含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法
【專利摘要】本發明涉及一種含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法，該方法的主要步驟包括：⑴初始化網絡參數；⑵計算負荷注入電流；⑶疊加故障節點和小型異步風力發電機接入節點的注入電流；⑷回推計算各支路電流；⑸前推修正各節點電壓；⑹判斷是否滿足收斂條件；⑺判斷小型異步風力發電機當前是否并網運行；⑻檢驗小型異步風力發電機是否仍滿足并網條件；⑼小型異步風力發電機功率因素是否滿足要求；⑽輸出結果。本發明根據小型異步風力發電機的特點，對含小型異步風力發電機的輻射狀配電網故障進行有效分析，為小型異步風力發電機并網發電提供保障。
【專利說明】 含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力系統故障分析【技術領域】，尤其是一種含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法。
【背景技術】
[0002]小型異步風力發電機在配電網中的接入，會對配電網節點電壓、短路電流等產生一定影響。傳統的配電網故障分析方法已經不能滿足未來需求，必須考慮加入小型異步風力發電機后對故障分析的影響。
[0003]傳統的配電網故障計算通常采用對稱分量法、相分量法以及對稱分量與相分量相結合的方法。由于不同的小型異步風力發電機的類型，運行和控制方式，以及它們的接入位置都不同，不能將所有小型異步風力發電機當作某一類單一的節點來處理，應根據小型異步風力發電機的運行特點、運行狀態做不同的處理。傳統的故障分析方法不能考慮不同的小型異步風力發電機對故障分析的影響。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法。
[0005]本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的:
[0006]一種含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法，方法步驟如下:
[0007]⑴初始化網絡參數；
[0008]⑵計算負荷注入電流；
[0009]⑶疊加故障節點和小型異步風力發電機接入節點的注入電流；
[0010]⑷回推計算各支路電流；
[0011](5)前推修正各節點電壓；
[0012](6)判斷是否滿足收斂條件；
[0013](7)判斷小型異步風力發電機當前是否并網運行；
[0014](8)檢驗小型異步風力發電機是否仍滿足并網條件；
[0015]⑶小型異步風力發電機功率因素是否滿足要求；
[0016](10)輸出結果。
[0017]而且，所述步驟⑴的初始化網絡參數的具體步驟包括:
[0018]①求出故障回路的等值阻抗矩陣；
[0019]②初始化故障回路各節點電壓幅值和相角；
[0020]③將故障回路恒功率負荷轉化為恒阻抗負荷。
[0021]而且，所述步驟⑵計算負荷注入電流具體包括:計算小型異步風力發電機發電機吸收的無功和并聯電容器組發出的無功，進而求出小型異步風力發電機接入節點注入的電流。[0022]而且，所述步驟⑶疊加故障節點和小型異步風力發電機接入節點的注入電流具體包括:
[0023]①在故障節點和小型異步風力發電機的接入節點疊加注入電流；
[0024]②判斷是否存在環網回路，如果存在向解環節點疊加注入電流；
[0025]③計算各節點負荷功率的注入電流。
[0026]而且，所述步驟⑷回推計算各支路電流及步驟(5)前推修正各節點電流具體是指:
[0027]①從最后一層支路開始向根節點推進計算各支路的電流；從根節點開始向最后一層推進，修正各節點的電壓；
[0028]②計算故障端口的電壓差，修正故障節點的注入電流。
[0029]而且，所述步驟(7)判斷小型異步風力發電機當前是否并網運行，步驟(8)檢驗小型異步風力發電機是否仍滿足并網條件具體是指:判斷小型異步風力發電機當前是否退網，若退網，則結束計算并輸出結果，否則，判斷其所在節點的電壓是否仍然滿足小型異步風力發電機的入網條件，若滿足則進行小型異步風力發電機并網運算，轉到第(10)步，不滿足則進行小型異步風力發電機退網運算，轉到第⑵步。
[0030]而且，所述步驟(9)小型異步風力發電機功率因素是否滿足要求是指:計算異步電機的轉差，求出小型異步風力發電機吸收的無功功率，判斷小型異步風力發電機的功率因素是否滿足要求，若不滿足，則根據功率因素的要求調整并聯電容器組的投切，轉到第⑵步，若小型異步風力發電機的功率因素滿足要求，則結束計算，進入下一步。
[0031 ] 本發明的優點和積極效果是:
[0032]小型異步風力發電機的接入對短路電流有影響，一般來說，小型異步風力發電機的接入使得短路故障點處的短路電流比未接入小型異步風力發電機時要大。本發明根據小型異步風力發電機的特點，對含小型異步風力發電機的輻射狀配電網故障進行有效分析，為小型異步風力發電機并網發電提供保障。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1是本發明配電網13節點算例接線圖；
[0034]圖2是本發明含小型異步風力發電機的配電網故障分析程序流程圖。
【具體實施方式】
[0035]以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述:
[0036]需要強調的是，本發明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發明并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本發明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發明保護的范圍。
[0037]一種含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法，如圖2所示，方法步驟如下:
[0038]一種含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法，方法步驟如下:
[0039]⑴初始化網絡參數；
[0040]⑵計算負荷注入電流；
[0041]⑶疊加故障節點和小型異步風力發電機接入節點的注入電流；
[0042]⑷回推計算各支路電流；[0043](5)前推修正各節點電壓；
[0044](6)判斷是否滿足收斂條件；
[0045](7)判斷小型異步風力發電機當前是否并網運行；
[0046](8)檢驗小型異步風力發電機是否仍滿足并網條件；
[0047]⑶小型異步風力發電機功率因素是否滿足要求；
[0048](10)輸出結果。
[0049]而且，所述步驟⑴的初始化網絡參數的具體步驟包括:
[0050]①求出故障回路的等值阻抗矩陣；
[0051]②初始化故障回路各節點電壓幅值和相角；
[0052]③將故障回路恒功率負荷轉化為恒阻抗負荷。
[0053]而且，所述步驟⑵計算負荷注入電流具體包括:計算小型異步風力發電機發電機吸收的無功和并聯電容器組發出的無功，進而求出小型異步風力發電機接入節點注入的電流。
[0054]而且，所述步驟⑶疊加故障節點和小型異步風力發電機接入節點的注入電流具體包括:
[0055]①在故障節點和小型異步風力發電機的接入節點疊加注入電流；
[0056]②判斷是否存在環網回路，如果存在向解環節點疊加注入電流；
[0057]③計算各節點負荷功率的注入電流。
[0058]而且，所述步驟⑷回推計算各支路電流及步驟(5)前推修正各節點電流具體是指:
[0059]①從最后一層支路開始向根節點推進計算各支路的電流；從根節點開始向最后一層推進，修正各節點的電壓；
[0060]②計算故障端口的電壓差，修正故障節點的注入電流。
[0061]而且，所述步驟(7)判斷小型異步風力發電機當前是否并網運行，步驟(8)檢驗小型異步風力發電機是否仍滿足并網條件具體是指:判斷小型異步風力發電機當前是否退網，若退網，則結束計算并輸出結果，否則，判斷其所在節點的電壓是否仍然滿足小型異步風力發電機的入網條件，若滿足則進行小型異步風力發電機并網運算，轉到第(10)步，不滿足則進行小型異步風力發電機退網運算，轉到第⑵步。
[0062]而且，所述步驟(9)小型異步風力發電機功率因素是否滿足要求是指:計算異步電機的轉差，求出小型異步風力發電機吸收的無功功率，判斷小型異步風力發電機的功率因素是否滿足要求，若不滿足，則根據功率因素的要求調整并聯電容器組的投切，轉到第⑵步，若小型異步風力發電機的功率因素滿足要求，則結束計算，進入下一步。
[0063]實例:
[0064]本發明以某13節點配電系統為例進行算例驗證，如圖1所示，測試算例系統中，變壓器接在節點2和節點3之間，變壓器高壓側基準電壓Vbh=7.2kV，變壓器高壓側基準電壓Vbl=2.4kV，采用有名值進行計算(誤差精度為0.01)，輸出的結果以標么值的形式表示。
[0065]表I為傳統輻射狀配電網短路故障計算結果，故障發生在節點13，故障類型為三相接地短路。
[0066]表2為含小型異步風力發電機的輻射狀配電網短路故障計算結果，小型異步風力發電機接在節點9，其各相有功輸出為150kW，額定電壓幅值為2.4kV (退網條件1.9kV);故障發生在節點13，故障類型為三相接地短路。潮流結果為小型異步風力發電機在故障情況下繼續運行，小型異步風力發電機的功率因素為0.9765。
[0067]表1傳統輻射狀配電網三相接地短路計算結果
【權利要求】
1.一種含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法，其特征在于:方法步驟如下: ⑴初始化網絡參數； ⑵計算負荷注入電流； ⑶疊加故障節點和小型異步風力發電機接入節點的注入電流； ⑷回推計算各支路電流； (5)前推修正各節點電壓； (6)判斷是否滿足收斂條件； (7)判斷小型異步風力發電機當前是否并網運行； (8)檢驗小型異步風力發電機是否仍滿足并網條件； ⑶小型異步風力發電機功率因素是否滿足要求； (10)輸出結果。
2.根據權利要求1所述的含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法，其特征在于:所述步驟⑴的初始化網絡參數的具體步驟包括: ①求出故障回路的等值阻抗矩陣； ②初始化故障回路各節點電壓幅值和相角； ③將故障回路恒功率負荷轉化為恒阻抗負荷。
3.根據權利要求1所述的含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法，其特征在于:所述步驟⑵計算負荷注入電流具體包括:計算小型異步風力發電機發電機吸收的無功和并聯電容器組發出的無功，進而求出小型異步風力發電機接入節點注入的電流。
4.根據權利要求1所述的含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法，其特征在于:所述步驟⑶疊加故障節點和小型異步風力發電機接入節點的注入電流具體包括: ①在故障節點和小型異步風力發電機的接入節點疊加注入電流； ②判斷是否存在環網回路，如果存在向解環節點疊加注入電流； ③計算各節點負荷功率的注入電流。
5.根據權利要求1所述的含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法，其特征在于:所述步驟⑷回推計算各支路電流及步驟(5)前推修正各節點電流具體是指: ①從最后一層支路開始向根節點推進計算各支路的電流；從根節點開始向最后一層推進，修正各節點的電壓； ②計算故障端口的電壓差，修正故障節點的注入電流。
6.根據權利要求1所述的含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法，其特征在于:所述步驟(7)判斷小型異步風力發電機當前是否并網運行，步驟(8)檢驗小型異步風力發電機是否仍滿足并網條件具體是指:判斷小型異步風力發電機當前是否退網，若退網，則結束計算并輸出結果，否則，判斷其所在節點的電壓是否仍然滿足小型異步風力發電機的入網條件，若滿足則進行小型異步風力發電機并網運算，轉到第(10)步，不滿足則進行小型異步風力發電機退網運算，轉到第⑵步。
7.根據權利要求1所述的含小型異步風力發電機的配電網故障分析方法，其特征在于:所述步驟⑶小型異步風力發電機功率因素是否滿足要求是指:計算異步電機的轉差，求出小型異步風力發電機吸收的無功功率，判斷小型異步風力發電機的功率因素是否滿足要求，若不滿足，則根據功率因素的要求調整并聯電容器組的投切，轉到第⑵步，若小型異步風力發電機的功率因素·滿足要求，則結束計算，進入下一步。
【文檔編號】G01R31/00GK103852655SQ201210509837
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月3日 優先權日:2012年12月3日
【發明者】王崢, 李國棟, 袁世強, 梁偉, 王瑤 申請人:天津市電力公司, 國家電網公司
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