ICS29.240.20F20中华人民共和国国家标准GB/TXXXXX.2—XXXX新能源场站及接入系统短路电流计算第2部分：光伏发电Short-circuitcurrentcalculationofrenewableenergypowergenerationstationsandsystems—Part2:Photovoltaicpower征求意见稿2023-10-10XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施GB/TXXXXX.2—XXXX1目次2前言..............................................................................II3引言.............................................................................III41范围................................................................................152规范性引用文件......................................................................163术语、定义和符号....................................................................173.1术语和定义......................................................................183.2符号............................................................................293.3下角标..........................................................................3104总体要求............................................................................3115计算模型............................................................................3125.1一般要求........................................................................3135.2光伏发电单元....................................................................3145.3光伏发电站......................................................................5155.4光伏发电站接入系统...............................................................6166计算方法............................................................................6176.1一般要求........................................................................6186.2平衡短路........................................................................7196.3不平衡短路......................................................................8207分布式光伏电源短路电流计算..........................................................921附录A（资料性）算例....................................................................022A.1光伏发电单元短路电流稳态值计算参数推荐值.........................................023A.2光伏发电单元短路故障算例.........................................................024A.3光伏发电站短路故障算例...........................................................025IGB/TXXXXX.2—XXXX26前言27本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。28本文件是GB/TXXXXX《新能源场站及接入系统短路电流计算》的第2部分。29请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。30本文件由中国电力企业联合会提出。31本文件由全国短路电流计算标准化技术委员会（SAC/TC424）归口。32本文件起草单位：。33本文件主要起草人：。IIGB/TXXXXX.2—XXXX34引言35传统电力系统以同步发电机为主体，短路电流GB/T15544《三相交流系统短路电流计算》标准中规36定的等效电压源方法可满足计算精度要求，而新型电力系统以新能源为主体，其故障特性复杂，基于同37步电机的传统计算方法从计算原理上已不能适应新能源短路电流计算需要。GB/T15544-2023规定了新38能源短路电流计算的一般原则：采用新能源最大短路电流模型，该模型较为简单、计算精度较低，可用39于粗略估算。为细化新能源短路计算模型和方法，编制了本系列标准，是对GB/T15544标准中涉及新能40源短路电流计算部分的替代。GB/TXXXXX拟由三个部分构成。41——第1部分：风力发电。目的在于规定适用于风电场及接入系统短路电流计算方法。42——第2部分：光伏发电。目的在于规定适用于光伏电站及接入系统短路电流计算方法。43——第3部分：储能电站。目的在于规定适用于储能电站及接入系统短路电流计算方法。44本系列标准有助于提高新型电力系统短路电流的计算精度。IIIGB/TXXXXX.2—XXXX45新能源场站及接入系统短路电流计算第2部分：光伏发电461范围47本文件规定了具有电流源特征并经交流组网的光伏发电站及接入电力系统的短路电流计算模型和48计算方法。49本文件适用于通过交流方式接入35kV及以上电压等级交流网络的集中式光伏发电站和接入10kV50及以上电压等级交流网络的分布式光伏发电系统短路电流计算。512规范性引用文件52下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，53仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本54文件。55GB/T15544.1三相交流系统短路电流计算第1部分：电流计算56GB/T19964-2012光伏发电站接入电力系统技术规定57GB/T36995-2018风力发电机组—故障电压穿越能力测试规程58GB/TXXXXX.1新能源场站及接入系统短路电流计算第1部分：风力发电59GB/TXXXXX.3新能源场站及接入系统短路电流计算第3部分：储能电站603术语、定义和符号613.1术语和定义62GB/T15544.1、GB/T19964界定的以及下列术语和定义适用于本文件。633.1.164光伏发电单元photovoltaic(PV)powerunit65一定数量的光伏组件串、并联连接后通过直流汇流箱和直流配电柜进行多级汇集,并经光伏逆变器66与升压变压器组成的符合电网频率和电压要求的电源。673.1.268光伏发电站photovoltaic(PV)powerstation69由一批光伏发电单元或者光伏发电单元群（包括单元变压器）、静止无功发生器、汇集线路、主70升压变压器及其他设备组成的电站。71[来源：GB/T19964—2012，3.1]723.1.373分布式光伏distributedPhotovoltaic74接入35kV及以下电压等级电网，位于用户附近且以就地消纳为主的光伏电源。753.1.476光伏发电单元低电压穿越undervoltageridethroughofphotovoltaic(PV)powerunit77当电力系统由于事故或扰动引起并网点电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间范围间隔内，1GB/TXXXXX.2—XXXX78光伏发电单元能够保证不脱网连续运行。79[来源：GB/T19964—2012，3.8]803.1.581光伏发电单元短路电流short-circuitcurrentofphotovoltaicpowersystem82电力系统发生短路故障时，光伏发电单元变压器高压侧母线或节点处流向系统的电流。833.1.684光伏发电站短路电流short-circuitcurrentofphotovoltaicpowersystem85电力系统发生短路故障时，光伏发电站主升压变压器高压侧母线或者节点流向系统的电流。863.1.787节点阻抗矩阵的自阻抗self-impedanceofthenodalimpedancesmatrix88Z(1)ii,Z(2)ii,Z(0)ii89短路点i的正序、负序或零序节点阻抗矩阵的对角元素。90[来源：GB/T15544.1—2023，3.28]913.1.892节点阻抗矩阵的互阻抗mutual-impedanceofthenodalimpedancesmatrix93Z(1)ij94正序节点阻抗矩阵的元素：i是短路节点，j是光伏发电单元连接的升压变压器低压侧节点。95[来源：GB/T15544.1—2023，3.29]963.2符号97本文件中列出的公式计算时可采用有名值或相对值，采用有名值计算时，使用法定计量单位。字母98上方加一点表示复数或相量，否则表示实数或相量的幅值。下列符号适用于本文件。Zii节点阻抗矩阵中节点i的自阻抗Zij节点阻抗矩阵中节点i、j的互阻抗Zk故障点短路阻抗Ik短路电流初始值Ik短路电流稳态值Ip短路电流峰值Ib对称开断电流IkG等效电压源提供的短路电流初始值IkG等效电压源提供的短路电流稳态值Iksum光伏设备提供的短路电流稳态值之和Ik光伏设备故障后输出电流Iref光伏设备故障后输出电流参考值Uk光伏设备故障后端口电压Un系统标称电压，线电压（有效值）UN光伏设备额定电压，线电压（有效值）SN光伏设备额定容量IN光伏设备额定电流（有效值）Imax光伏设备最大输出电流允许值c电压系数k迭代计算次数2GB/TXXXXX.2—XXXX993.3下角标正序负序(1)(2)零序(0)正、负、零序(1,2,0)最小值min最大值max1004总体要求1014.1光伏电站内全部光伏发电单元、静止无功发生器及储能设备（如有）宜作为独立于电网的设备进102行建模，机组间汇流线路、升压变压器宜作为支路阻抗追加至电网部分模型中。1034.2光伏发电单元应采用受控电流源或等效阻抗模型，等效阻抗宜作为支路阻抗追加至电网部分模型104中。1054.3光伏发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106流为等效电压源和受控电流源提供的短路电流之和。1074.4宜采用等效电压源法及迭代法计算光伏电站接入系统的平衡短路电流，采用等效电压源法、迭代108法及对称分量法计算光伏接入系统的不平衡短路电流。1094.5对于缺乏光伏发电站站内拓扑参数或受限于计算规模的情况宜采用光伏发电站等值模型。1105计算模型1115.1一般要求1125.1.1光伏发电单元不输出零序短路电流，仅计算正序或负序短路电流。1135.1.2平衡和不平衡短路计算均忽略光伏发电单元的短路电流非周期分量。1145.2光伏发电单元1155.2.1拓扑结构及等效电路116集中式汇集和组串式汇集光伏发电单元典型拓扑结构见图1（a），均可等值为一个短路电流输出117特性一致的光伏发电单元。光伏发电单元正序短路电流计算模型为压控电流源，负序短路电流计算模型118为阻抗，零序短路电流计算模型为开路，分别见图1（b）、图1（c）、1（d）。集中式组串式逆变器逆变器ACDCACLVHVACLVHVDCDC单元变压器单元变压器光伏阵列ACDC119120（a）典型拓扑结构3GB/TXXXXX.2—XXXXHVHVHV121122（b）正序等效电路（c）负序等效电路（d）零序等效电路123图1光伏发电单元模型示意图1245.2.2平衡短路1255.2.2.1光伏发电单元输出短路电流稳态值按式（1）计算。126Ik=I(1)ref……………………………………………（1）127式中：128Ik——故障后机组输出短路电流稳态值；129I(1)ref——故障后光伏发电单元正序电流参考值。130故障后机组正序电流参考值I(1)ref由光伏发电单元低电压穿越时机组控制策略和机端正序电压决定，131宜通过厂家实测给出，缺失时按式（2）和（3）计算：132I(1)ref=Ik2p+Ik2qejarctan(−Ikq/Ikp)……………………………………………（2）133Ikq=min[KLvrt(0.9−U(1)k)IN,KqlimIN](U(1)k0.9)………………………（3）Ikp=min[(KiIN)2−Ik2q,(P0/U(1)k)IN]134式中：135P0——光伏发电单元故障前的有功功率，单位为标幺值；136U(1)k——光伏发电单元的端口正序电压，单位为标幺值；137Ikq——光伏发电单元输出短路电流无功分量，单位为kA；138Ikp——光伏发电单元输出短路电流有功分量，单位为kA；139KLvrt——光伏发电单元低电压穿越控制的无功电流系数；140Kqlim——光伏发电单元无功电流分量的最大值；141Ki——光伏发电单元正序电流的最大过载系数。142无功电流系数KLVrt、无功电流分量最大值Kqlim、正序电流最大过载系数Ki宜通过厂家实测给出，143当无法获得实测值时，可按附录A中A.1中推荐值计算。1445.2.2.2根据逆变器控制器仿真实验或故障录波数据，也可用查表法得到短路电流稳态值，方法如下：145a）获得光伏发电单元在满出力运行状态下，在不同电压跌落下的有功电流有效值和无功电流有效146值，至少选取5个电压跌落点，其中应包含0、0.2倍额定电压下的跌落点，其他各点应在（0.2～0.5）、147（0.5～0.75）、（0.75～0.9）倍额定电压3个区间内均有分布；148b）将a）中的有功电流有效值和无功电流有效值转化为不同电压跌落下的相电流有效值。149注：若提供的电压电流为三相瞬时值，按照GB/T36995-2018附录B的方法将三相电压电流瞬时值转化为有功电流150有效值和无功电流有效值。1515.2.2.3短路电流初始值按式（4）计算。152Ik=Ik……………………………………………（4）4GB/TXXXXX.2—XXXX1535.2.2.4短路电流峰值按式（5）计算。154Ip=2Kp1Ik"……………………………………………155（5）156式中：157Kp1——光伏发电单元平衡短路峰值系数，由设备厂家实测给出。1585.2.2.5对称开断电流按式（6）计算。159Ib=Ik……………………………………………（6）1605.2.3不平衡短路161162a）短路电流正序分量的计算，采用与平衡短路电流一致的模型，按式（7）计算。163I(1)k=I(1)ref……………………………………………（7）164b）提供负序通路的光伏发电单元，短路电流负序分量采用等值阻抗模型，阻抗参数由制造厂家提165供，按式（8）计算，光伏发电单元如果具备抑制负序电流的功能，其负序阻抗可视为无限大。166I(2)k=U(2)k/Z(2)k……………………………………………（8）167式中：168I(2)k——光伏发电单元注入的负序电流；169Z(2)k——光伏发电单元侧等效的等值负序阻抗；170U(2)k——光伏发电单元的端口负序电压。171c）零序网络开路，流入系统的零序电流为零。172d）光伏发电单元输出短路电流稳态值按照式（9）计算。173Ik=I(1)k+I(2)k……………………………………………（9）174e）短路电流初始值按照式（10）计算。Ik"=Ik……………………………………………（10）175176f）短路电流峰值按照式（11）计算。177Ip=2Kp2Ik"……………………………………………（11）178式中：179Kp2——光伏发电单元不平衡短路峰值系数，由设备厂家实测给出。180g）开断电流同短路电流初始值相等。1815.3光伏发电站1825.3.1同一光伏电站或经同一高压汇集母线送出的场站内，相同结构和参数的光伏发电单元宜等效为1831台等值光伏发电单元、将汇流线路等效为1个等值阻抗，等值光伏发电单元与等值阻抗串联，等值光184伏发电单元输出电流为各单元输出电流之和。1855.3.2不同类型、不同参数的光伏发电单元宜采用不同的机组等值。1865.3.3将相同结构和参数的静止无功发生器或储能各等效为1台等值设备，其输出电流为各静止无功187发生器或各储能输出电流之和。5GB/TXXXXX.2—XXXX1885.3.4站内静止无功发生器根据GB/TXXXXX.1《新能源场站及接入系统短路电流计算第1部分风189力发电》规定的方法建模，站内储能设备根据GB/TXXXXX.3《新能源场站及接入系统短路电流计算190第3部分储能电站》规定的方法建模。1915.3.5光伏发电站输出电流为发电站内全部等值设备输出电流之和。1925.4光伏发电站接入系统1935.4.1光伏发电站接入系统的等效电路见图2，由升压变压器、汇流线路等效阻抗以及1台或数台等194值光伏发电站设备组成。1955.4.2将汇流线路阻抗、升压变压器阻抗并入电网部分模型，采用等效阻抗模型的设备追加至电网部196分模型，将采用受控电流源模型的光伏发电设备进行独立建模并求解其提供的短路电流。EGZGUGUt1Zs1IGUfIt1Us1IfIs1NUtiZsiUsiIsiIti197198图2光伏发电站接入的系统的等效电路199Uf——故障点电压；200If——故障点电流；201Uti——第i个光伏发电站内等值光伏发电单元的端口电压，i=1,…,n；202Iti——第i个光伏发电站内等值光伏发电单元的输出电流，受其端口电压Uti控制；203Usi——第i个光伏发电站接入点电压；204Isi——第i个光伏发电站输出电流；205Zsi——第i个光伏发电站的等效阻抗，即第i个光伏发电站汇流线路的等效阻抗；206UG——交流电网端口电压；207IG——交流电网输出电流；208ZG——交流电网等效阻抗；209EG——交流电网等效电势。2106计算方法2116.1一般要求2126.1.1光伏发电站接入系统的平衡短路电流应包含等效电压源和受控电流源提供的短路电流，故障点6GB/TXXXXX.2—XXXX213短路电流的初始值按式（12）计算：I=cUn+1ZI=I+I…………………………………（12）214k3ZkZkjPVijkjkGksum215式中：216c——电压系数，按照GB/T15544.1规定的方法取值；217Zij——电网节点阻抗矩阵的第i行第j列元素的模值；218Zk——故障点短路阻抗模值，即电网节点阻抗矩阵中故障点的自阻抗模值；219∆Ikj——第j台受控电流源设备在故障前后的电流增量，由迭代计算确定；220IkG"——除受控电流源设备外其余电源贡献的故障点短路电流初始值；221Iksum——全部受控电流源设备贡献的故障点短路电流之和。2226.1.2光伏发电站接入系统的不平衡短路电流应根据GB/T15544.1规定的对称分量法计算，其中正序223分量应按照平衡短路进行计算，负序分量采用含光伏发电设备的系统负序阻抗矩阵进行计算。2246.1.3计算光伏发电站接入系统最大短路电流时应满足以下条件：225a）式（12）中c取其最大值cmax；226b）光伏发电单元按全部并网计算；227c）故障前光伏发电单元并网点电压按最低运行电压计算，可取值为cminUn；228d）故障前光伏发电单元输出的有功电流取其额定电流。2296.2平衡短路2306.2.1三相短路电流初始值按照以下步骤进行计算：231a）根据GB/T15544.1规定，计算网络中各电气设备的短路阻抗和节点阻抗矩阵。232b）按式（1）计算第k次迭代中第j个光伏发电单元的端电压Utj。U(k)=cminUn−ZcmaxUn+ZI(k)…………………………（13）23333ZtjijmjktmkmM234式中：235cmin,cmax——电压系数最小值和最大值；236Zmj——光伏发电单元m与光伏发电单元j之间的互阻抗模值；237ΔIktm——第m个光伏发电单元输出短路电流稳态值的故障分量，Iktm=Iktm−Iktm0，Iktm,Iktm0分238别为短路后、短路前的电流稳态值，k为迭代次数，ΔIktm(1)=0。239c）根据步骤b）得到的Utj、根据本文件5.2.2规定的光伏发电单元平衡短路电流计算模型计算ΔIktm。240d）重复步骤b）和c），若两次迭代之间Ut的最大差值小于预设门槛值或迭代次数k大于预设值，241则结束迭代。242e）按式（14）计算故障点短路电流初始值。I"=cmaxUn+1ZI………………………………………（14）243k3ZkZkjMijktj244注：若平衡短路电流计算模型采用5.2.2.2的查表法，Iktm取对应跌落电压与Ut最接近的值。2456.2.2按式（15）计算故障点短路电流稳态值。I=I+1ZI………………………………………（15）246kkGZkjMijktj247式中：248IkG——光伏发电站开路时故障点三相短路电流稳态值，根据GB/T15544.1规定方法计算。2496.2.3根据GB/T15544.1规定，由故障点三相短路电流初始值计算故障点开断电流和短路电流峰值。7GB/TXXXXX.2—XXXX2506.3不平衡短路2516.3.1短路电流初始值2526.3.1.1两相短路电流初始值按照以下步骤进行计算：253a）根据GB/T15544.1规定，计算网络中各电气设备的正序、负序、零序短路阻抗和正序、负序、254零序的节点阻抗矩阵，将光伏发电单元的等值负序阻抗追加至负序阻抗矩阵中。255b）按照式（16）计算第j个光伏发电单元的端口正序电压U(1)tj。U(k)=cminUn−ZcmaxUn+ZI(k)……………（16）25633Z+Z(1)tj(1)ij(1)mj(1)ktm(1)ii(2)iimM257式中：258Z(1)ii,Z(2)ii——正序、负序节点阻抗矩阵的第i个对角元素；259Z(1)ij——节点i与节点j之间的正序互阻抗模值；260Z(1)mj——光伏发电单元m与光伏发电单元j之间的正序互阻抗模值；261ΔI(1)ktm——第m个光伏发电单元输出短路电流稳态值的正序故障分量，I(1)ktm=I(1)ktm−Iktm0，I(1)ktm262为短路后的正序电流稳态值，I(1)ktm(1)=0。263c）根据步骤b）得到的U(1)tj、根据本文件5.2.3规定的光伏发电单元不平衡短路电流计算模型计算264I(1)ktm。265d）重复步骤b）和c），若两次迭代之间U(1)t的最大差值小于预设门槛值或迭代次数k大于预设266值，则结束迭代。267e）按照式（17）计算故障点的故障相短路电流初始值。I"=cmaxUn+3ZI…………………………（17）268k2Z(1)ii+Z(2)iiZ(1)ii+Z(2)iijM(1)ij(1)ktj2696.3.1.2按照6.3.1.1中步骤a）至步骤e）计算单相接地短路下故障点的故障相短路电流初始值，式（17）270采用式（18）代替。I"=3cmaxUn3ZI……………（18）271+k13Z(1)ii+Z(2)ii+Z(0)iiZ(1)ii+Z(2)ii+Z(0)iijM(1)ij(1)ktj272式中：273Z(0)ii——零序节点阻抗矩阵的第i个对角元素。274式（16）采用式（19）代替。U(k)=cminUn−ZcmaxUn+ZI(k)……………（19）27533Z+Z+Z(1)tj(1)ij(1)mj(1)ktm(1)ii(2)ii(0)iimM2766.3.1.3按照6.3.1.1中步骤a）至步骤e）计算两相接地短路下故障点的故障相短路电流初始值，式（17）277采用式（20）和式（21）代替。3(Z(0)ii−aZ(2)ii)(cmaxUn+ZI)………………（20）278I"=k2EL2ZZ(1)ii(2)ii+ZZ(1)ii(0)ii+ZZ(2)ii(0)ii3(1)ij(1)ktjjM3(Z(0)ii−a2Z(2)ii)(cmaxUn+ZI)………………（21）279I"=k2EL3ZZ(1)ii(2)ii+ZZ(1)ii(0)ii+ZZ(2)ii(0)ii3(1)ij(1)ktj8jMGB/TXXXXX.2—XXXX280流经接地点的短路电流初始值按式（22）计算。3Z(2)ii(cmaxUn+ZI)………………（22）281I"=ZZ+ZZ+ZZk2E3(1)ij(1)ktjjM(1)ii(2)ii(1)ii(0)ii(2)ii(0)ii282式（16）采用式（23）代替。283U(k)=cminUn−ZcmaxUn+ZI(k)…………（23）284(1)tj3(1)ijZZ(2)ii(0)ii(1)mj(1)ktmmM3Z(1)ii+Z(2)ii+Z(0)ii285式中：286a,a2——对称分量法算子，a=−1/2+j3/2,a2=−1/2−j3/2。2876.3.2短路电流稳态值2886.3.2.1按照式（24）计算故障点两相短路电流稳态值。I=I+3ZI…………………（24）289k2kG2Z(1)ii+Z(2)iijM(1)ij(1)ktj290式中：291IkG2——光伏发电站开路时故障点两相短路电流稳态值，根据GB/T15544.1规定方法计算。2926.3.2.2按照式（25）计算故障点单相接地短路电流稳态值。I=I+3ZI………………（25）293k1kG1Z(1)ii+Z(2)ii+Z(0)iijM(1)ij(1)ktj294式中：295IkG1——光伏发电站开路时故障点单相接地短路电流稳态值，计算方法参照GB/T15544.1。2966.3.2.3按照式（26）计算两相接地短路流经接地点的短路电流稳态值。3Z(2)iiZ(1)ijI(1)ktj…………（26）297Ik2E=IkG2E+ZZ(1)ii(2)ii+ZZ(1)ii(0)ii+ZZ(2)ii(0)iijM298式中：299IkG2E——光伏发电站开路时两相接地短路流经接地点的短路电流稳态值，根据GB/T15544.1规定300方法计算。3016.3.3根据GB/T15544.1规定方法，由故障点的不平衡短路电流的初始值计算故障点的不平衡短路开302断电流和不平衡短路电流峰值。3037分布式光伏电源短路电流计算3047.1高压输电网发生短路故障时不考虑分布式光伏的影响。3057.2若中、低压配电网分布式光伏提供的短路电流不高于无分布式光伏时故障点短路电流的5%，可306忽略分布式光伏贡献的短路电流。3077.3分布式光伏的短路电流计算模型和计算方法可参照第5章和第6章执行。9GB/TXXXXX.2—XXXX308附录A309（资料性）310算例311A.1光伏发电单元短路电流稳态值计算参数推荐值312表A.1光伏发电单元平衡短路稳态电流计算推荐值参数推荐值无功电流系数KLvrt1.5无功电流分量的最大值Kqlim1.05正序电流的最大过载系数Ki1.1313A.2光伏发电单元短路故障算例314算例的系统拓扑结构如图A.1所示。光伏发电单元通过单元变压器接入35kV线路，对侧为交流电315网等值系统。在单元变压器高压侧发生短路，短路类型为三相短路。0.38/35kV~316光伏发电单元故障系统317图A.1光伏发电单元算例拓扑318光伏发电单元容量为4MVA，故障前运行在最大功率追踪点，功率因数为1。光伏发电单元采用5.2319规定的计算模型，其中所需参数取为附录A.1的推荐值。320光伏发电单元端口电压（高压侧）故障后跌落至0.576p.u.，采用标幺值计算，故障后输出的无功电321流为：322Ikq=min[KLvrt(0.9−U(1)k),Kqlim]……………………………(A.1)=1.5(0.9−0.576)=0.486323故障后输出的有功电流为：324Ikp=min[Ki2−Ik2q,P0/U(1)k]……………………………(A.2)=1.12−0.4862=0.987325光伏发电单元电流参考值为：326I(1)ref=Ik2p+Ik2qejarctan(−Ikq/Ikp)……………………………(A.3)=0.4862+0.9872e-j0.458=1.1e-j0.458327A.3光伏发电站短路故障算例328A.3.1设定说明329算例拓扑如图A.1所示，图中编号表示母线节点。光伏发电站由35kV升压至220kV，并网点分330别是12、13、15、17、18；同步发电机由20kV升压至220kV网络，接入母线节点分别是4、5、11。0GB/TXXXXX—XXXX1019112220kV同步发电机G20kV261312021678负荷3GG4591723变压器18241522220kV35kV12251614光伏发电站331332图A.2算例拓扑333光伏发电站内光伏发电单元经35kV汇集线路汇集，再经升压站变压器升压至220kV送出。其中334经并网点12接入的光伏发电站内拓扑如图A.3.2所示，图中，光伏发电站25台光伏发电单元由5条汇335集线路汇集。35kV汇集母线汇集线路#1光伏发电单元2512升压站变压器外部系统38.5/230kV汇集线路#5336337图A.3接入220kV并网点12的光伏发电站拓扑338接入节点22、23、24、25、26的光伏容量分别为150、100、100、100、150MW。本算例中各光339伏发电站内光伏发电单元结构和参数均相同，计算时每个光伏发电站等值为一台光伏发电单元，忽略汇340集线路阻抗。光伏发电单元采用5.2规定的计算模型，其中所需参数取为附录A.1的推荐值。光伏发电341单元不提供负序电流，负序开路。342采用标幺值计算，系统基准容量SB取为1000MVA，基准电压UB分别取为20kV、37kV、230kV。343A.3.2计算步骤及结果344（1）平衡短路345图A.2.1节点1处发生三相金属性接地短路，按6.2中方法计算短路电流初始值，计算步骤和结果346如下所示。347a）根据GB/T15544.1规定方法，生成网络节点阻抗矩阵。348b）计算第j个光伏发电站的端电压Utj，其中Ut22的计算结果如下所示。U(1)=c−Zcmax+26ZI(1)t22minZ1,2222jk2211j=22349…………………(A.4)1.126=1−0.2269+Z22j0=0.51040.5098j=22350式中：(1)表示第1次迭代的结果。1GB/TXXXXX.2—XXXX351c）根据步骤b）得到的Utj、本标准5.2中的光伏发电单元平衡短路电流计算模型计算第m个光伏352发电站的短路电流，然后计算其故障分量ΔIktm，其中ΔIkt22的计算结果如下所示。353经节点22接入的光伏发电站的短路电流为：Ikq22(2)=min[KLvrt(0.9−U(1)k),Kqlim]SN/SB=1.5(0.9−0.5104)0.15=0.0877354I(2)=min[(KS/S)2−I2,P/U]=(1.10.15)2−0.08772=0.1398…………(A.5)kp22iNBkq0(1)kIkt22(2)=0.08772+0.13982e-j0.5601=0.165e-j0.5601355其故障分量ΔIkt22为：356Ik22(2)=Ikt22−Ikt220=0.165e-j0.5601−1=0.0883……………………(A.6)357d）重复步骤b）和c），经11次迭代时相邻两次间Ut的最大差值小于预设门槛值（算例中设为10-3583），每次迭代结果如下所示。359表A.2平衡短路时光伏发电站电压迭代值迭代次数\节点编号Ut22\p.u.Ut23\p.u.Ut24\p.u.Ut25\p.u.Ut26\p.u.10.51040.46120.46120.44000.441420.67250.69290.63740.71360.7697…9…0.62110.58510.61850.6417100.62190.62170.58560.61970.6435110.62240.62140.58530.61910.64260.6222360e）计算故障点短路电流初始值。I"=cmax+1=1.1+126361ZIZI(11)=2.313………………(A.7)kZkZkjMijktjZ11Z11j=221jkj362（2）不平衡短路363图A.2.1节点1处发生两相金属性相间短路，按6.3中方法计算短路电流初始值，计算步骤和结果364如下所示。365a）根据GB/T15544.1规定方法，计算网络中各电气设备的正序、负序、零序短路阻抗和正序、负366序、零序的节点阻抗矩阵，将光伏发电单元的等值负序阻抗追加至负序阻抗矩阵中。367b）计算第j个光伏发电站的端口正序电压U(1)tj，其中U(1)t22的计算结果如下所示。U(1)=1−0.22691.1+26Z0=0.7552…………………(A.8)368(1)t221.019622jj=22369c）根据步骤b）得到的U(1)tj、本标准5.3中的光伏发电单元不平衡短路电流计算模型计算ΔI(1)ktm，370计算过程与平衡短路相同。371d）重复步骤b）和c），经7次迭代时相邻两次间U(1)t的最大差值小于预设门槛值（算例中设为37210-3），每次迭代结果如下所示。373表A.3不平衡短路时光伏发电站正序电压迭代值迭代次数\节点编号U(1)t22\p.u.U(1)t23\p.u.U(1)t24\p.u.U(1)t25\p.u.U(1)t26\p.u.10.75520.73060.73060.72000.72072GB/TXXXXX—XXXX20.82830.85090.82020.85460.8678……50.80960.82730.80240.82170.819160.81020.82790.80290.82290.821370.81000.82770.80280.82250.8206374e）计算故障点短路电流初始值。3cmax+3I"=ZIk2Z(1)11+Z(2)11Z(1)11+Z(2)11jM(1)1j(1)ktj375……………(A.9）326Z(1)1jI(1)kj(7)=1.943=31.1+1.01961.0196j=22376__________________________3