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【精彩论文】基于伴随网络的直流电网短路电流计算方法
观点凝练
摘要：直流线路发生短路故障后，子模块电容作为换流器闭锁前短路电流的主要贡献单元，其极快的放电速度，对直流电网的安全稳定运行提出了严峻考验，亟待开展直流电网短路电流计算方法的研究。首先采用梯形积分法对所建直流电网等效模型中的动态元件进行离散化，再通过改进节点法构建网络方程，迭代求得故障支路各时刻的短路电流，进而提出一种基于伴随网络的直流电网短路电流计算方法。在PSCAD/EMTDC软件中搭建四端双极环形直流电网模型进行仿真，根据直流线路发生不同类型故障的仿真结果，在计算精度和计算效率2个方面，将所提计算方法与典型的状态空间法进行比较，分析了2种方法的误差来源，验证了所提算法的有效性。
结论：本文基于伴随网络，采用梯形积分法对直流电网进行离散化建模，提出了一种直流电网短路电流的数值计算方法。以四端双极环形直流电网模型为基础，在直流线路发生不同故障时，基于PSCAD/EMTDC仿真结果，将本文所提计算方法与典型的状态空间法进行比较，得出以下结论。
（1）针对直流线路单极短路故障（极对地故障、极对金属回线短路故障、极对金属回线短路接地故障）和直流线路极间短路故障，验证了该算法适用于各种网架结构的直流电网（对称单极、双极，大地回线、金属回线）发生各种直流故障时的短路电流计算，具有较强的通用性。
（2）对直流线路发生故障后10 ms内短路电流值进行误差分析，最大误差不超过2%，且计算精度高于典型的状态空间法，验证了该算法具有较高的准确性。
（3）基于伴随网络的离散化方法，可使高度稀疏的系统导纳矩阵在计算过程中保持恒定，在计算效率上与典型的状态空间法相当，但明显优于PSCAD/EMTDC软件，验证了该算法具有较好的高效性。
引文信息
王子文, 张英敏, 刘天琪, 等. 基于伴随网络的直流电网短路电流计算方法[J]. 中国电力, 2021, 54(10): 2-10, 27.WANG Ziwen, ZHANG Yingmin, LIU Tianqi, et al. A short-circuit current calculation method based on adjoint network for dc grid[J]. Electric Power, 2021, 54(10): 2-10, 27.往期回顾
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编辑：杨彪
审核：方彤
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