Page 65 - 电力与能源2024年第六期

第 45 卷 第 6 期 电力与能源
2024 年 12 月 701

DOI：10.11973/dlyny202406015
能源技术

含三相并网逆变器的新型电力系统故障特性研究

沈位军
（国网湖北省电力有限公司公安县供电公司，湖北 公安 434000）

摘 要：随着新能源发电系统装机容量的持续增长，当电网发生故障时，新能源发电系统的输出电流特性与传
统发电机组存在较大差异，这会影响继电保护系统动作，进而危害电力系统安全。在分析了三相并网逆变器
拓扑、数学模型、控制策略的基础上，讨论了当电网发生短路故障时并网逆变器输出的故障电流特性，并考虑
了新能源发电技术的低电压穿越能力。最后搭建仿真模型验证了推导的并网逆变器输出故障电流模型的有
效性。
关键词：三相并网逆变器；故障电流；新型电力系统
作者简介：沈位军（1981—），男，工程师，从事配电网运维管理方向工作。
中图分类号：TM464 文献标志码：B 文章编号：2095-1256（2024）06-0701-04
Research on Fault Characteristics of Novel Power Systems with Three-Phase

Grid-Connected Inverters

SHEN Weijun
（Gong'an County Power Supply Company，State Grid Hubei Electric Power Co.，Ltd.，Gong'an 434000，

Hubei Province，China）

Abstract：As the installed capacity of new energy power generation systems continues to increase, there is a sig⁃
nificant difference between the fault current characteristics of traditional generator units and those of new energy
power generation systems when a fault occurs in the grid. This difference affects the operation of the relay protec⁃
tion system, thus threatening the safety of the power system. Based on an analysis of the topology, mathematical
model, and control strategy of three-phase grid-connected inverters, this paper discusses the fault current charac⁃
teristics of the grid-connected inverter when a short-circuit fault occurs in the grid, considering the low-voltage
ride-through capability of new energy power generation technology. Finally, a simulation model is built to verify
the effectiveness of the derived fault current model of the grid-connected inverter.

Key words：three-phase grid-connected inverter，fault current，new generation power system
近年来，新能源发电技术备受瞩目，其大力 的 等 效 惯 量 。 当 电 网 发 生 故 障 时 ，新 能 源 发
发展能够加速传统电网向绿色低碳转型 ［1-4］ 。我 电 系 统 的 输 出 电 流 特 性 与 传 统 电 源 存 在 显 著
国 已 明 确 提 出 ，到 2025 年 新 能 源 发 电 总 容 量 需 差 异 ［9］ 。
达到 10 t 标准煤 ［5］ 。在负荷处采用分布式电源
9
电网中大量的继电保护装置是通过检测故障
接 入 电 网 ，可 有 效 解 决 集 中 供 电 电 网 弊 端 。 分
电流进行动作保护的，因此分析新能源发电系统
布式电网具有建设周期短、维护成本低、建设成
的故障电流特性显得尤为重要。本文首先分析三
本低、运行模式灵活等优点，在电网故障时还能
相并网逆变器的拓扑与数学模型；然后针对不同
切 换 至 孤 岛 运 行 ，确 保 就 地 负 荷 区 供 电 不
中断 ［6-8］ 。 控制策略下，逆变器面对电网短路故障时的输出
分 布 式 新 能 源 发 电 系 统 通 常 采 用 三 相 并 电流特性进行分析；最后搭建仿真模型，验证输出
网 逆 变 器 方 式 接 入 大 电 网 ，但 这 会 降 低 电 网 电流模型的有效性。