短路比

短路比

短路比(SCR)是指表征系統短路容量除以設備容量,所以當短路比大,指這個設備是接到一個強的系統中,表明設備的投切對系統影響不是很大。而短路容量在單位電壓情況下數值上就等於系統導納值,即為系統戴維南等值阻抗的倒數。短路容量越大,系統戴維南等效電阻越小,負荷、並聯電容器或電抗器的投切不會引起電壓幅值大的變化,因此系統比較強。

基本介紹

  • 中文名:短路比
  • 外文名:short circuit ratio
  • 所屬領域:電力術語
定義和套用,數值介紹,多饋入,對比,多饋入臨界,電壓穩定,結論,

定義和套用

數值介紹

通常將單饋入交直流系統中的交流系統用戴維南等值方法簡化為一個理想電壓源串聯等值阻抗,以受端交流系統為例,如圖 1 所示。
圖1圖1
如果多回直流落點同一個交流受端系統,則用傳統單饋入短路比的定義無法考慮各回直流間的相互影響。得到的結果則偏于樂觀。

多饋入

通過多連線埠戴維南等值方法 ,多饋入交直流系統可簡化為圖 2 所示的簡化模型。
圖2圖2
公式(4)到(7)公式(4)到(7)
公式(8)到(12)公式(8)到(12)
公式(13)到(15)公式(13)到(15)

對比

以兩饋入交直流系統為例,系統模型如圖 3 所示,比較 2 種極端情況下多饋入短路比和傳統單饋入短路比的計算結果,可得出:
公式(16)到(20)公式(16)到(20)
圖(3)圖(3)
從以上 2 種極端情況的計算結果可看出,多饋入短路比的定義中包含了單饋入短路比,單饋入短路比的定義是多饋入短路比定義中的特例。

多饋入臨界

假設所要研究的直流電流 i 為定熄弧角控制,其它直流的電流不發生變化,且保持穩定運行。當直流電流 i 增加時,直流功率隨之增加,當到某一點時,由於直流電壓的下降程度大於直流電流的增加,直流功率開始下降,因此存在最大直流功率 。由此,多饋入交直流系統的最大直流功率 (multi-infeed maximum available power , MMAP) 滿足
公式(22)公式(22)
由於多饋入交直流系統隨直流迴路的增加,直流的穩態方程數目越龐大,若要通過解析方法得到
圖4圖4
多饋入臨界短路比的函式關係式比較困難,因而提出多饋入交直流系統的解耦模型,如圖 5 所示。
圖5圖5
公式(23)到(25)公式(23)到(25)

電壓穩定

以圖 3 所示的模型為例,定義 X 為狀態向量,U 為控制向量:
公式(26)(27)公式(26)(27)
公式(28)到(33)公式(28)到(33)
公式(34)到(37)公式(34)到(37)
公式(38)到(40)公式(38)到(40)
公式(41)到(46)公式(41)到(46)
公式(47)公式(47)

結論

1 )通過理論分析推導了多饋入短路比及多饋入有效短路比,證明了兩種短路比方法定義的一致性。
2 )證明了多饋入短路比包含了傳統短路比的定義。傳統短路比定義是多饋入短路比定義中的特例。
3 )推導了多饋入臨界短路比的函式關係式,通過交直流系統的典型參數,得到多饋入臨界短路比,提出了利用多饋入短路比判斷多饋入交直流系統強弱的指標。
4 )證明了多饋入臨界短路比與電壓靈敏因子的等價關係,奠定了利用多饋入短路比分析電壓穩定的基礎。
5 )通過對弱交流系統的電壓穩定、動態過電壓及諧波諧振的理論分析和仿真研究,證明了提出的判斷多饋入交直流系統強弱指標的有效性。因此,在規劃中應避免直流特別是多饋入直流接入弱交流受端系統。

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