新能源场站及接入系统短路电流计算 第3部分：储能电站 征求意见稿

122新能源场站及接入系统短路电流计算第3部分：储能电站24本文件规定了具有电流源特征的储能电站及接入系统的短路电流计算模型和25本文件适用于接入10（6）kV26计算，通过电力电子变流器并网的飞轮、超导等39储能单元energys40能够独44储能单元变流器容量energystorageunitconverter48交流故障类型49短路电流计算所需校2pre故障前储能单元有功功Qref故障前储能单元无功功率参考值ie故障后储能单元端口各序电流参考值正、负、零序网络节点阻抗矩阵的第i行第j列元素（互阻抗）k采用迭代法时的迭代计算次数在第k次迭代计算中，第j台储能设备在故障前后的电流增量ukj(k)在第k次迭代计算中，第j台储能设备电压Iksum全部储能设备贡献的故障点短路电流之和IXG除储能设备外其余电源贡献的故障点各序短路电流稳态值BESS储能单元或等值建模的储能电站(1,2,0)604.1储能电站内储能单元、静止无功发生器（如有）宜作为独立于624.3站内静止无功发生器应根据GB/TXXXXX.1《新能源场站及接入系统短路电流计算第1部分：644.4储能单元间汇流线路、升压变压器宜作为支654.5在缺乏站内拓扑参数或受限于计算规模时可664.6储能电站接入系统的短路电流宜根据GB/T15544.1推荐的等效电压源法计算，故障点短路电67等效电压源和受控电流源提供的短路电流之35.1储能单元构见图1（a正、负、零序等效电路分别见图1（bcd储能变流器储能电池单元升压变储能变流器储能电池（如有）DCACLVHVPCCPCCPCCPCCa）储能单元放电状态下，输出短路电流按IkBESS=Iref(1)………………(1)Iref(1)——故障后储能单元正序电流参考值，由储能单元低电压−jQrefIN,U(1)kPCCL|KL(1)ULNINIref(1)|KL(1)ULNINSN——储能单元变流器额定容量；IN——储能单元变流器额定电流；Imax——储能单元最大输出电流允许值；Pref——故障前有功功率参考值；495UN——储能96b）储能单元充电状态下，输出短路电流按式(3)计算，其中Pref以流入接入系统为正：((−Pref−jQrefIU((−Pref−jQrefIUUNIN100I111I(2)kBESS= (7)113Z(2)kBESS——储能单元负序等效阻抗，由设备厂家实测提供；116 117I(1)kBESS——储能单元短路电流正序分量。I122K25ZTbZLbUkPCC2IkBESS2BESS-bZTbZLbUkPCC2IkBESS2BESS-b1245.2.1储能电站中相同结构和参数的储能单元可等效为一台等值储能单元，站内汇流线路可等效为一UkUkIkIkU132——第j组等值储能单元U——第j组等值储能单元的输出电流，受其端口电压UkPCCjI——第j组等值储能单元的输出电流，受其端口电压UkPCCjIkBESSj134ZL——储能电站汇流线路的等效阻抗；136Zg——储能电站外部电力网络的节点阻抗矩阵。+Zg_Z+Zg_ZLaZTaUkkBESS1IkBESS1IkBESS-aUkPCC3kSVG1SVG-b6.1.1储能电站接入系统的平衡短路电流应包含等效电压源和储能设备提供的两部分短路电流，故障ZijΔIkBESSjZijΔIkBESSjZij——电网节点阻抗矩阵的第i行第j列元素；6152ΔIkBESSj——第j台储能单元在故障前后的电流增量，由迭代计算确定；153IkG"——除储能单元外其余等效电压源设备贡献的故障点短路电流初始值；154IkBESSsum——全部储能单元贡献的故障点短路电流之和。1616.1.31654）故障前储能单元按1676.2.1采用迭代法168a）将全部储能设备的阻抗值173b）采用式（11）计算第n次迭代时第j台储能单元电压UkBESSj(n)。33ZkmMnZij+ΣZmjΔIkBESSm(n)33ZkmM176UkBESS0j——第j台储能单元故障前的端口电压，由故障前潮流计算得到，在缺乏数据时可取值为179并采用式（12）计算第n+1次迭代时的180ΔIkBESSj(n+1)=IkBESSj(n)−IkBESS0j…………………（12）181IkBESSj(n)——第n次迭代中第j台储能单元故障后的输出电流相量；187a）采用式（1188b）采用式（13）计算故障点短路电流稳态值Ik。191IkG——除储能设备外其余电源贡献的故障点短路电流稳态值按照73ΣZ(1)ijΔI(1)kBESSjjMI1,2,0k=I1,2,0kG+(3cU3ΣZ(1)ijΔI(1)kBESSjjMI1,2,0k=I1,2,0kG+(3cUn11,2,0kIΣZ(1)ijΔI(1)kBESSjjMZ1ii2ii1946.3.1对于单相短路，采用迭代法计算储能设备在故障前后的正序电流增量ΔI(1)kBESSj按照以下步骤进198ΔI(1)kBESSj(n)=0，作为迭代199b）按式（14）计算第n次迭代时第j台储能单元的正序电压U(1)kBESSj(n)。202Z(1)ii,Z(2)ii,Z(0)ii——各序网络节点阻抗矩阵的自阻抗（复203Z(1)ij——正序网络节点阻抗矩阵的互阻抗。205用式（15）计算第n+1次迭代时的正序电流增量ΔI(1)kBESSj(n+1)。ΔI1kBESSΔI1kBESSjn+1=I1kBESSjn−IkBESS0j208时认为不满足。如不满足，时取n=n+2096.3.2对于单相短路，短路电流各分量按照以下方210a）采用式（16）计算故障点正、负、零序短路电流初始值I(,)k。12iiΣZ(1)ij12iiΣZ(1)ijΔI(1)kBESSjjM1,2,0k+I0iiZ1iiZ(1)ii215I(1,2,0)kG——除储能设备外其余电源贡献的故障点正、负、零序短路电流稳态值根据GB/T15544.1217c2186.3.3对于两相短路，迭代计算UcUn1kBESS0j UUcUn1kBESS0j U1kBESSj mM3381I1,2,0k=I1,2,0kG+ΣZ(1)ijΔI(11I1,2,0k=I1,2,0kG+ΣZ(1)ijΔI(1)kBESSjjMZ1ii331ΣZ(1)ijΔI(1)kBESSjjM()UcUn U ZZUcUn U ZZ ZΣZ(1)ijΔI(1)kBESSjjM1,2,0kcUn1I() ZZ+ZZΣZ(1)ijΔI(1)kBESSjjM1,2,0kcUn1I() ZZ+ZZZZ9234算例235A.1储能单元236储能单元交流侧短路故障算例示意图如图A.1所示，储能单元通过站内升压变及汇集线路接入Z0.69/35kVZ单元储能LZTZ0.69/35kVZ单元f240图A.1储能单元并网点近区故障示意图244依据式（4）和式（5计算放电状态下储能单元输出电流IkBESS以及无功电流Iqref(1)：IN,U(1)kPCCL246Iqref(1)=IN248KL(1)——低电压穿越控制的无功电流系数，本例取值1.6；250U(1)kPCC——储能单元并网点正序电压，本例中计算值为0.4p.u.。251IN——储能单元255Ikq=KLvrt(0.85-U(1)kPCC)IN=1.6×(0.85-0.4)×0.057kA=0.041kA2583.储能单元贡献. PCSPCSPCSPCS259IkBESS==1.1×IN=0.063kA. PCSPCSPCSPCS260A.2储能电站接入系统261本算例由26节点的电网数据BESS5BESS5BESS1BESS2BESS2BESS3BESS3BESS4BESS4267n个PCS220kV35kV268PCSPCSPCSPCSPCS269270表A.1各储能电站变流器额定容量123456789012345678A.3风光储接入系统本算例给出风电、光伏、储能以及SVG接入系统的故障点短路电流计20kV/230kV负荷72.6km54.7km32km