ICS29.240.20CCSF20中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准GB/T44659.3—2024新能源场站及接入系统短路电流计算第3部分:储能电站Short-circuitcurrentcalculationofrenewableenergypowergenerationstationsandconnectionsystems—Part3:Energystoragestation2024-10-26发布2025-05-01实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局国 家 标 准 化 管 理 委 员 会发 布目 次前言Ⅲ…………………………………………………………………………………………………………引言Ⅳ…………………………………………………………………………………………………………1 范围1………………………………………………………………………………………………………2 规范性引用文件1…………………………………………………………………………………………3 术语、定义和符号1………………………………………………………………………………………… 3.1 术语和定义1………………………………………………………………………………………… 3.2 符号1…………………………………………………………………………………………………4 总体要求2…………………………………………………………………………………………………5 计算模型3………………………………………………………………………………………………… 5.1 一般要求3…………………………………………………………………………………………… 5.2 储能系统3…………………………………………………………………………………………… 5.3 储能电站等值模型5………………………………………………………………………………… 5.4 含多个储能电站接入的电力系统5…………………………………………………………………6 计算方法6………………………………………………………………………………………………… 6.1 平衡短路6…………………………………………………………………………………………… 6.2 不平衡短路7………………………………………………………………………………………… 6.3 计算示例9……………………………………………………………………………………………附录 A (资料性) 受控电流源模型迭代求解流程10………………………………………………………附录 B (资料性) 算例11……………………………………………………………………………………ⅠGB/T44659.3—2024前 言 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。本文件是 GB/T44659《新能源场站及接入系统短路电流计算》的第3部分。GB/T44659已经发布了以下部分:———第1部分:风力发电;———第2部分:光伏发电;———第3部分:储能电站。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(SAC/TC424)归口。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、天津大学、国家电网有限公司华东分部、华北电力大学、广东电网有限责任公司、国网河南省电力公司经济技术研究院、国网福建省电力有限公司电力科学研究院、广西电网有限责任公司电力科学研究院、国网宁夏电力有限公司电力科学研究院、广东新型储能国家研究院有限公司。本文件主要起草人:郭强、霍启迪、贺静波、李亚楼、张彦涛、唐晓骏、汤涌、马世英、周佩朋、孙华东、徐文佳、朱劭璇、王虹富、张玉红、李斌、王倩、李建华、王蒙、王珅、戴汉扬、郭涛、梁海平、刘赫、杨银国、陈得治、田春筝、王秋楠、于琳琳、张健、张立波、吴璐阳、孙志媛、王烁哲、魏春霞、马鑫、段翔颖、雷二涛、李惠玲、谢平平、李再华、何佳伟、王子琪、申家锴、徐希望、陈德扬。ⅢGB/T44659.3—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电流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 GB/T44659《新能源场站及接入系统短路电流计算》。GB/T44659拟由三个部分构成。———第1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。———第2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。———第3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。ⅣGB/T44659.3—2024新能源场站及接入系统短路电流计算第3部分:储能电站1 范围本文件规定了储能电站及接入系统的短路电流计算模型和计算方法。本文件适用于接入10(6)kV 及以上电压等级交流网络,变流器具有电流源特征的电化学储能电站的短路电流计算。通过电力电子变流器并网的飞轮、超导电磁、超级电容等类型储能电站及接入系统短路电流计算参照执行。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。GB/T15544.1 三相交流系统短路电流计算 第1部分:电流计算GB/T34120 电化学储能系统储能变流器技术要求GB38755 电力系统安全稳定导则GB/T44659.1 新能源场站及接入系统短路电流计算 第1部分:风力发电GB/T44659.2 新能源场站及接入系统短路电流计算 第2部分:光伏发电DL/T2528 电力储能基本术语3 术语、定义和符号3.1 术语和定义GB/T15544.1、GB/T34120、GB38755、DL/T2528界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1.1储能系统变流器额定容量 ratedcapacityofconverterofenergystoragesystem储能系统内各储能变流器额定容量之和。3.2 符号3.2.1 本文件公式计算可用有名值或相对值,采用有名值计算时,使用法定计量单位。字母顶上加点表示复数,不加点表示幅值。下列符号适用于本文件。a· 复数运算符c电压系数IN储能系统变流器折算至并网端口侧的额定电流(有效值)I·″k三相短路电流交流分量初始值I·k三相短路电流交流分量稳态值I·kBESS三相短路时储能系统、静止无功发生器(若有)输出电流稳态值1GB/T44659.3—2024IkBESSsum三相短路时全部储能系统、静止无功发生器(若有)向故障点提供的短路电流幅值之和I·″kG等效电压源提供的三相短路电流交流分量初始值I·kG等效电压源提供的三相短路电流交流分量稳态值I·″kmax最大三相短路电流交流分量初始值Imax储能系统、静止无功发生器(若有)最大输出电流允许值n迭代次数Pref0故障前储能系统有功功率参考值SN储能系统变流器额定容量Qref0故障前储能系统无功功率参考值UN储能系统、静止无功发生器(若有)并网端口侧额定电压,线电压(有效值)Un系统标称电压,线电压(有效值)U·kBESS故障后储能系统、静止无功发生器(若有)并网端口侧相电压Z·ii节点阻抗矩阵中节点i的自阻抗Z·ij节点阻抗矩阵中节点i和j 的互阻抗Z·k故障点短路阻抗Z·kBESS储能故障、静止无功发生器(若有)的等效阻抗Δ增量3.2.2 下列下角标符号适用于本文件。(1)正序(2)负序(0)零序i故障点对应的节点序号k三相短路k1单相接地短路[见图4c)]k2两相不接地短路[见图4a)]k2E两相接地短路[见图4b)]k2EL2两相接地短路[见图4b)]k2EL3两相接地短路[见图4b)]max最大值min最小值N额定值ref参考值4 总体要求4.1 储能电站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两种故障形式。4.2 故障点在储能电站内部时该储能电站模型应包含全部储能系统、静止无功发生器(若有)的独立模型,其他情况下该储能电站可采用简化等值模型。4.3 储能电站应提供储能系统、站内集电升压系统、无功补偿装置及储能电站控制系统的短路电流计2GB/T44659.3—2024算模型参数,用于电力系统短路电流计算。4.4 故障点短路电流包含储能电站、交流电网及其他类型新能源场站提供的短路电流,其中储能电站提供的短路电流应计及储能电站内设备的受控电流源特性。4.5 计算故障点最大短路电流时,储能电站内的储能系统、静止无功发生器(若有)应按照全部并网计算,且储能系统应以放电状态计算。计算故障点最小短路电流时,应忽略储能电站提供的短路电流。4.6 交流电网提供短路电流的计算模型及方法应满足 GB/T15544.1的规定,宜采用等效电压源法计算。风电场或风电机组提供短路电流的计算模型及方法应满足 GB/T44659.1的规定,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 GB/T44659.2的规定。5 计算模型5.1 一般要求5.1.1 储能电站内储能系统短路电流计算模型应包含其内部储能变流器、升压变压器(若有)模型。5.1.2 储能系统短路电流计算模型应满足以下要求:a) 正序模型采用受控电流源模型;b) 负序模型采用等效阻抗模型;c) 零序模型依据储能系统升压变压器中性点接地方式确定。5.1.3 储能电站内储能系统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。5.1.4 储能电站内静止无功发生器(若有)应根据 GB/T44659.1规定的方法建模。5.1.5 储能电站内各设备的等效阻抗应计入交流电网模型。5.2 储能系统5.2.1 拓扑结构及等效电路储能系统典型拓扑结构见图1,正序模型采用图2a)所示等效电路,负序模型采用图2b)所示等效电路,零序模型采用图2c)所示等效电路:图1 储能系统拓扑结构示意图3GB/T44659.3—2024a) 正序等效电路b) 负序等效电路c) 零序等效电路图2 储能系统模型示意图5.2.2 正序模型储能系统采用正序受控电流源模型,根据 GB/T34120对储能变流器动态无功电流增量应响应交流端口电压变化的要求,故障前后输出正序电流增量 ΔI·(1)kBESS可按公式(1)计算。I(1)qref=min-Qref0SNIN -K (1)L(UL2 -U(1)kBESS)UNIN ,Imax{}I(1)dref=M ·minPref0SN IN, I2max -I2(1)qref{}ΔI·(1)kBESS =0,U(1)kBESS ≥UL1M ·(I(1)dref - Pref0SN IN)+j· -I(1)qref+Qref0SNINæèçöø÷ , U(1)kBESS
