2023电力系统短路容量支撑技术导则

电力系统电压支撑强度计算评估技术导则II目  次前  言 II范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1电压支撑强度计算总则 4计算场景 4计算原则 4直流接入系统电压支撑强度计算评估方法 4直流短路比 4直流有效短路比 5多馈入直流短路比 5分层直流短路比 6直流接入系统短路比判据 7新能源外送系统电压支撑强度计算评估方法 7新能源接入系统的阻抗比 7新能源发电单元接入点多场站短路比 7新能源场站并网点多场站短路比 8新能源外送系统多场站短路比判据 8新能源多场站短路比评估流程及提升措施 9PAGEPAGE1电力系统电压支撑强度计算评估技术导则范围本标准适用于直流、新能源发电等电力电子设备集中接入的交流电力系统规划、设计、建设、生产规范性引用文件GB38755—2019电力系统安全稳定导则GB/T40581—2021电力系统安全稳定计算规范术语和定义GB38755—2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1电压稳定voltagestability电力系统受到小扰动或大扰动后，系统电压能够保持或恢复到允许的范围内，不发生电压崩溃的能力。［来源：GB38755—2019，2.2.2］3.2电压支撑强度voltagesupportstrength3.3短路容量shortcircuitcapacity（taylor）系统中某点三相短路电流与额定电压的乘积。3.4短路比shortcircuitratio系统短路容量与电气设备容量的比值。［来源：GB40581—2021，3.8］3.5直流短路比DCshort-circuitratio换流站交流母线的短路容量与直流换流器额定容量的比值。［来源：GB40581—2021，3.8.1］3.6直流有效短路比DCeffectiveshort-circuitratio考虑换流站交流母线无功补偿设备（如滤波器、并联电容器和调相机等）影响下的直流短路比。3.7多馈入直流短路比muti-infeedDCshort-circuitratio直流馈入换流母线的短路容量与考虑其他直流回路影响后的等值直流功率的比值。［来源：GB40581—2021，3.8.2］3.8分层直流短路比HierarchicalInfeedDCshort-circuitratio直流馈入换流母线的短路容量与考虑分层直流其他端影响后的等值直流功率的比值。3.9新能源发电单元renewableenergygeneratingunit利用风力、太阳能发电的最小并网单元，如风电机组、光伏方阵和光伏逆变器构成的集合。3.10新能源发电单元接入点pointofrenewableenergygeneratingunitconnection3.11新能源场站renewableenergystation集中接入电力系统的风电场或光伏电站并网点以下所有设备，包括变压器、母线、线路、变流器、储能、风电机组、光伏发电系统、无功调节设备及辅助设备等。［来源：GB38755—2019，2.11］3.12新能源场站并网点pointofrenewableenergystationconnection风电场或光伏电站升压站高压侧母线或节点。新能源发电单元、新能源发电单元接入点、新能源场站和新能源场站并网点的典型类型如图1所示。图1新能源场站/发电单元接入电网的典型类型3.13新能源场站短路比renewableenergystationshort-circuitratio新能源接入系统前，汇集母线处短路容量与新能源场站出力的比值。［来源：GB40581—2021，3.8.3］3.14新能源多场站短路比multiplerenewableenergystationshort-circuitratio新能源场站并网点的短路容量与考虑其他新能源场站影响后的新能源等值功率的比值。［来源：GB40581—2021，3.8.4］3.15阻抗比impedanceratio关注节点处交流系统的戴维南等值阻抗的电抗与电阻的比值。电压支撑强度计算总则计算场景计算原则短路容量系统中某点的短路容量（或功率）为该点三相短路电流与额定电压的乘积：Sac

3UNI

（1）其中，Sac为交流短路容量，UN为交流系统相间标称电压，I为该点短路电流。短路容量计算要求短路容量计算应基于实际电网运行方式。直流接入系统电压支撑强度计算评估方法直流短路比直流短路比（ShortCircuitRatio,SCR）定义符合式（2）。式中：

SCRSac

（2）acS——换流站交流母线短路容量（MVA）；acdP——直流额定输电功率（MW）。d直流有效短路比（RatioESCR）定义符合式（3）。式中：

ESCRSacQcPd

（3）Sac——换流站交流母线短路容量（MVA）；Pd——直流额定输电功率（MW）；Qc——换流站交流母线的容性无功补偿容量（MVar）。在特高压直流输电系统处于过渡期运行时，由于直流实际输电功率与额定输电功率存在较大差距，（MW）进行短路比/有效短路比计算。多馈入直流短路比通过定义多馈入影响因子（Multi-InfeedInteractionFactor,MIIF），用以描述多馈入交直流系统的（Multi-InfeedDCShort-CircuitRatioMISCR）定义符合式（5）。MISCR

Saci

Sacii n ndiidjj1

Uj/Uij1

（4）ji ji式中：i、j ——换流母线编号；Saci，

——直流馈入换流母线i的短路容量（MVA）；——换流母线i和j的直流功率（MW）；MIIFji ——iΔUi1%j的电压变化率ΔUj。MIIFjiij间的相互作用越强；Ui，U

——换流母线i和j的电压变化率（%）。根据多端口戴维南等值方法，包含n回直流回路的多馈入交直流系统可简化为图4所示模型。I1Pd1I1Pd1jQd1U11Pac1jQac11Qc1|Z1|1~|Z12|12I2U22Pac2jQac2直流系统2|Z1n|1nPd2jQd2~|Z2|2Qc2|Z2n|2nInUnn|Zn|n~nPdnjQdnPacnjQacnQcn...E22...Enn图2多馈入交直流系统简化模型对于图2所示系统，以互阻抗表示直流间的相互作用，可得到多馈入直流短路比MSCRi，定义符合式（5）。MSCRi

SaciP

U2/ini

（5）式中：——

deqi

PdiZeqij/ZeqiiPdjj1jiSaciPdeqiUi

——直流馈入换流母线i的短路容量（MVA）；——考虑其他直流回路影响后的换流母线i的等值直流功率（MW）；——换流母线i的电压（kV）；Pdi，Pdj——换流母线i和j的直流功率（MW）；ZeqiiZeqij

——Zeqi行、i列元素（Ω）；——Zeqi行、j列元素（Ω）。MISCR与MSCR是等效的，根据计算需要，可选用式（4）或式（5）进行多馈入直流短路比的计算。分层直流短路比分层直流短路比(HierarchicalInfeedDCShort-CircuitRatio,HCSCR)定义符合式（6）。HSCR

i

Saci

（6）式中：

Pdi

k1,k

Zeqik/ZeqikPdkZeqni/ZeqnnPdni，k，n——换流母线编号；SaciZeqik

——分层直流系统中一端换流母线i的短路容量（MVA）；——换流母线i的直流功率（MW）；——除分层直流系统中i端直流外，编号为k的直流功率（MW）；——分层直流系统中另一端直流功率（MW）；——从各直流换流母线看进去的等值节点阻抗矩阵Zeq的第i行、k列元素；ZeqiiZeqinZeqnn

——从各直流换流母线看进去的等值节点阻抗矩阵Zeq的第i行、i列元素；——Zeq的第in列元素；——Zeqnn列元素。直流接入系统短路比判据送、受端系统的直流短路比、多馈入直流短路比应达到合理的水平。单回直流馈入短路比判据对于单回直流馈入情况，评价交直流系统相对强弱的有效短路比指标为：强——SCR3；中——SCR2～3之间；弱——SCR2。多回直流多馈入短路比判据对于多回直流馈入情况，评价交直流系统相对强弱的多馈入短路比指标为：强——MSCR3；中——MSCR2～3之间；弱——MSCR2。分层直流短路比判据对于分层直流馈入情况，评价交直流系统相对强弱的分层直流短路比指标为：强——HSCR3；弱——HSCR2～3之间；极弱——HSCR2。新能源外送系统电压支撑强度计算评估方法（X/R新能源接入系统的阻抗比X/R）存在较大差异。阻抗比（X/R）是影响系统的最大传输功率的关键因素之一，对（X/R阻抗比（X/R）<10情况，采用新能源发电单元接入点多场站短路比计算评估方法。阻抗比（X/R）≥10情况，采用新能源场站并网点多场站短路比计算评估方法。新能源发电单元接入点多场站短路比新能源发电单元接入点多场站短路比定义符合式（7）。SiSiijSjj1,jin

Saci

，X/R

（7）式中：ij ——新能源发电单元接入点母线编号；SaciSi，SjZU

——新能源场站并网点母线i的短路容量（MVA）；——新能源发电单元接入点母线i和j的视在功率（MVA）；eqij

——新能源发电单元接入点母线i和j之间的复数功率折算因子，反映了发电单元接ij ZUeqii jZeqiiZeqij

入点电气量之间相位和幅值差异；——Zeq的第i行、i列元素。——Zeq的第i行、j列元素。新能源场站并网点多场站短路比新能源场站并网点多场站短路比符合式（8）。式中：

MRSCR

i n,j

SaciZeqij/ZeqiiPj

X/R10

i=Uj=1

（8）j ——新能源场站并网点母线编号；Saci，

——新能源场站并网点母线i的短路容量（MVA）；——新能源场站并网点母线i的有功功率（MW）；Zeqij/Zeqii——新能源场站并网点母线i和j之间的功率折算因子，反映了场站等值阻抗幅值差异；ZeqiiZeqijUi，Uj

——从各新能源场站并网点母线看进去的等值节点阻抗矩阵Zeq的第i行、i列元素；——从各新能源场站并网点母线看进去的等值节点阻抗矩阵Zeq的第i行、j列元素；——新能源场站并网点母线i和j的电压（kV）。新能源外送系统多场站短路比判据新能源发电单元接入点1.5。对1.5新能源场站并网点对于新能源多场站接入情况，评价新能源场站并网点多场站短路比指标为：强——MRSCR3；弱——MRSCR2～3之间；极弱——MRSCR2。2.3.0。3.0新能源多场站短路比评估流程及提升措施规划设计阶段，确保新能源发电单元接入点多场站短路比不小于1.5，新能源场站并网点多场站短路比不低于2.0，尽可能提高并网点的多场站短路比到3.0以上。场站并网点短路比小于3.0时，需开展电磁暂态时域仿真计算。运行阶段，严控新能源发电单元接入点多场站短路比不低于1.5，对场站并网点多场站短路比低于3.0的地区进行电磁暂态和机电暂态时域仿真计算。1.5以上安全稳定运行。新能源多场站短路比评估流程确定新能源发电单元接入点的临界短路比：收集各新能源电站的新能源机组型号、软件版本号1.5。确定电网运行方式：原则上设定常规电源小开机方式、新能源大出力方式，可根据实际需求增加计算方式。确定新能源场站短路比