的迭代修正短路电流计算方法。本发明通过仿真对比验证了所提计算方法的可行性和有效性，计算速度得到明显提升，同时迭代误差的收敛速度更快。

技术领域

本发明涉及多相配电网技术领域，具体涉及一种含负序电流注入IIDG的多相配电网短路电流计算方法。

背景技术

目前以风能，太阳能为代表的分布式电源(Distributed generators，DG)在配电网中的渗透率不断提升。分布式电源根据其并网接口类型可以分为旋转型和逆变型，而旋转型DG拥有与传统同步发电机类似的故障特性，因此在短路电流计算中，可以沿用同步发电机的等值模型对其进行分析。对于IIDG，其输出特性受控制策略影响呈现出非线性特征，使得传统的配电网短路电流计算方法不在适用。此外，配电网的结构的不平衡，进一步增加了短路电流计算难度。

目前含IIDG的配电网短路电流计算方法可分为两大类：一类是基于序分量法，一类是基于相分量法。基于序分量法首先针对IIDG故障时采用正序分量控制法，将IIDG等效为正序受控电流源，同时考虑配电网为三相对称结构，于此基础上建立故障下节点电压方程对短路电流进行求解。此外尽管现有技术中考虑了IIDG故障电流包含负序分量，但同样未考虑配电网结构不对称的情况。对此相分量法中基于相分量的短路电流计算方法可适用于配电网结构不对称的情况，虽然基于相分量的短路电流计算方法较之于基于序分量的短路电流计算法有更好的准确性，但计算复杂度随着网络结构增大而增大，同样相分量法中未考虑IIDG输出的短路电流包含负序分量的情况。

综上所述，目前对于含IIDG的配电网短路电流计算方法还存在两处局限性，其一是IIDG的故障等值模型的建立，上述文献多考虑IIDG故障时输出电流仅包含正序电流分量，但不对称故障时，IIDG需向电网注入一定量负序电流以减小三相电压不平衡度。其二是配电网结构，序分量法大都考虑配电网为三相对称结构，虽然相分量法中短路电流计算方法可用于配电网结构不对称情况，但计算过程复杂。

因此，如何提供一种简单、快速实现含负序电流注入IIDG的多相配电网短路电流计算方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明首先基于文献[15]所提的IIDG故障穿越方法，推导得出IIDG序等效模型，其次通过引入虚拟节点，虚拟线路以及补偿电路的方法实现了多相配电网序等效模型的建立。在此基础上提出了基于序节点电压矩阵的迭代修正短路电流计算方法，最后通过仿真对比，验证了所提计算方法的有效性和可行性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含负序电流注入IIDG的多相配电网短路电流计算方法，包括如下步骤；

S1、基于IIDG故障电流与所采用控制策略之间的关系，构建包含正序分量和负序分量的IIDG序分量等效模型；

S2、在多相配电网线路中引入虚拟节点和虚拟线路，在不对称线路两端注入补偿电流消除各序之间的耦合分量，建立不平衡多相配电网的序等效模型；

S3、基于IIDG序分量等效模型和不平衡多相配电网的序等效模型，分析IIDG输出电流和解耦补偿电流与对应节点电压的关系，依据叠加定理，求出故障时系统内各节点的序电压矩阵；构建含IIDG多相配电网的序节点电压方程；

S4、基于序节点电压方程迭代修正IIDG输出短路电流和不对称线路补偿电流，直至满足收敛条件。

优选的，所述S1中，选择不同的控制策略包括：平衡三相电流控制目标、消除有功或无功功率振荡；