光伏发电系统的短路电流计算研究
林根义 彭铭东 黄 颖
【摘 要】在光伏系统接入报告中，短路电流计算只是给出简单的结果，并未对光伏系统进行具体分析。为此，本文提出了有关短路电流的计算方法，研究其在光伏系统接入报告中的应用。在光伏系统中，短路电流计算可以采用标幺值与有名值相结合的计算方法。通过这两种方法与具体案例，来进一步完善光伏系统接入报告中关于短路电流计算的内容。与普通的光伏系统接入报告对比，加入具体的、准确的短路电流计算，会使一整份光伏系统接入报告显得更加专业且具有竞争性。 【期刊名称】河南科技 【年(卷),期】2024(000)023 【总页数】4
【关键词】光伏系统；短路电流；接入报告；标幺值
短路电流计算常应用于电力系统中，主要是为了选取适当的电气设备，配置合理的继电保护装置，使系统在发生短路时，能把危害降到最小，保证系统正常运行。而把电力系统的短路电流计算应用在光伏系统中，同样具有深刻的意义。笔者以三个大点来详细说明短路电流计算在光伏系统中的应用。
1 三相短路电流计算
1.1 短路电流
在电力系统中，由于相与相之间、相与地之间的非正常连接，导致电力系统非正常运行，而此时系统中通过的电流称为短路电流［1］。 1.2 短路的种类
电力系统中，常见的短路类型有：三相短路、两相短路、两相不同接地点短路、单相接地短路［2］。短路类型的示意图及故障概率见表1。 1.3 标幺值
标幺值是一个相对值，标幺值等于有名值与基准值之比。标幺值计算法常应用于高压系统中的短路电流计算。 1.4 有名值
相对标幺值而言，有名值是实际值。采用有名值来计算短路电流时，必须把不同电压等级的电气元件换算到同一电压等级上来。 1.5 相关表格及计算公式
表2是确定标幺值常用基准值表。
表2中，Sb为基准容量；Un为系统标称电压；Ub为基准电压；Ib为基准电流。
常用计算公式一：
在上式中，I*为电流标幺值，I为实际电流，Ib为基准电流；U*为电压标幺值，U为实际电压，Ub为基准电流；S*为功率标幺值，S为实际功率，Sb为基准功率；X*为阻抗标幺值，X为实际阻抗，Xb为基准阻抗；EG为电动势标幺值，Ik短路电流标幺值；Id为短路电流有效值，Ich为全电流，ich为冲击电流。 常用计算公式二：
上式中，X″G″为发电机阻抗标幺值，X″G%为发电机阻抗值，Sb为基准功率，SG为发电机功率；XT为变压器阻抗标幺值，Uk%为变压器阻抗电压，ST为变压器功率；XI为电抗器标幺值，Xi%为电抗器阻抗值，Un为实际电压，In为实际电流，Ib为基准电流，Ub为基准电压；XL″为线路阻抗标幺值，XL为
线路单位阻抗，L为线路长度；Sd为短路功率，Ik为短路电流标幺值，E为电动势，X∑为各元器件阻抗标幺值总和。
2 案例分析
2.1 标幺值计算案例
求出各元器件的电抗标幺值及K点的三相短路电流，系统接线已在图1中标出。 解：假设基准容量Sb=100MVA，三段不同电压的基准电压和基准电流分别为： 各元器件的电抗标幺值如下： 发电机： 变压器T1： 输电线路： 变压器T2： 电抗器： 输电线路：
总的电抗标幺值为： 发电机电动势标幺值： 短路电流的标幺值： K点的三相短路电流为：
2.2 等值电路及短路容量计算案例
画出图2中的等值电路图并求出图2中对应K点的短路电流有效值及全电流、冲击电流、短路功率。系统接线图已在图2中标出。 解：假设Sb=100MVA，计算各元件的标幺值。
光伏发电系统的短路电流计算研究
