[发明专利]基于因子表的含光伏电源配电网短路电流计算方法及系统

权利要求书

1.一种基于因子表的含光伏电源配电网短路电流计算方法，其特征在于，包括：

步骤A：将光伏节点看作PQ节点，功率因数为1，利用基于因子表的潮流计算得到包含光伏节点在内的各个节点正常运行时的节点电压和注入电流，其中，第i个节点的电压向量为第i个节点的注入电流向量为第i个节点的注入功率向量为其中，所述利用基于因子表的潮流计算得到包含光伏节点在内的各个节点正常运行时的节点电压和注入电流包括：

步骤A1：利用节点注入功率和节点电压计算获得负荷模拟导纳表示为：

式中，y_Loadi为节点i的负荷模拟导纳，为节点i的注入功率的共轭，为节点i的电压向量，为节点i的电压的共轭；

步骤A2：将原有的高斯潮流计算导纳阵对角线上添加负荷等效导纳，导纳阵修改如下：

式中，y₁₁为节点1在潮流计算中的自导纳，y₁₂为节点1和节点2在潮流计算中的互导纳，为节点1和光伏节点m在潮流计算中的互导纳，为光伏节点1在潮流计算中的自导纳，为节点n和光伏节点m在潮流计算中的互导纳，y_nn为节点n在潮流计算中的自导纳，y_loadn为节点n的负荷模拟导纳；

步骤A3：修改对应高斯潮流迭代表达式使之等号平衡，表达式修改后如下：

步骤A4：给定的向量值，代入步骤A3的表达式中求得电压向量新值逐次迭代直到前后两次迭代求得的电压值的差小于ε＝10^-6为止，所得即为第k次迭代后正常网络状态下除平衡节点外的节点电压值；

步骤B：在系统发生三相对称接地短路后，采用适用于高斯迭代的光伏短路计算的阻抗模拟法列写短路电流计算补偿导纳阵ΔY，并构建含有补偿导纳阵ΔY适用于高斯迭代的因子表不变的光伏短路计算的节点阻抗网络方程，其中，所述适用于高斯迭代的光伏短路计算的阻抗模拟法列写短路电流计算补偿导纳阵ΔY包括：

步骤B1：设置故障点三相接地导纳为y_f；

步骤B2：发电机采用诺顿等效模型，发电机等效电抗为X_g，则有发电机等效导纳y_g为：

其中，补偿导纳阵ΔY中ΔY₁₁＝y_g；

步骤B3：采用节点消去法消去故障节点，补偿导纳阵ΔY中第i行第j列每一项加上其中，y_if为故障点f与节点i在潮流计算中的互导纳，y_fj为故障点f与节点j在潮流计算中的互导纳，y_ff＝y_if+y_f+y_fj；

步骤B4：根据步骤B1至步骤B3得出补偿导纳阵表达式如下：

式中，为光伏节点m与故障点f在潮流计算中的互导纳，y_fn为故障点f与节点n在潮流计算中的互导纳，y_ff为故障点f在潮流计算中的自导纳；

步骤B5：故障前潮流计算得节点1注入电流向量为节点电压向量为发电机采用诺顿等效模型，由此可算出发电机输出电流向量表示为：

式中，X_g为发电机等效电抗，j为虚数符号；

若短路故障前后发电机输出电流向量不变，发电机等效电抗X_g不变，则故障时发电机在节点1注入电流向量可以表示为：

光伏节点m的注入电流向量与光伏节点m的节点电压向量的函数关系式为：

步骤B6：确定平衡节点和光伏节点的注入电流后，得到节点注入电流向量表达式：

步骤B7：将补偿导纳阵ΔY分解为下三角矩阵L、对角矩阵D、上三角矩阵T之和；

ΔY＝L+D+T，其中，

式中，为光伏节点m与故障点f在潮流计算中的互导纳，y_fn为故障点f与节点n在潮流计算中的互导纳，y_ff为故障点f在潮流计算中的自导纳；

步骤B8：得到因子表不变的短路计算节点阻抗网络方程表达式：

其中，E为三阶单位阵，为光伏节点m的电压向量，为节点n的电压向量，Y为导纳阵；

步骤C：根据第k-1次迭代得到的光伏节点m的电压向量依据光伏电源的压控流源特性，计算得到在d轴电压定向控制下光伏逆变器的输出电流向量替换第k-1次迭代后的节点注入电流向量中的光伏节点m的注入电流向量逐次迭代直至前后两次迭代各个节点电压变化量小于ε＝10^-6，即可求得各支路短路电流。