电力系统的等效分析方法优化

电力系统是一个广阔而复杂的电气网络，基于电压源换流器的并网型电力电子装置多数情况下仅仅是这个网络中的一个部件而已，电力系统与VSC会相互影响。如果以VSC作为研究的对象，则电力系统就是这个对象的应用背景或应用场合，此时，可以采用一个简化电路来等效电力系统。

在VSC的研究中，常以VSC与电网的接口点作为分界，接口点以上为电力系统，接口点以下为VSC本身，此接口点称为VSC与电力系统的公共连接点（PCC）。PCC的电压、电流和功率反映了VSC装置与电力系统的相互作用和影响。

电力系统可以等效为一个理想电压源与内阻抗的串联，如图1-4所示。在电力系统中，电源特性常用PCC额定电压U_N和短路容量S_k来表示，则PCC的电源内阻抗Z_S计算如下：

图1-4 电力系统的等效分析(www.xing528.com)

在高压电力系统中，电网等效电抗与电阻通常满足X_S＞＞R_S，因此可忽略等效电阻，或按R_S＝X_S/5近似处理。对于低压系统，电网等效电阻相对较大，可按R_S＝X_S/3近似处理。

短路容量S_k定义为PCC短路时的电网电流与额定电压的乘积，它反映了电网的强弱。短路容量越大，电网越强，电网等效阻抗越小，PCC电压随VSC功率的变化越小。实际上，VSC对PCC电压质量的影响还与VSC的容量大小有关。

短路比是指PCC的电网短路容量与某电气设备容量之比，常用于衡量该设备输出功率的变化对PCC电压质量的影响程度。设电气设备的额定容量为S_N，则设备短路比SCR定义为

对扰动性负载（如频繁起动的电动机、电弧炉、整流装置等）而言，短路比越小，则这些负载对PCC电压质量（如电压波动、电压闪变和谐波）的影响就越大。对于无功补偿装置而言，短路比越小，说明无功补偿装置对母线电压的调整力度越强。