ICS29.240.20F20中华人民共和国国家标准GB/TXXXXX.1—XXXX新能源场站及接入系统短路电流计算第1部分：风力发电Short-circuitcurrentcalculationofrenewableenergypowergenerationstationsandsystems—Part1:windpowergeneration征求意见稿2023-10-10XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施GB/TXXXXX.1—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.......................................................................................................................................................294总体要求......................................................................................................................................................3105计算模型......................................................................................................................................................3115.1一般要求.................................................................................................................................................3125.2双馈型风电机组...................................................................................................................................3135.3全功率变流型风电机组.......................................................................................................................6145.4鼠笼型风电机组...................................................................................................................................7155.5静止无功发生器...................................................................................................................................8165.6风电场等值模型...................................................................................................................................8175.7风电场接入系统...................................................................................................................................9186计算方法......................................................................................................................................................9196.1一般要求...............................................................................................................................................9206.2平衡短路.............................................................................................................................................10216.3不平衡短路.........................................................................................................................................1022附录A（资料性）算例..............................................................................................................................1323A.1风电场外部故障................................................................................................................................1324A.2风电场内部故障................................................................................................................................1925IGB/TXXXXX.1—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1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：。34IIGB/TXXXXX.1—XXXX35引言36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37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38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39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40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41源短路电流计算部分的替代。GB/TXXXXX拟由三个部分构成。42——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。43——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。44——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。45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.1—XXXX46新能源场站及接入系统短路电流计算第1部分：风力发电471范围48本文件规定了具有电流源特征的风电场及接入电力系统的短路电流计算模型和计算方法。49本文件适用于通过交流方式接入10(6)kV及以上电压等级交流网络的风电场及接入系统的短路电流50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/T19963.1风电场接入电力系统技术规定第1部分：陆上风电57GB/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583术语、定义和符号593.1术语和定义60GB/T15544.1、GB/T19963.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。613.1.162风电机组windturbinegeneratorsystem63将风的动能转换为电能的系统。64注：包含双馈型风电机组、全功率变流器型风电机组、鼠笼型风电机组。653.1.266双馈型风电机组doubly-fedwindturbine67由双馈异步发电机、机组单元变压器组成的设备。683.1.369全功率变流器型风电机组fullpowerconverterwindturbine70由直驱永磁风力发电机或半直驱永磁风力发电机、机组单元变压器组成的设备。713.1.472鼠笼型风电机组squirrel-cagewindturbine73由鼠笼异步风力发电机、机组单元变压器组成的设备。743.1.575静止无功发生器staticreactivepowergenerator76基于电压源变流器或电流源变流器的动态无功补偿装置。773.1.678风电机组短路电流short-circuitcurrentofwindturbinegeneratorsystem79电力系统发生短路故障时，风电机组单元变压器高压侧母线或节点处流向系统的电流。803.1.781风电场短路电流short-circuitcurrentofwindpowerstation82电力系统发生短路故障时，风电场主升压变压器高压侧母线或节点处流向系统的电流。833.1.81GB/TXXXXX.1—XXXX84节点阻抗矩阵的自阻抗self-impedanceofthenodalimpedancesmatrix85Z(1)ii,Z(2)ii,Z(0)ii86短路点i的正序、负序或零序节点阻抗矩阵的对角元素。87[来源：GB/T15544.1-2023,3.28]883.1.989节点阻抗矩阵的互阻抗mutual-impedanceofthenodalimpedancesmatrix90Z(1)ij91正序节点阻抗矩阵的元素：i是短路节点，j是风电设备连接的升压变压器低压侧节点。92[来源：GB/T15544.1-2023,3.29]933.1.1094迭代法iterativemethod95根据受控电流源设备侧和电网侧的电压—电流方程，通过不断用变量的旧值递推新值的计算过程，96求解受控电流源端口电压和电流的方法。973.2符号98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99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IkWsum风电设备提供的短路电流稳态值之和IkW风电设备故障后输出电流Iref风电设备故障后输出电流参考值UkW风电设备故障后端口电压Un系统标称电压，线电压（有效值）UN风电设备额定电压，线电压（有效值）SN风电设备额定容量IN风电设备额定电流（有效值）Imax风电设备最大输出电流允许值c电压系数n迭代计算次数Δ增量100下列下角标符号适用于本文件。k短路i故障点2GB/TXXXXX.1—XXXXW风电设备(1)正序(2)负序(0)零序min最小值max最大值N额定值1014总体要求1024.1风电场内全部风电机组、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行建模，103机组间汇流线路、升压变压器宜作为支路追加至电网部分模型中，在缺乏风电场内拓扑参数或受限于计104算规模时可采用风电场等值模型。1054.2风电机组、静止无功发生器应采用受控电流源或等效阻抗形式建模，等效阻抗宜作为支路追加至106电网部分模型中。1074.3风电场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，故障点短路电流为等108效电压源和受控电流源提供的短路电流之和，其中受控电流源提供的短路电流宜采用迭代法求解。1095计算模型1105.1一般要求1115.1.1风电场内各设备应按表1方法进行建模，其中储能设备根据GB/TXXXXX.3《新能源场站及接112入系统短路电流计算第3部分储能电站》规定的方法建模。113表1风电场内各设备的正序、负序及零序模型设备类型故障运行模式正序模型负序模型零序模型受控电流源等效阻抗开路双馈型风未配置撬棒电路或撬棒电路不动作等效阻抗等效阻抗开路受控电流源等效阻抗开路电机组撬棒电路动作等效阻抗等效阻抗开路受控电流源等效阻抗开路全功率变流型风电机组（直驱、半直驱）鼠笼型风电机组静止无功发生器1145.1.2双馈型风电机组的故障运行模式宜根据机端电压跌落幅度判定，撬棒电路的临界动作值由厂家115提供，如厂家无法提供可按照机端电压低于0.3p.u.即动作进行计算。1165.2双馈型风电机组1175.2.1拓扑结构及等效电路118双馈型风电机组典型拓扑结构及等效电路见图1。3GB/TXXXXX.1—XXXXG3LVHV~撬棒ACDC撬棒电路DCAC电路119120（a）典型拓扑结构HV121122（b）正序等效电路—撬棒电路不动作（c）负序等效电路—撬棒电路不动作HVHV123124（d）正序、负序等效电路—撬棒电路动作（e）零序等效电路—撬棒电路动作、不动作125图1双馈型风电机组模型示意图1265.2.2平衡短路1275.2.2.1短路电流稳态值按如下两类情况计算：128a）未配置撬棒电路或撬棒电路不动作情况下，双馈型风电机组作为电源向电网提供短路电流，采129用受电压控制的电流源模型，输出电流按式（1）计算。130IkW=Iref(1)………………………………………………（1）131故障后机组正序电流参考值Iref(1)由风电场低电压穿越时机组控制策略和机端正序电压决定，宜通过132厂家实测给出，缺失时可根据GB/T19963.1按式（2）计算。Pref−jQrefI,U(1)kWUL1SNNU(1)kWUL1Im2ax−minIq2ref(1),Im2ax−jminIqref(1),Imax,Iref(1)=………………（2）133minPSrNefIN,()KU−UI=L(1)L2(1)kWIqref(1)UNN134式中：135Pref——故障前有功功率参考值；136Qref——故障前无功功率参考值；137KL(1)——低电压穿越正序无功电流系数，通常取值1.5~3.0；138U(1)kW——故障后机端正序电压幅值，由迭代计算确定；139UL1——进入低电压穿越控制状态的电压阈值；4GB/TXXXXX.1—XXXX140UL2——低电压穿越无功电流计算的电压参考值。141b）撬棒电路动作情况下，双馈型风电机组不作为电源向电网提供短路电流，采用等效阻抗模型，142输出电流按式（3）计算：143I=U(1)kW………………………………………………（3）ZkWCR(1)144式中：145ZCR(1)——撬棒电路动作情况下双馈型风电机组的正序等效阻抗。146正序等效阻抗ZCR(1)按式（4）计算。147ZCR(1)=jXm//Rr+RCR+jX+Rs+jXsl+Rt+jXt…………………………（4）srl148式中：149RCR——折算至定子侧的撬棒电阻值；150Rr——折算至定子侧的转子绕组电阻值；151Rs——定子绕组电阻值；152Rt——箱变短路电阻值；153s——转差率，可取值为1.0；154Xm——激磁电抗值；155Xrl——折算至定子侧的转子绕组漏电抗值；156Xsl——定子绕组漏电抗值；157Xt——箱变短路电抗值。1585.2.2.2短路电流初始值按式（5）计算。159IkW=IkW………………………………………………（5）1605.2.2.3短路电流非周期分量按如下两类情况计算：161a）未配置撬棒电路或撬棒电路不动作情况下，忽略双馈型风电机组向系统贡献的短路电流直流分162量；163b）撬棒电路动作情况下，将双馈型风电机组的等效阻抗追加至电网节点阻抗矩阵，用于计算系统164短路电流直流分量。1655.2.2.4短路电流峰值按如下两类情况计算：166a）未配置撬棒电路或撬棒电路不动作条件下，将机组等效为电流源，按式（6）计算。167I=2I………………………………………………（6）pWkW168b）撬棒电路动作情况下，将机组等效为阻抗，按式（7）计算。169I=2I…………………………………………（7）pWWD1kW170式中：171WD1——撬棒电路动作条件下双馈型风电机组的平衡短路峰值电流系数，根据GB/T15544.1规定172的峰值系数确定方法。1735.2.2.5对称开断电流按式（8）计算。5GB/TXXXXX.1—XXXX174IbW=IkW…………………………………………………（8）1755.2.3不平衡短路1765.2.3.1短路电流正序分量I(1)kW的计算，采用与平衡短路电流一致的模型。1775.2.3.2短路电流负序分量按如下两类情况计算：178a）撬棒电路不动作情况下采用负序等效阻抗模型，输出负序电流稳态值按式（9）计算。U(2)kW……………………………………………（9）179I(2)kW=Z(2)kW180对于根据GB/T19963.1采用负序无功控制的机组，负序等效阻抗Z(2)kW按式（10）计算；对于未根181据GB/T19963.1采用负序无功控制的机组，Z(2)kW由设备厂家实测提供。182Z=jUN2………………………………………（10）(2)kWKL(2)SN183b）撬棒电路动作情况下采用负序等效阻抗模型，输出负序电流稳态值按式（11）计算，等效阻抗184值按式(14)计算。185Z(2)kW=ZCR(2)……………………………………………（11）186式中：187ZCR(2)——撬棒电路动作情况下双馈型风电机组的负序等效阻抗，按式（12）计算。188ZCR(2)=−jXm//Rr+RCR−jX+Rs−jXsl+Rt+jXt………………………（12）2−srl1895.2.3.3短路电流初始值按式（13）计算。190I=I+I…………………………………………（13）kW(1)kW(2)kW1915.2.3.4短路电流峰值按如下两类情况计算：192a）撬棒电路不动作情况下，按式（14）计算。193I=2I…………………………………………（14）pWWD2kW194式中：195WD2——撬棒电路不动作条件下双馈型风电机组不平衡短路峰值电流系数，由设备厂家实测给出。196b）撬棒电路动作情况下，按式（15）计算。197I=2I…………………………………………（15）pWWD1kW1985.3全功率变流型风电机组1995.3.1拓扑结构及等效电路200全功率变流型风电机组典型拓扑结构及等效电路见图2。6GB/TXXXXX.1—XXXXACDCLVHVG3~DCAC201202（a）典型拓扑结构HVHV203204（b）正序等效电路（c）负序等效电路（d）零序等效电路205图2全功率变流型风电机组模型示意图2065.3.2平衡短路207短路电流各分量按照以下方法计算：208a）短路电流稳态值IkW参照双馈型风电机组，按式（1）计算；209b）短路电流初始值按式（16）计算；210IkW=IkW……………………………………………（16）211c）短路电流峰值按式（17）计算；212I=2I……………………………………………（17）pWkW213d）对称开断电流按式（18）计算。214IbW=IkW…………………………………………………（18）2155.3.3不平衡短路216短路电流各分量按照以下方法计算：217a）短路电流正序分量采用与平衡短路电流一致的模型计算；218b）短路电流负序分量采用等值阻抗模型计算，按式（9）计算；219c）短路电流初始值按式（13）计算；220d）短路电流峰值按式（14）计算。2215.4鼠笼型风电机组2225.4.1拓扑结构及等效电路223鼠笼型风电机组典型拓扑结构及等效电路见图3。HVG3LVHV~224225（a）典型拓扑结构（b）正、负、零序等效电路7GB/TXXXXX.1—XXXX226图3典型鼠笼型风电机组模型示意图2275.4.2平衡短路228短路电流稳态值、初始值、峰值、对称开断电流根据GB/T15544.1规定的异步电动机方法计算。2295.4.3不平衡短路230短路电流稳态值、初始值、峰值根据GB/T15544.1规定的异步电动机方法计算。2315.5静止无功发生器2325.5.1拓扑结构及等效电路233静止无功发生器典型拓扑结构及等效电路见图4。DCAC234235a）静止无功发生器拓扑结构HVHV236237（b）正序等效电路（c）负序等效电路（d）零序等效电路238图4静止无功发生器模型示意图2395.5.2平衡短路2405.5.2.1短路电流稳态值IkW参照双馈型风电机组，按式（1）计算，其中Iref(1)的计算包含如下情况：241a）静止无功发生器的低电压穿越策略与全功率变流型风电机组一致时，参考双馈型风电机组，按242式（2）计算，其中Pref值为零。243b）静止无功发生器在故障期间采用与故障前一致的定无功或定电压控制模式时，按式（19）计算。244Iref(1)=jImax………………………………………………（19）245c）静止无功发生器在故障期间采用其他控制策略时，由厂家给定计算模型。2465.5.2.2短路电流其余分量按照以下方法计算：247a）短路电流初始值按式（16）计算；248b）短路电流峰值按式（17）计算；249c）对称开断电流按式（18）计算。2505.5.3不平衡短路251不平衡短路电流的计算按照本文件5.3.2规定的方法进行。2525.6风电场等值模型2535.6.1可将相同结构和参数的风电机组等效为1台等值风机、将汇流线路等效为1个等值阻抗，等值254风机与等值阻抗串联，等值风机输出电流为各机组输出电流之和。8GB/TXXXXX.1—XXXX2555.6.2可将相同结构和参数的静止无功发生器等效为1台等值设备，其输出电流为各静止无功发生器256输出电流之和。2575.6.3风电场输出电流为全部等值设备输出电流之和。2585.7风电场接入系统2595.7.1风电场接入系统的等效电路见图5，由升压变压器、汇流线路等效阻抗以及1台或数台等值风260电设备组成。UZLaUZTakW1kW2IkW1IkW2Uk+IWD-aSVG-akZTbZgUkW4UkW3ZLbIkW4-IkW3WD-bSVG-b261262图5风电场接入的系统的等效电路263图中：264UkWj——第j台等值风电设备的端口电压；265IkWj——第j台等值风电设备的输出电流，受其端口电压UkWj控制；266ZL——风电场汇流线路的等效阻抗；267ZT——风电场升压变阻抗；268Zg——风电场外部电力网络的节点阻抗矩阵。2695.7.2将汇流线路阻抗、升压变压器阻抗并入电网部分模型，将采用等效阻抗模型的风电设备追加至270电网部分模型，将采用受控电流源模型的风电设备进行独立建模并求解其提供的短路电流。2716计算方法2726.1一般要求2736.1.1风电场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两部分短路电流，故障274点短路电流的初始值按式（20）计算：I=cUn+1ZI=I+I275k…………………………（20）3ZkZkjWijkWjkGkWsum276式中：277c——电压系数，按照GB/T15544.1规定的方法取值；278Zk——故障点短路阻抗，三相故障下等于节点阻抗矩阵中故障点的自阻抗；279∆IkWj——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。2806.1.2风电场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，其中正序分量281应按照平衡短路进行计算，负序分量采用含风电设备阻抗的系统负序阻抗矩阵进行计算。9GB/TXXXXX.1—XXXX2826.1.3计算风电场接入系统最大短路电流时应满足以下条件：283a）式（20）中c取其最大值cmax；284b）风电机组、静止无功发生器按全部并网计算；285c）故障前风电机组、静止无功发生器并网点电压按最低运行电压计算，可取值为cminUn；286d）故障前风电机组输出的有功电流取其额定电流。2876.2平衡短路2886.2.1采用迭代法计算风电设备在故障前后的输出电流增量∆IkWj按照以下方法进行：289a）将全部等效阻抗型设备的阻抗值追加至电网节点阻抗矩阵中，得到修正的节点阻抗矩阵，令n=0，290令全部受控电流源设备的故障电流增量为零，即对于第j台设备有ΔIkWj(n)=0，作为迭代初值。291b）采用式（21）计算第n次迭代时第j台受控电流源设备电压UkWj(n)。U(n)=UkW0j−cUnZ+ZI(n)………………………（21）292kWj33ZijmjkWmkmW293式中：294UkW0j——第j台受控电流源设备故障前的端口电压，由故障前潮流计算得到，在缺乏数据时可取值295为cUn。296c）依据本文件第5.2～5.5条，依据第j台受控电流源设备端电压UkWj(n)计算其故障输出电流IkWj(n)，297并采用式（22）计算第n+1次迭代时的输出电流增量ΔIkWj(n+1)。298IkWj(n+1)=IkWj(n)−IkW0j…………………………………（22）299IkWj(n)——第n次迭代中第j台受控电流源设备故障后的输出电流相量；300IkW0j——第j台受控电流源设备故障前的输出电流相量，由故障前潮流计算得到。在缺乏数据时，301对于风电机组可取值为额定有功电流，对于静止无功发生器可取值为额定感性无功电流。302d）判断是否满足全部受控电流源设备UkWj(n)−UkWj(n−1)值均小于预设门槛值的条件，当n=0时认303为不满足。如不满足，取n=n+1，重复步骤b）和c）；如满足，结束迭代并输出ΔIkWj(n)。3046.2.2短路电流各分量按照以下方法计算：305a）采用式（20）计算故障点短路电流初始值Ik"。306b）采用式（23）计算故障点短路电流稳态值Ik。I=I+1ZI=I+I……………………………（23）307kkGZkjWijkWjkGkWsum308式中：309IkG——等效电压源贡献的故障点短路电流稳态值按照GB/T15544.1规定的方法计算。310c）根据GB/T15544.1，依据故障点短路电流初始值Ik"计算开断电流和短路电流峰值。3116.3不平衡短路3126.3.1对于单相短路，采用迭代法计算风电设备在故障前后的正序电流增量∆I(1)kWj按照以下步骤进行：313a）根据GB/T15544.1计算电网的正序、负序、零序节点阻抗矩阵，追加风电设备的等效正序、负314序阻抗，得到修正的节点阻抗矩阵，令n=0，令全部受控电流源设备的正序电流增量为零，即对于第j315台设备有ΔI(1)kWj(n)=0，作为迭代初值。316b）按式（24）计算第n次迭代时第j台受控电流源设备的正序电压U(1)kWj(n)。10GB/TXXXXX.1—XXXXUn=U(1)kW0j−cUnZ+ZIn……………（24）()()317(1)kWj33Z(1)ii+Z(2)ii+Z(0)ii(1)ijmW(1)mj(1)kWm318c）根据本文件5.1～5.4，依据第j台受控电流源设备正序电压U(1)kWj(n)计算其正序电流I(1)kWj(n)，319并采用式（25）计算第n+1次迭代时的正序电流增量ΔI(1)kWj(n+1)。320I(1)kWj(n+1)=I(1)kWj(n)−IkW0j………………………………（25）321d）判断是否满足全部受控电流源设备U(1)kWj(n)−U(1)kWj(n−1)值均小于预设门槛值的条件，当n=0时322认为不满足。如不满足，取n=n+1，重复步骤b）和c）；如满足，结束迭代并输出ΔI(1)kWj(n)。3236.3.2对于单相短路，短路电流各分量按照以下方法计算：324a）采用式（26）计算故障点正、负、零序短路电流初始值I(1,2,0)k。cUn+1325I=Z(1)ijI(1)kWj……………（26）(1,2,0)k3Z(1)ii+Z(2)ii+Z(0)iiZ(1)ii+Z(2)ii+Z(0)iijW326b）按式（27）计算故障点正、负、零序短路电流的稳态值。327I(1,2,0)k=I(1,2,0)kG+1Z(1)ijI(1)kWj…………………（27）Z(1)ii+Z(2)ii+Z(0)iijW328式中：329I(1,2,0)kG——等效电压源贡献的故障点正、负、零序短路电流稳态值根据GB/T15544.1规定的方法330计算。331c）根据GB/T15544.1，依据故障点短路电流初始值I(1,2,0)k计算开断电流和短路电流峰值。3326.3.3对于两相短路，迭代计算步骤参照单相短路，其中式（24）采用式（28）代替。Un=U(1)kW0j−cUn()()333(1)kWjZ+ZIn………………（28）3(1)ij(1)mj(1)kWm3Z+Z(1)ii(2)iimW334式（26）采用式（29）代替。cUn+1ZI……………………（29）335I=(1,2,0)k3Z(1)ii+Z(2)iiZ(1)ii+Z(2)iijW(1)ij(1)kWj336式（27）采用式（30）代替。+1……………………（30）337I=IZI(1,2,0)k(1,2,0)kGZ+Z(1)ij(1)kWj(1)ii(2)iijW3386.3.4对于两相接地短路，迭代计算步骤参照单相短路，其中式（24）采用式（31）代替。Un=U(1)kW0j−cUnn…………（31）()()339(1)kWjZ+ZI33Z+Z(2)iiZ(0)ii(1)ijmW(1)mj(1)kWm(1)iiZ(2)ii+Z(0)ii340式（26）采用式（32）代替。11GB/TXXXXX.1—XXXXcUn+1……………（32）341I=ZI(1,2,0)k3Z+Z(2)iiZ(0)iiZ+Z(2)iiZ(0)iijW(1)ij(1)kWj(1)iiZ(2)ii+Z(0)ii(1)iiZ(2)ii+Z(0)ii342式（27）采用式（33）代替。I=I+1……………………（33）343ZI(1,2,0)k(1,2,0)kGZZ(1)ij(1)kWjZ+(2)ii(0)iijW(1)iiZ(2)ii+Z(0)ii34412GB/TXXXXX.1—XXXX345附录A346（资料性）347算例348A.1风电场外部故障349A.1.1直驱风电场简单系统350A.1.1.1算例计算条件如下：351a）系统拓扑结构及故障点位置见图A.1，系统仿真参数见表A.1；352b）风电场额定容量为50MW，含25台直驱风电机组，机组参数见表A.2；353c）采用基于潮流的迭代算法和电磁暂态仿真两种计算方法。AC35/115kVIL2IL1DCZL2ZL1VsZL3ZT1If354355图A.1风电场外部故障算例的拓扑结构图356表A.1风电场外部故障算例的系统仿真参数参数单位值参数单位值SBMVA50VBkV115ZT10+j0.15ZL1pu0+j0.2ZL2pu0+j0.001ZL3pu0+j0.1Vspu1.0pu357表A.2直驱风电机组仿真参数（标幺值依据机组额定容量计算）参数单位值参数单位值SGMVA2VGkV0.69Kppu1.5Ki1/s100KLpu1.5VLpu0.9Ltpu0.5Prefpu0.5358A.1.1.2算例计算结果如下：359a）三相短路时各支路短路电流正序分量见表A.3；360b）单相短路时各支路短路电流序分量分别见表A.4~表A.6。36113GB/TXXXXX.1—XXXX362表A.3三相故障下直驱风电场并网系统短路电流计算结果序号支路忽略风电场正序电流(pu)电磁暂态仿真3.31基于潮流的迭代算法3.231ZL1支路0.000.812ZL2支路3.313.343.603故障点对地0.813.52363表A.4单相故障下直驱风电场并网系统短路电流计算结果（忽略风电场）序号支路正序电流(pu)负序电流(pu)零序电流(pu)1ZL1支路1.2731.2730.5462ZL2支路0.000.000.7273故障点对地1.2731.2731.273364表A.5单相故障下直驱风电场并网系统短路电流计算结果（基于潮流的迭代算法）序号支路正序电流(pu)负序电流(pu)零序电流(pu)1ZL1支路1.2391.3490.5542ZL2支路0.5300.2270.7373故障点对地1.2911.2911.291365表A.6单相故障下直驱风电场并网系统短路电流计算结果（电磁暂态仿真）序号支路正序电流(pu)负序电流(pu)零序电流(pu)1ZL1支路1.2731.3460.5510.5360.2230.7332ZL2支路1.2841.2841.2843故障点对地366A.1.2双馈风电场简单系统367A.1.2.1算例计算条件如下：368a）系统拓扑结构及故障点位置同图A.1，系统仿真参数同表A.1；369b）风电场额定容量为50MW，含8台双馈风电机组，机组参数见表A.7；370c）采用基于潮流的迭代算法和电磁暂态仿真两种计算方法。371表A.7双馈风电机组仿真参数（标幺值依据机组额定容量计算）参数单位值参数单位值SGMVA6.25VGkV0.69Kppu4Ki1/s100KLpu1.5VLpu0.9Ltpu0.5RcrΩ0.5Prefpu0.5372A.1.2.2撬棒电路不动作时计算结果如下：373a）三相短路时各支路短路电流正序分量见表A.8；14GB/TXXXXX.1—XXXX374b）单相短路时各支路短路电流的序分量分别见表A.9~表A.11。375表A.8三相故障下双馈风电场并网系统短路电流计算结果序号支路忽略风电场正序电流(pu)电磁暂态仿真3.31基于潮流的迭代算法3.231ZL1支路0.000.812ZL2支路3.313.343.603故障点对地0.813.52376表A.9单相故障下双馈风电场并网系统短路电流计算结果（忽略风电场）序号支路正序电流(pu)负序电流(pu)零序电流(pu)1ZL1支路1.2731.2730.5462ZL2支路0.000.000.7273故障点对地1.2731.2731.273377表A.10单相故障下双馈风电场并网系统短路电流计算结果（基于潮流的迭代算法）序号支路正序电流(pu)负序电流(pu)零序电流(pu)1ZL1支路1.5320.9250.6172ZL2支路1.0220.5850.8213故障点对地1.4701.4701.470378表A.11单相故障下双馈风电场并网系统短路电流计算结果（电磁暂态仿真）序号支路正序电流(pu)负序电流(pu)零序电流(pu)0.6261ZL1支路1.5340.9010.8361.4622ZL2支路1.0140.5793故障点对地1.4621.462379A.1.2.3撬棒电路动作时计算结果如下：380a）三相短路时各支路短路电流正序分量见表A.12；381b）单相短路时各支路短路电流的序分量分别见表A.13~表A.15。382表A.12三相故障下双馈风电场并网系统短路电流计算结果序号支路忽略风电场正序电流(pu)电磁暂态仿真基于潮流的迭代算法1ZL1支路3.313.163.162ZL2支路0.000.900.863故障点对地3.313.823.7238315GB/TXXXXX.1—XXXX384表A.13单相故障下双馈风电场并网系统短路电流计算结果（忽略风电场）序号支路正序电流(pu)负序电流(pu)零序电流(pu)1ZL1支路1.2731.2730.5462ZL2支路0.000.000.7273故障点对地1.2731.2731.273385表A.14单相故障下双馈风电场并网系统短路电流计算结果（基于潮流的迭代算法）序号支路正序电流(pu)负序电流(pu)零序电流(pu)1ZL1支路1.6180.9220.6182ZL2支路1.1220.6010.8323故障点对地1.4531.4531.453386表A.15单相故障下双馈风电场并网系统短路电流计算结果（电磁暂态仿真）序号支路正序电流(pu)负序电流(pu)零序电流(pu)1ZL1支路1.6100.9100.6141.0980.5440.8252ZL2支路1.4321.4321.4323故障点对地387A.1.3多个风电场接入系统388A.1.3.1算例计算条件如下：389a）系统拓扑结构见图A.2；390b）5座风电场的额定容量分别为100MW、100MW、100MW、160MW、160MW，故障前有功功391率均为0.5pu；392c）故障点为220kV母线5，故障类型为三相短路；393d）采用基于潮流的迭代算法、不基于潮流的迭代算法、GB/T15544.1算法和电磁暂态仿真四种计394算方法；395e）采用不基于潮流的迭代算法及GB/T15544.1算法计算最大短路电流时，cmax=1.1，cmin=1.0。16GB/TXXXXX.1—XXXX248G220kV/230kV2625162018WG516km72km34.1km9.82km负荷35kV/230kV312219123km44.7km27.6km负荷WG135kV/230kV21104km5负荷21.9km23故障点G120kV/230kV42WG220km1524.5km35kV/230kV63.2km31.7km17负荷56.2km621.8km1210972.6km32km54.7kmWG335kV/230kV1311714125.9km34kmG3WG420kV/230kV35kV/230kV396图A.2多个风电场接入系统故障算例的拓扑结构图397398A.1.3.2算例计算过程如下：399a）计算三相短路电流时，迭代9次后收敛；400b）各次迭代后风电场电压、电流分别见表A.16、表A.17。401表A.16各次迭代后的风电场电压幅值(pu，基于机组额定容量)迭代次数1234567890.66330.51000.51740.56070.54230.53410.54410.5432风电场10.52650.59620.42200.42870.48640.46150.45010.46390.46280.54040.39810.40470.45160.43080.42150.43310.4321风电场20.41970.79770.46910.49680.61320.55740.53400.56470.56180.86810.47160.50980.65440.58290.55360.59300.5892风电场30.3944风电场40.5419风电场50.576840217GB/TXXXXX.1—XXXX403表A.17各次迭代后的风电场电流相量(pu，基于机组额定容量)迭代次数123456789风电场10.5000-0.0.2961-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.5000i9552i4577i4700i5795i5414i5228i5427i5414i风电场20.5000-0.0.2961-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.5000i9552i5881i5864i7120i6637i6391i6663i6645i风电场30.5000-0.0.2961-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.5000i9552i6490i6461i7478i7077i6882i7108i7090i风电场40.5000-0.0.2961-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.5000i9552i3453i3999i6256i5175i4720i5315i5260i风电场50.5000-0.0.2961-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.0.5000-0.5000i9552i2663i3452i6139i4769i4220i4976i4900i404A.1.3.3算例计算结果如下：405a）三相短路时故障点短路电流计算结果见表A.18；406b）单相短路时故障点正序短路电流计算结果见表A.19。407表A.18三相短路时故障点短路电流计算结果初始初始电磁暂基于潮流的迭代算法不基于潮流的迭代算法（本文件方法GB/T15544.1算法计算的最大短路电流）计算的最大短路电流电压功率态仿真(pu)(%)(kA)电流(kA)误差(%)电流(kA)误差(%)电流(kA)误差(%)1.1105.9915.8742.06.0150.46.4818.21.1505.8505.9020.96.0543.56.48110.81.1905.6905.8693.16.0596.56.48113.91.05505.6105.4321.06.0547.96.48115.51.0505.3725.6671.16.05412.76.48120.66.059最大值5.991——12.76.48120.6408表A.19单相短路时故障点正序短路电流计算结果初始初始电磁暂基于潮流的迭代算法不基于潮流的迭代算法（本文件方法GB/T15544.1算法计算的计算的最大短路电流）最大短路电流电压功率态仿真(pu)(%)(kA)电流(kA)误差(%)电流(kA)误差(%)电流(kA)误差(%)1.1102.2662.2790.62.3333.02.65817.31.1502.2402.2781.72.3344.22.65818.71.1902.2422.2791.62.3344.12.65818.51.05502.1492.1992.32.3348.62.65823.71.0502.0592.1092.42.33413.32.65829.1最大值2.266——2.33413.32.65829.118GB/TXXXXX.1—XXXX409A.2风电场内部故障410A.2.1算例计算条件如下：411a）系统拓扑结构见图A.3；412b）风电场额定容量为50MW，含25台2MW直驱风电机组，各机组故障前有功电流Id0见表A.20；413c）故障位置为风电场内部35kV汇流线路A段，故障类型为三相短路、两相短路；414d）采用基于潮流的迭代算法、不基于潮流的迭代算法、GB/T15544.1算法和电磁暂态仿真四种计415算方法；416e）采用不基于潮流的迭代算法及GB/T15544.1算法计算最大短路电流时，cmax=1.1，cmin=1.0。并网母线35kV115kV交流电网馈线AΔY风机A1风机A2风机Ak风机Ak+1风机An馈线B风机B1风机B2风机B3风机BnSVG417418图A.3风电场内部故障算例的拓扑结构图419表A.20风电场内各机组的位置编号及故障前有功电流机组号123456789Id0(pu)0.270.240.050.330.430.200.480.410.11位置编号A1A2A3A4A5A6A7A8A9机组号101112131415161718Id0(pu)0.570.620.600.550.450.640.590.550.43位置编号A10A11A12A13A14A15A16B1B2机组号19202122232425Id0(pu)0.320.710.330.430.200.480.41位置编号B3B4B5B6B7B8B9420A.2.2故障点正序短路电流的计算结果见表A.21。421表A.21风电场内部故障算例的短路电流计算结果电磁暂基于潮流的迭代算法不基于潮流的迭代算法（本文件GB/T15544.1算法计算的最态仿真方法计算最大短路电流）大短路电流故障类型(kA)电流(kA)误差(%)电流(kA)误差(%)电流(kA)误差(%)三相短路2.0502.0062.22.1354.12.30612.50.874两相短路0.8290.8161.65.41.15839.7422__________________________19