GB/T 44659.1-2024 新能源场站及接入系统短路电流计算 第1部分：风力发电

ICS2924020

CCSF.20.

中华人民共和国国家标准

GB/T446591—2024

.

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-circuitcurrentcalculationofrenewableenergypowergeneration

stationsandconnectionsstems—Part1Windowereneration

y:pg

2024-10-26发布2025-05-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T446591—2024

.

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语定义和符号

3、…………………………1

术语和定义

3.1…………………………1

符号

3.2…………………1

总体要求

4…………………2

计算模型

5…………………3

一般要求

5.1……………3

双馈型风电机组

5.2……………………3

全功率变流型风电机组

5.3……………5

鼠笼型风电机组

5.4……………………6

静止无功发生器

5.5……………………6

风电场等值模型

5.6……………………7

含多个风电场接入的电力系统

5.7……………………7

计算方法

6…………………8

平衡短路

6.1……………8

不平衡短路

6.2…………………………9

计算示例

6.3……………11

附录资料性受控电流源模型迭代求解流程

A()………12

附录资料性算例

B()……………………13

Ⅰ

GB/T446591—2024

.

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件是新能源场站及接入系统短路电流计算的第部分已经发布了

GB/T44659《》1。GB/T44659

以下部分

:

第部分风力发电

———1:;

第部分光伏发电

———2:;

第部分储能电站

———3:。

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

。。

本文件由中国电力企业联合会提出

。

本文件由全国短路电流计算标准化技术委员会归口

(SAC/TC424)。

本文件起草单位中国电力科学研究院有限公司国家电网有限公司广东电网有限责任公司国家

:、、、

电网有限公司华东分部西安交通大学华中科技大学南方电网数字电网研究院股份有限公司金风科

、、、、

技股份有限公司深圳市禾望电气股份有限公司广东新型储能国家研究院有限公司

、、。

本文件主要起草人孙华东李亚楼周佩朋徐文佳张彦涛张玉红王虹富项祖涛霍启迪

:、、、、、、、、、

魏春霞王蒙李建华段翔颖谢平平郭涛马溪原文明浩张晨浩杨志千周党生刘涛吕思琦

、、、、、、、、、、、、、

向玮华高志宣宋瑞华张健陈麒宇牟佳男薛恒宇王秋楠陆秋瑜陈玉陈德扬艾斯卡尔

、、、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T446591—2024

.

引言

对于新能源场站及接入系统发生的短路故障有必要细化新能源场站短路计算的模型和方法以提

,

高计算精度由于风电光伏及储能在设备特性和场站结构等方面存在差异需分别对其短路计算方法

,、,

进行规定因此编制了新能源场站及接入系统短路电流计算拟由三个部

,GB/T44659《》。GB/T44659

分构成

。

第部分风力发电目的在于明确风电场及接入系统短路电流计算方法

———1:。。

第部分光伏发电目的在于明确光伏电站及接入系统短路电流计算方法

———2:。。

第部分储能电站目的在于明确储能电站及接入系统短路电流计算方法

———3:。。

Ⅳ

GB/T446591—2024

.

新能源场站及接入系统短路电流计算

第1部分风力发电

:

1范围

本文件规定了风电场及接入系统的短路电流计算模型和计算方法

。

本文件适用于通过工频交流方式接入及以上电压等级交流网络且变流器具有电流源

10(6)kV,

特征的风电场的短路电流计算接入其他电压等级交流网络的风力发电系统参照执行

。。

2规范性引用文件

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

,;,()

本文件

。

三相交流系统短路电流计算第部分电流计算

GB/T15544.11:

风电场接入电力系统技术规定第部分陆上风电

GB/T19963.11:

新能源场站及接入系统短路电流计算第部分光伏发电

GB/T44659.22:

新能源场站及接入系统短路电流计算第部分储能电站

GB/T44659.33:

3术语定义和符号

、

31术语和定义

.

界定的术语和定义适用于本文件

GB/T15544.1、GB/T19963.1。

32符号

.

321本文件中列出的公式计算时可采用有名值或标幺值采用有名值计算时使用法定计量单位

..,,。

字母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

,。。

交流

AC

a·复数运算符

c电压系数

直流

DC

三相发电机

G3

风电机组静止无功发生器或储能设备的并网端口如存在单元变压器则为单元变压

HV、,

器高压侧

·

I三相短路电流交流分量稳态值

k

·

I″三相短路电流交流分量初始值

k

·

I等效电压源提供的三相短路电流交流分量稳态值

kG

·

I″等效电压源提供的三相短路电流交流分量初始值

kG

1

GB/T446591—2024

.

·

I″最大三相短路电流交流分量初始值

kmax

·

I三相短路时风电机组静止无功发生器或储能设备输出电流的稳态值

kW、

I三相短路时全部风电机组静止无功发生器及储能设备向故障点提供的短路电流幅值

kWsum、

之和

I风电机组静止无功发生器或储能设备最大输出电流允许值可取值为折算至侧

max、,HV

的额定电流的倍以上

1.05

I风电机组静止无功发生器或储能设备折算至侧的额定电流有效值

N、HV()

风电机组静止无功发生器或储能设备单元变压器低压侧如不存在单元变压器则与

LV、,

为同一端口

HV

n迭代次数

S风电机组静止无功发生器或储能设备的额定容量

N、

·

U风电机组静止无功发生器或储能设备在故障下的侧相电压

kW、HV

U系统标称电压线电压有效值

n,()

U风电机组静止无功发生器或储能设备折算至侧的额定电压线电压有效值

N、HV,()

·

Z风电机组静止无功发生器或储能设备的等效阻抗

kW、

·

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的互阻抗

、j

·

Z故障点短路阻抗

k

增量

Δ

322下列下角标符号适用于本文件

..。

正序

(1)

负序

(2)

零序

(0)

i故障点对应的节点序号

或三相短路

kk3

单相接地短路见图

k1[10a)]

两相短路见图

k2[10b)]

两相接地短路见图

k2E[10c)]

两相接地短路见图

k2EL2[10c)]

两相接地短路见图

k2EL3[10c)]

最大值

max

最小值

min

额定值

N

参考值

ref

风电机组静止无功发生器或其他类型新能源设备

W、

4总体要求

41风电场及接入系统短路计算内容包含交流分量和直流分量并考虑平衡和不平衡短路故障

.,。

42一般情况下风电场可采用简化等值模型但故障点在风电场内部时该风电场模型应包含全部风

.,,

2

GB/T446591—2024

.

电机组静止无功发生器及其他类型新能源设备如有光伏发电单元储能设备等的独立模型

、(、)。

43风电场应按照的要求提供短路电流计算模型参数

.GB/T19963.1。

44故障点短路电流包含风电场交流电网及其他类型新能源场站提供的短路电流其中风电场提供

.、,

的短路电流应计及风电场内设备的受控电流源特性

。

45计算故障点最大短路电流时风电场内的风电机组静止无功发生器及其他类型新能源设备应按

.,、

照全部并网计算计算故障点最小短路电流时应忽略风电场提供的短路电流

。,。

46交流电网提供短路电流的计算模型及方法应满足的规定宜采用等效电压源法计

.GB/T15544.1,

算光伏发电站或发电单元提供短路电流的计算模型及方法应满足的规定储能电站

。GB/T44659.2,

或储能设备提供短路电流的计算模型及方法应满足的规定

GB/T44659.3。

5计算模型

51一般要求

.

511风电场内各设备应按类型和控制模式选择模型具体见表

..,1。

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

未配置撬棒电路或

受控电流源等效阻抗

双馈型风电机组撬棒电路不动作

由单元变压

撬棒电路动作等效阻抗等效阻抗

器中性点接

全功率变流型风电机组

受控电流源等效阻抗地方式确定

直驱半直驱—

(、)

鼠笼型风电机组等效阻抗等效阻抗

—

静止无功发生器受控电流源等效阻抗开路

—

注双馈型风电机组的故障运行模式根据电压跌落幅度判定撬棒电路动作阈值由制造商提供如制造商无法提

:,;

供按照侧正序电压低于即动作进行计算

,HV0.3(p.u.)。

512风电机组和单元变压器应作为整体进行建模

..。

513风电场设备受控电流源模型的电流值应为故障后输出电流相对于故障前的增量可描述为电

..,,

压跌落幅度的函数

。

514风电场设备的等效阻抗应计入交流电网模型进行短路电流计算受控电流源应作为独立模型进

..,

行短路电流计算

。

52双馈型风电机组

.

521双馈型风电机组典型拓扑结构见图未配置撬棒电路或撬棒电路不动作时正序模型采用

..1。,

图所示等效电路撬棒电路动作时正序模型采用图所示等效电路负序模型采用图所示等

2a);,2b);2c)

效电路零序模型采用图所示等效电路

,2d)。

3

GB/T446591—2024

.

图1双馈型风电机组典型拓扑结构

a未配置撬棒电路或撬棒电路不动作的正序等效电路b撬棒电路动作正序等效电路

))

c负序等效电路d零序等效电路

))

图2双馈型风电机组模型示意图

522短路电流正序计算模型包含如下两类情况

..。

未配置撬棒电路或撬棒电路不动作情况下采用的正序受控电流源模型根据

a),GB/T19963.1

对风电场动态无功电流增量应响应并网点电压变化的要求故障前后输出正序电流增量

,

·

I可按公式计算

Δ(1)kW(1)。

ììUU

ïï(1)kWL1

·ï0,≥

ïí

I()=æPöæQö

ïΔ1kWïçI-ref0I÷+ç-I+ref0I÷UU

ïîè(1)drefSNøj·è(1)qrefSNø,(1)kW<L1

ïNN

íQKU-U

ïI=-ref0I-(1)L(L2(1)kW)II……(1)

(1)qrefmin{SNUN,max}

ïNN

ïP

ïI=ref0II2-I2

î(1)drefmin{SN,max(1)qref}

N

式中

:

P故障前输出有功功率参考值与输出电流方向相同通常取值为额定有功功率

ref0———,,;

Q故障前输出无功功率参考值与输出电流方向相同通常取值为零

ref0———,,;

K低电压穿越正序无功电流系数通常取值

(1)L———,1.0~3.0;

U故障后侧正序电压幅值

(1)kW———HV;

U进入低电压穿越控制状态的电压阈值通常取值倍侧额定电压

L1———,0.9HV;

U低电压穿越无功电流计算的电压参考值通常取值倍侧额定电压

L2———,0.9HV;

I折算至侧的故障后轴正序电流参考值

(1)dref———HVd;

I折算至侧的故障后轴正序电流参考值

(1)qref———HVq;

I