[發明專利]確定感應電動機貢獻短路電流的等效比例的方法及系統

有效

• 申請號: 202011375723.1
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112165097B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 張彥濤;孫華東;張玉紅;卜廣全;郭強;李亞樓;趙兵;劉天陽;張健;張立波;覃琴;賀海磊
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 夏德政

本發明公開了一種確定感應電動機貢獻短路電流的等效比例的方法及系統，包括：確定感應電動機的負荷比例上限，并根據負荷比例上限建立含有不同類型感應電動機比例的配電網場景；確定目標區域內饋電線路的平均供電半徑；建立配電網詳細電磁暫態仿真模型和配電網等效電磁暫態仿真模型；調整所述配電網等效電磁暫態仿真模型中感應電動機貢獻短路電流的等效比例，使得短路電流一致，以確定每種配電網場景下的感應電動機貢獻短路電流的等效比例；根據每種配電網場景下的不同類型感應電動機比例和感應電動機貢獻短路電流的等效比例，確定感應電動機比例等效函數中的折算系數；確定所述目標區域的感應電動機貢獻短路電流的等效比例。

技術領域

本發明涉及電力系統運行技術領域，并且更具體地，涉及一種確定感應電動機貢獻短路電流的等效比例的方法及系統。

背景技術

在電力系統規劃設計和運行控制中，進行系統設備容量參數選擇、保護裝置定值設置及運行方式安排，均需要進行短路電流計算。短路電流計算結果對系統安全性和經濟性的協調有重大影響。若計算結果偏大，需要選擇較大容量的開關電氣設備，增加投資；還可能會使得短路水平評價結果超標，增加額外限流措施投資的同時降低系統運行可靠性。若計算結果偏小，雖然會節省一次設備投資，但是斷路器設備可能會面臨遮斷能力不足的問題，影響設備與系統的安全。

隨著電網的發展，各負荷中心地區電網短路電流偏高呈全局化發展態勢。長期以來不同決策部門之間存在短路電流計算邊界不一致問題，導致計算結果差異較大，造成決策困難。其中，如何考慮負荷中配電網感應電動機為主要邊界條件之一。感應電動機在系統短路時會反饋短路電流，配電網中感應電動機負荷比例約占總負荷的60%，對短路電流貢獻特性與傳統發電機差異顯著，但是配電網節點數與支路數海量，且感應電動機類型多樣，完全建模存在很大困難。我國電力系統規劃和運行部門對主干電網進行計算分析時，通常將負荷等效到110kV母線。目前，電網短路電流計算基于機電暫態仿真數據及模型，110kV負荷模型是針對故障后幾秒~數十秒的機電暫態時間尺度建立，而短路電流關注的是故障后數十毫秒的電磁暫態過程，感應電動機負荷貢獻短路電流的準確計算應進行重新建模。

目前短路電流計算對于感應電動機的技術之一為直接采用機電暫態過程中感應電動機的模型，配電網感應電動機的加和計算感應電動機負荷貢獻短路電流。缺點在于：計算感應電動機的短路電流貢獻偏大。因饋電線路、變壓器存在電阻電抗，其對于110kV電壓等級貢獻的短路電流將降低，故而采用配電網感應電動機的加和比例，計算其對110kV貢獻的短路電流，計算結果將偏大。目前短路電流計算對于感應電動機的技術之二是在計算短路電流時不考慮感應電動機貢獻，在考量短路電流是否在額定開斷能力之內時，留有一定裕度。缺點在于：不考慮感應電動機貢獻，計算短路電流時留有一定裕度，該裕度沒有統一標準，難以準確把握，不便于工程實際應用。

現有技術在電力系統短路電流問題不突出，對短路電流計算精度要求不高時，不考慮感應電動機貢獻對于短路電流是否滿足開關開斷能力的結論影響不大，但目前電力系統中存在相當一部分廠站短路電流接近或超過開關額定開斷能力，對短路電流計算精度要求高，上述技術已不再適用。

因此，需要一種新的確定感應電動機貢獻短路電流的等效比例的方法，以用于短路電流計算時配電網感應電動機負荷的建模。

發明內容

本發明提出一種確定感應電動機貢獻短路電流的等效比例的方法及系統，以解決如何準確地確定適用于短路電流計算的感應電動機貢獻短路電流的等效比例的問題。

為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，提供了一種確定感應電動機貢獻短路電流的等效比例的方法，所述方法包括：

建立至少目標區域的兩種含有不同類型感應電動機比例的配電網場景；