《新能源場(chǎng)站及接入系統(tǒng)短路電流計(jì)算 第 3 部分：儲(chǔ)能電站編制說(shuō)明》

《新能源場(chǎng)站及接入系統(tǒng)短路電流計(jì)算第3部分：儲(chǔ)能電站》

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

編制說(shuō)明

（征求意見稿）

中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司

2023年10月10日

一、工作簡(jiǎn)況

1.任務(wù)來(lái)源

在“3060碳達(dá)峰、碳中和”政策牽引下新能源裝機(jī)快速發(fā)展。儲(chǔ)能

裝機(jī)規(guī)模也同步快速增漲。其中電化學(xué)儲(chǔ)能近兩年以90%以上的速度

快速增漲。儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)占比不斷增大，導(dǎo)致準(zhǔn)確的短路電流獲取

困難，嚴(yán)重影響保護(hù)整定和開關(guān)安全遮斷能力校核。儲(chǔ)能設(shè)備提供短

路電流的原理，與傳統(tǒng)同步機(jī)組差異很大，不能照搬傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)

的計(jì)算方法，目前廣泛采用的基于IEC60909標(biāo)準(zhǔn)的短路電流計(jì)算國(guó)

標(biāo)體系尚未計(jì)及儲(chǔ)能對(duì)交流系統(tǒng)短路電流的貢獻(xiàn)，同時(shí)儲(chǔ)能電站及接

入系統(tǒng)的開關(guān)選型、安全校核等方面工作也缺少短路電流計(jì)算方法。

本部分?jǐn)M提出儲(chǔ)能電站及接入系統(tǒng)的短路電流計(jì)算模型和計(jì)算方法，

提高儲(chǔ)能電站及接入系統(tǒng)的短路電流計(jì)算精度，為開關(guān)選型、安全校

核等工作提供支撐。

中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司作為牽頭編寫單位，組織編寫《新

能源場(chǎng)站及接入系統(tǒng)短路電流計(jì)算第3部分：儲(chǔ)能電站》。

2.主要工作過(guò)程

起草階段

1、2023年1月，明確標(biāo)準(zhǔn)編制工作總體目標(biāo)，構(gòu)建組織機(jī)構(gòu)、

確定參編單位及其人員，召開標(biāo)準(zhǔn)編制工作的啟動(dòng)會(huì)，明確各單位分

工。

2、2023年2月-2023年3月，開展集中編研。在廣泛調(diào)研收

1

資、技術(shù)交流和理論研究的基礎(chǔ)上，擬定了標(biāo)準(zhǔn)的編制方式和主要編

制內(nèi)容。

3、2023年3月，形成標(biāo)準(zhǔn)編制大綱和整體技術(shù)方案，召開標(biāo)

準(zhǔn)大綱審查會(huì)征求專家意見，依據(jù)委員、專家意見進(jìn)行了修改完善。

4.2023年3月-2023年5月，開展集中編制，形成標(biāo)準(zhǔn)初稿，在

北京/騰訊會(huì)議召開了標(biāo)準(zhǔn)初稿審查會(huì)，根據(jù)委員、專家意見進(jìn)行了

修改完善。

5、2023年5月-2023年9月，完成了征求意見稿及主要條文說(shuō)

明。

6、2023年9月21日，標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿及編制說(shuō)明上會(huì)征求專

家意見，并依據(jù)委員、專家意見進(jìn)行了修改完善。

二、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編制原則、主要內(nèi)容及確定依據(jù)

1.標(biāo)準(zhǔn)編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)遵守現(xiàn)有相關(guān)的法律、條例、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，編寫格式和規(guī)

則符合GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)

構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定，并遵循以下原則：

（1）兼容性原則。本標(biāo)準(zhǔn)在編寫時(shí)，所提計(jì)算方法銜接了現(xiàn)行

短路電流計(jì)算國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系（GB/T15544）推薦的等效電壓源法，確

保了與現(xiàn)行短路電流計(jì)算國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（IEC60909）的

有效兼容。

（2）先進(jìn)性原則。儲(chǔ)能電站接入系統(tǒng)后的故障點(diǎn)短路電流大小

2

是由儲(chǔ)能設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)兩者及其交互影響共同決定，現(xiàn)有GB/T15544

及IEC60909標(biāo)準(zhǔn)對(duì)短路電流的計(jì)算方法基于超導(dǎo)體閉合回路磁鏈?zhǔn)?/p>

恒原理，以線性電路理論、對(duì)稱分量法為基礎(chǔ)；儲(chǔ)能設(shè)備接入系統(tǒng)后，

改變了電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)相對(duì)固定、系統(tǒng)線性化假設(shè)基本與事實(shí)相符

的特點(diǎn)。本文件所提計(jì)算方法以等效電壓源法為基礎(chǔ)，以故障前正常

運(yùn)行分量、恒定激勵(lì)故障分量以及受控電源帶來(lái)的可變激勵(lì)故障分量

三者疊加計(jì)算儲(chǔ)能接入系統(tǒng)的短路電流。以迭代法處理儲(chǔ)能設(shè)備端口

電流-電壓交互影響、將儲(chǔ)能設(shè)備輸出電流的非線性過(guò)程在每次迭代

過(guò)程中處理為線性過(guò)程，結(jié)合儲(chǔ)能單元短路電流計(jì)算模型，得到更為

精確的故障點(diǎn)短路電流，能夠明顯改善現(xiàn)有方法計(jì)算結(jié)果過(guò)于保守的

問(wèn)題，確保本標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性。

2.標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

本文件規(guī)定了儲(chǔ)能電站及接入系統(tǒng)中的交流短路電流計(jì)算方法，

以等效電壓源法計(jì)算儲(chǔ)能電站及接入系統(tǒng)短路電流，以迭代法計(jì)算儲(chǔ)

能設(shè)備輸出電流，對(duì)儲(chǔ)能電站及接入系統(tǒng)的短路電流計(jì)算結(jié)果一般具

有足夠的精度，如果能夠得到相同或更高的計(jì)算精度，不排斥采用其

他計(jì)算方法。

本文件適用于接入10(6)kV及以上電壓等級(jí)交流網(wǎng)絡(luò)的電化學(xué)儲(chǔ)

能電站及接入系統(tǒng)平衡/不平衡故障的短路電流計(jì)算。通過(guò)電力電子

變流器并網(wǎng)的飛輪、超導(dǎo)等類型儲(chǔ)能交流側(cè)最大短路電流計(jì)算可參照

執(zhí)行。本文件適用于開關(guān)設(shè)備選型、系統(tǒng)安全校核等目的，不適用于

新能源短路比的計(jì)算。

3

本標(biāo)準(zhǔn)包括如下9部分內(nèi)容：

（1）第1章“范圍”規(guī)定了本標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容和適用范圍。

（2）第2章“規(guī)范性引用文件”列出了本標(biāo)準(zhǔn)所引用的標(biāo)準(zhǔn)、技

術(shù)規(guī)范和規(guī)程。

（3）第3章“術(shù)語(yǔ)定義和符號(hào)”，規(guī)定了本標(biāo)準(zhǔn)所用術(shù)語(yǔ)和定義

的出處。GB/T15544.1、GB/T34120、GB/T42313界定的以及列出的

術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件，并列出了本標(biāo)準(zhǔn)采用的符號(hào)以及角標(biāo)釋義。

（4）第4章“總體要求”，規(guī)定了儲(chǔ)能電站接入系統(tǒng)短路電流計(jì)

算模型建模原則和計(jì)算方法原則。

（5）第5章“計(jì)算模型”，規(guī)定了儲(chǔ)能電站內(nèi)部?jī)?chǔ)能單元的短路

電流計(jì)算三序模型的基本建模要求；給出了儲(chǔ)能單元平衡和不平衡故

障下輸出短路電流計(jì)算的模型的建模方法，以及儲(chǔ)能單元輸出短路電

流初始值、穩(wěn)態(tài)值、峰值的計(jì)算方法，相關(guān)建模方法參考了GB/T34120。

（6）第6章“計(jì)算方法”，規(guī)定了儲(chǔ)能電站及其接入系統(tǒng)的短路

電流計(jì)算基本方法和最大短路電流計(jì)算條件；給出了儲(chǔ)能電站接入系

統(tǒng)平衡故障、不平衡故障下故障點(diǎn)短路電流計(jì)算推薦方法，相關(guān)計(jì)算

方法要求參考了GB/T15544.1。

（7）附錄A.1“儲(chǔ)能單元短路電流計(jì)算算例”為資料性附錄，該部

分給出了本文件第5章所提儲(chǔ)能單元短路電流計(jì)算模型及單元輸出

短路電流計(jì)算方法的應(yīng)用示例。

（8）附錄A.2“儲(chǔ)能電站接入系統(tǒng)短路電流計(jì)算算例”為資料性附

錄，該部分給出了本文件第6章所提儲(chǔ)能電站接入系統(tǒng)后故障點(diǎn)短路

4

電流計(jì)算方法的應(yīng)用示例。

（9）附錄A.3“風(fēng)光儲(chǔ)接入系統(tǒng)短路電流計(jì)算算例”為資料性附錄，

該部分給出了本系列標(biāo)準(zhǔn)文件（風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能）所提不同類型設(shè)

備計(jì)算模型、以及風(fēng)、光、儲(chǔ)多類型設(shè)備接入系統(tǒng)條件下的短路電流

計(jì)算方法應(yīng)用示例。

三、主要驗(yàn)證情況

儲(chǔ)能電站接入系統(tǒng)后的故障點(diǎn)短路電流大小是由儲(chǔ)能設(shè)備和網(wǎng)

絡(luò)兩者及其交互影響共同決定，本文件所提計(jì)算方法以等效電壓源法

為基礎(chǔ)，以故障前正常運(yùn)行分量、恒定激勵(lì)故障分量以及受控電源帶

來(lái)的可變激勵(lì)故障分量三者疊加計(jì)算儲(chǔ)能接入系統(tǒng)的短路電流。以迭

代法處理儲(chǔ)能設(shè)備端口電流-電壓交互影響、將儲(chǔ)能設(shè)備輸出電流的

非線性過(guò)程在每次迭代過(guò)程中處理為線性過(guò)程，結(jié)合儲(chǔ)能單元（或等

值建模的儲(chǔ)能電站）短路電流計(jì)算模型，計(jì)算故障點(diǎn)短路電流。故本

節(jié)驗(yàn)證內(nèi)容主要分為兩部分：1.所提計(jì)算模型適用性；2.所提計(jì)算方

法的適用性以及與同類標(biāo)準(zhǔn)精度對(duì)比。

3.1計(jì)算模型適用性論證

現(xiàn)有GB15544標(biāo)準(zhǔn)以及IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)儲(chǔ)能電站（等電力電子設(shè)備）

的短路電流計(jì)算采用恒定電流源模型，無(wú)法體現(xiàn)儲(chǔ)能設(shè)備控保環(huán)節(jié)對(duì)

短路電流的影響，將導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏高，造成投資浪費(fèi)。本文件提出

的儲(chǔ)能設(shè)備短路電流貢獻(xiàn)模型考慮了不同故障類型下設(shè)備三序模型

的差異，其中正序采用壓控電流源模型，能夠體現(xiàn)設(shè)備故障穿越期間

5

貢獻(xiàn)電流隨電壓變化特性；負(fù)序采用恒定阻抗模型，阻抗值依據(jù)設(shè)備

變流器是否配置負(fù)序抑制策略，可選取阻抗無(wú)窮大或廠家提供（或?qū)?/p>

測(cè)）得到的負(fù)序阻抗定值；由于儲(chǔ)能設(shè)備同電網(wǎng)間無(wú)零序通路，儲(chǔ)能

設(shè)備的零序采用開路，以上儲(chǔ)能設(shè)備三序模型建模方法有相關(guān)文獻(xiàn)支

撐，本部分不再贅述。

對(duì)儲(chǔ)能單元短路電流計(jì)算過(guò)程和結(jié)果起到影響的因素主要為故

障類型（平衡、不平衡故障）、電站是否詳細(xì)建模、儲(chǔ)能設(shè)備變流器

限幅、無(wú)功支撐系數(shù)以及電壓跌落程度。本部分以文件所提儲(chǔ)能短路

電流計(jì)算模型同電磁暫態(tài)仿真結(jié)果對(duì)比，論證所提儲(chǔ)能設(shè)備短路電流

計(jì)算模型的適應(yīng)性以及精確性。

3.1.1平衡故障下儲(chǔ)能單元短路電流計(jì)算模型驗(yàn)證

典型儲(chǔ)能單元接入系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3-1所示，其中儲(chǔ)能并網(wǎng)變

流器總?cè)萘?0MVA，電磁暫態(tài)建模中，忽略儲(chǔ)能單元系統(tǒng)內(nèi)部各儲(chǔ)

能單體到變流器間的等值阻抗差異，仿真中以單一儲(chǔ)能單元變流器模

擬。系統(tǒng)側(cè)設(shè)備包括換流變35/220kV（△-Y接線，Y側(cè)接地），換

流變至故障點(diǎn)的阻抗ZL，系統(tǒng)側(cè)等效電壓源Vgrid，以及系統(tǒng)電源至故

障點(diǎn)的阻抗Zgrid。

圖3-1儲(chǔ)能接入系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

分析儲(chǔ)能變流器在近區(qū)交流系統(tǒng)三相故障、不同電壓跌落程度

下貢獻(xiàn)短路電流計(jì)算值。本標(biāo)準(zhǔn)提出的儲(chǔ)能單元平衡短路電流計(jì)算

6

模型計(jì)算結(jié)果和電磁暫態(tài)仿真結(jié)果的差異對(duì)比如下：

表3-1不同電壓跌落程度下儲(chǔ)能貢獻(xiàn)短路電流計(jì)算對(duì)比

序號(hào)故障后并網(wǎng)點(diǎn)電壓（p.u.）本標(biāo)準(zhǔn)方法電磁暫態(tài)誤差率

方式10.10.2890.2870.70%

方式20.30.2590.2532.37%

方式30.50.1730.1711.17%

方式40.70.0870.0861.16%

方式50.90.0870.0852.35%

通過(guò)對(duì)比，不同儲(chǔ)能電壓跌落程度下，本標(biāo)準(zhǔn)所提算法精度均

在2.5%以內(nèi)。

3.1.2不平衡故障下儲(chǔ)能單元短路電流計(jì)算模型驗(yàn)證

本節(jié)以額定變流器容量10MVA的儲(chǔ)能單元為例，分別開展了不

同故障前運(yùn)行方式、充放電狀態(tài)、不同故障形式組合下的儲(chǔ)能單元出

口短路電流分析，驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)所提不對(duì)稱短路電流計(jì)算方法的準(zhǔn)確性。

以圖3-1所示儲(chǔ)能單元接入系統(tǒng)模型為例，其中儲(chǔ)能單元變流器

容量為10MVA，故障點(diǎn)位于儲(chǔ)能單元PCC點(diǎn)，分別設(shè)置四組故障前

放電功率：（9MW、1MVar）（1MW、9MVar）（8MW、6MVar）（9MW、

4MVar），充電功率：（-9MW、-1MVar）（-1MW、-9MVar）（-8MW、

-6MVar）（-9MW、-4MVar）組合，開展并網(wǎng)點(diǎn)單相（a相）接地短路、

兩相（b相和c相）短路、兩相（b相和c相）短路接地故障下的短

路電流量化計(jì)算，并將計(jì)算值與PSCAD電磁暫態(tài)仿真值進(jìn)行對(duì)比，

得出不同儲(chǔ)能單元充放電運(yùn)行狀態(tài)、以及不對(duì)稱故障類型下，儲(chǔ)能單

元出口短路電流幅值、穩(wěn)態(tài)值計(jì)算值同PSCAD電磁暫態(tài)仿真值誤差

率最大在4%以內(nèi)，故本標(biāo)準(zhǔn)所提出儲(chǔ)能單元不平衡短路電流計(jì)算模

型能夠滿足交流系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí)的短路電流計(jì)算需求。

7

3.1.3儲(chǔ)能變流器限幅倍數(shù)、電壓跌落程度及無(wú)功支撐系數(shù)對(duì)計(jì)算影

響驗(yàn)證

本節(jié)以儲(chǔ)能單元并網(wǎng)點(diǎn)三相短路故障為例，分析儲(chǔ)能單元無(wú)功支

撐系數(shù)及電壓跌落程度對(duì)短路電流計(jì)算結(jié)果及計(jì)算靈敏度影響，儲(chǔ)能

單元接入系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3-1所示。其中儲(chǔ)能單元并

網(wǎng)變流器容量依據(jù)廠家收資，以變流器容量3.5MW、0.63MW、2MW

為例，分析不同電壓跌落程度下短路電流計(jì)算值、電磁暫態(tài)仿真值誤

差比較，結(jié)果如表3-2所示；通過(guò)廠家收資，儲(chǔ)能設(shè)備主流無(wú)功支撐

系數(shù)配置值在1.6~1.65p.u.之間，本節(jié)以1.6、1.62、1.65p.u.為例，開

展不同儲(chǔ)能設(shè)備變流器容量、限幅倍數(shù)、無(wú)功支撐系數(shù)組合下的短路

電流計(jì)算值、電磁暫態(tài)仿真值誤差比較，結(jié)果如表3-3所示。

表3-2不同變流器容量、限幅倍數(shù)下儲(chǔ)能輸出短路電流計(jì)算對(duì)比

設(shè)備容量/并網(wǎng)電壓設(shè)備容量/并網(wǎng)電壓設(shè)備容量/并網(wǎng)電壓

3.5MW;35kV0.63MW;35kV2MW;35kV

同理論

序限幅Ik仿真序限幅同理論序限幅同理論

值誤差I(lǐng)k仿真Ik仿真

號(hào)倍數(shù)（A）號(hào)倍數(shù)值誤差號(hào)倍數(shù)值誤差

(%)

11.0057.6110.22%61.0010.2781.11%111.0032.4621.63%

21.0559.9421.13%71.0510.8011.03%121.0534.4040.69%

31.1063.2590.39%81.1011.1332.69%131.1035.8971.09%

41.1566.1010.45%91.1511.7062.09%141.1537.5391.07%

51.2068.8400.64%101.2012.3630.87%151.2039.4820.27%

表3-3不同無(wú)功支撐系數(shù)、電壓跌落程度下儲(chǔ)能輸出短路電流計(jì)算對(duì)比

無(wú)功支撐系數(shù)1.6無(wú)功支撐系數(shù)1.62無(wú)功支撐系數(shù)1.65

同理

無(wú)功同理論

序電壓跌同理論值序電壓跌無(wú)功電論值序電壓跌無(wú)功電

電流值誤差

號(hào)落程度誤差(%)號(hào)落程度流(p.u.)誤差號(hào)落程度流(p.u.)

(p.u.)(%)

(%)

180%0.080.64%680%0.0811.19%1180%0.08250.74%

260%0.40.51%760%0.4050.86%1260%0.41250.50%

8

340%0.721.87%840%0.7291.58%1340%0.74251.25%

420%1.041.12%920%1.0530.28%1420%1.07250.97%

50%1.11.05%100%1.10.97%150%1.11.73%

可見，在不同儲(chǔ)能變流器容量、限幅倍數(shù)、無(wú)功支撐系數(shù)以及電

壓跌落程度條件下，本標(biāo)準(zhǔn)提出的儲(chǔ)能單元計(jì)算模型計(jì)算結(jié)果同電磁

暫態(tài)仿真值誤差率在3%以內(nèi)，計(jì)算精度滿足短路電流計(jì)算需求。

3.1.4儲(chǔ)能電站等值簡(jiǎn)化模型對(duì)儲(chǔ)能電站接入系統(tǒng)短路電流計(jì)算精度

適應(yīng)性

為驗(yàn)證本標(biāo)準(zhǔn)所提儲(chǔ)能電站簡(jiǎn)化模型同詳細(xì)模型計(jì)算精度差異

符合短路電流計(jì)算實(shí)用需求，論證在系統(tǒng)級(jí)短路電流計(jì)算中采用簡(jiǎn)化

模型的可行性，本節(jié)通過(guò)在PSCAD中建立含多個(gè)儲(chǔ)能單元、匯流線

路、升壓變等一次設(shè)備的儲(chǔ)能電站詳細(xì)模型，并同簡(jiǎn)化建模的儲(chǔ)能電

站等值模型進(jìn)行計(jì)算結(jié)果對(duì)比研究。該算例中儲(chǔ)能電站容量為5MW，

詳細(xì)模型由5個(gè)1MW儲(chǔ)能單元組成，經(jīng)過(guò)變流器、站內(nèi)匯集線路、

變壓器升壓并網(wǎng)；簡(jiǎn)化等值模型是通過(guò)一個(gè)5MW的儲(chǔ)能單元，以及

表征站內(nèi)線路、升壓變等設(shè)備阻抗參數(shù)的聚合等值阻抗并網(wǎng)。詳細(xì)模

型和簡(jiǎn)化等值模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3-2所示：

BESSPCS

1MW

BESSPCS

1MW

BESSPCSBESSPCS

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（a）儲(chǔ)能電站詳細(xì)模型拓?fù)洌╞）儲(chǔ)能電站等值簡(jiǎn)化模型拓?fù)?/p>

圖3-2儲(chǔ)能電站詳細(xì)模型和等值簡(jiǎn)化模型拓?fù)涫疽鈭D

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以儲(chǔ)能電站運(yùn)行在放電狀態(tài)、功率控制定值波動(dòng)的條件，比較

簡(jiǎn)化等值模型和詳細(xì)模型的輸出功率、電流波形的動(dòng)態(tài)特性。設(shè)置儲(chǔ)

能電站放電功率在3.1s時(shí)均勻下降，在3.5s時(shí)下降至4.9MW；并在

3.8s時(shí)上升至5.05MW保持不變，并在PCC點(diǎn)設(shè)置三相接地短路故

障，故障時(shí)刻為4s，持續(xù)時(shí)間0.01s，對(duì)比儲(chǔ)能電站實(shí)際模型和等效

模型在儲(chǔ)能放電功率波動(dòng)以及并網(wǎng)點(diǎn)短路故障下的并網(wǎng)點(diǎn)母線電壓、

并網(wǎng)電流、發(fā)出有功、無(wú)功分量的動(dòng)態(tài)特性。

圖3-3PCC點(diǎn)接地故障有功無(wú)功響應(yīng)過(guò)程PCC點(diǎn)接地故障電壓電流變化過(guò)程

通過(guò)對(duì)比計(jì)算，兩種模型除了在故障情況下，等值模型的PCC

點(diǎn)并網(wǎng)電流值會(huì)比實(shí)際模型的電壓值略高，其他的輸出特性基本一致。

其中，短路故障下電流穩(wěn)態(tài)幅值誤差小于0.8%，峰值誤差小于2.4%，

簡(jiǎn)化等值建模的儲(chǔ)能電站模型能夠體現(xiàn)詳細(xì)模型短路電流輸出特性，

滿足短路電流計(jì)算精度需求。

3.2計(jì)算方法適用性及精度論證

現(xiàn)有GB/T15544及IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)短路電流的計(jì)算方法基于超導(dǎo)體

閉合回路磁鏈?zhǔn)睾阍恚跃€性電路理論、對(duì)稱分量法為基礎(chǔ)；儲(chǔ)能

設(shè)備接入系統(tǒng)后，改變了電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)相對(duì)固定、系統(tǒng)線性化假

設(shè)基本與事實(shí)相符的特點(diǎn)。本文件所提計(jì)算方法銜接GB15544，以等

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效電壓源法為基礎(chǔ)，以故障前正常運(yùn)行分量、恒定激勵(lì)故障分量以及

受控電源帶來(lái)的可變激勵(lì)故障分量三者疊加計(jì)算儲(chǔ)能接入系統(tǒng)的短

路電流。其中受控電源短路電流計(jì)算環(huán)節(jié)，本文件推薦以迭代法處理

儲(chǔ)能設(shè)備端口電流-電壓交互影響、將儲(chǔ)能設(shè)備輸出電流的非線性過(guò)

程在每次迭代過(guò)程中處理為線性過(guò)程，結(jié)合儲(chǔ)能單元短路電流計(jì)算模

型，得到更為精確的故障點(diǎn)短路電流，能夠明顯改善現(xiàn)有方法計(jì)算結(jié)

果過(guò)于保守的問(wèn)題。本節(jié)主要論證內(nèi)容為1.所提計(jì)算方法的適用性，

即本文件所提計(jì)算方法在不基于潮流條件下能夠包的住所有特定潮

流下的計(jì)算結(jié)果；2.所提計(jì)算方法的精確性，即同現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)比，

本標(biāo)準(zhǔn)方法能夠有效提高計(jì)算精度，降低短路電流計(jì)算裕度。

3.2.1方法適用性論證

本部分說(shuō)明所提計(jì)算方法的適用性，即本文件所提計(jì)算方法在不

基于潮流條件下的計(jì)算結(jié)果大于或等于所有特定潮流下結(jié)果。

儲(chǔ)能電站接入系統(tǒng)后網(wǎng)絡(luò)中任意節(jié)點(diǎn)j的電壓：

Uj=ZnjIGn+ZmjIkWm+ZfjIf

nmGW

其中：

Uj——任意節(jié)點(diǎn)j電壓相量；

Znj——節(jié)點(diǎn)n和j間的阻抗相量；

Zmj——節(jié)點(diǎn)m和j間的阻抗相量；

Zfj——故障點(diǎn)f和j間的阻抗相量；

IGn——超瞬態(tài)電勢(shì)模擬的旋轉(zhuǎn)設(shè)備n輸出電流相量；

IkW0m——故障前受控電流源模擬的儲(chǔ)能設(shè)備m輸出電流相量；

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IkWm——故障后受控電流源模擬的儲(chǔ)能設(shè)備m輸出電流相量；

If——故障點(diǎn)電流相量。

在不基于潮流計(jì)算條件下，故障前認(rèn)為同步發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備和

受控電流源設(shè)備初始電流二者共同作用下使得網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)近似運(yùn)行

于基準(zhǔn)電壓，為Un+ZnjIGnZmjIkW0m；短路故障發(fā)生后，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)

nmGW

中任意節(jié)點(diǎn)j電壓表示為：

Uj=Un+ZmjIkWm+ZfjIf

mW

其中，IkWm=IkWm-IkW0m，為受控源設(shè)備輸出電流較故障前產(chǎn)生的

增量。

由同步發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備和受控電流源設(shè)備二者共同作用產(chǎn)生

的網(wǎng)絡(luò)電壓，因而依據(jù)本文件方法所

Un+ZmjIkWmUn+ZmjIkWm

mmWW

U+ZI

Un+ZmjIkWmnmjkWm

得故障電流mWmW，可見本文件所提短路

If=

ZZffff

電流計(jì)算方法結(jié)果能夠大于或等于任意特定潮流方式短路電流計(jì)算

值，方法的保守性滿足短路電流計(jì)算需求。

3.2.2本文件所提計(jì)算方法與同類標(biāo)準(zhǔn)精度對(duì)比論證

本節(jié)以BESS1-BESS5，5個(gè)儲(chǔ)能電站在不同充放電狀態(tài)、功率水

平差異下，對(duì)比分析電磁暫態(tài)仿真、本文件所提計(jì)算方法（不依賴潮

流）、GB/T15544.1標(biāo)準(zhǔn)方法（不依賴潮流）下的故障點(diǎn)短路電流計(jì)

算結(jié)果差異，故障點(diǎn)設(shè)置及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)如標(biāo)準(zhǔn)稿圖A.2所示。儲(chǔ)能電站

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在不同充放電狀態(tài)以及功率下，不同計(jì)算方法對(duì)交流故障點(diǎn)短路電流

計(jì)算結(jié)果影響如下表：

表3-4故障點(diǎn)短路電流不同計(jì)算方法得到的結(jié)果對(duì)比

不基于潮流GB/T15544.1

故障前故障前PSCAD

迭代算法誤差(%)算法誤差(%)

充放電狀態(tài)功率(%)仿真(kA)