分布式新能源短路电流计算标准发展报告
DevelopmentReportonShort-CircuitCurrentCalculationStandardsforDistributedRenewableEnergy
摘要
随着“双碳”目标的推进和“十四五”可再生能源发展规划的实施，分布式新能源（如光伏、风电、储能）在配电系统中的渗透率持续提高。然而，分布式新能源的短路电流特性与传统同步发电机存在显著差异，导致现有短路电流计算标准（如IEC60909-0、GB/T15544.1）无法准确评估其故障特性，进而影响保护装置的整定配合，引发保护误动或拒动，威胁电网安全。
本报告围绕分布式新能源短路电流计算标准的立项背景、目的意义、适用范围及主要技术内容展开分析。该标准旨在填补现有短路电流计算体系在分布式新能源领域的空白，提供适用于10kV及以下交流配电系统和±10kV及以下直流配电系统的短路电流计算模型与方法，确保设备选型、保护整定的准确性，提升电网安全性和供电可靠性。报告还介绍了主要参与单位的技术贡献，并对未来标准的发展方向提出展望。
关键词：分布式新能源；短路电流计算；配电系统；保护整定；双碳目标
Keywords:Distributedrenewableenergy;Short-circuitcurrentcalculation;Distributionsystem;Protectioncoordination;Carbonneutrality
正文
1.研究背景与目的意义
1.1保障分布式新能源配电系统的安全运行
在“双碳”目标推动下，分布式新能源在电力系统中的占比迅速增长。截至2023年底，我国分布式光伏累计并网容量占比已超40%，且“十四五”期间将进一步推广分布式光伏和风电的应用。然而，分布式新能源的短路电流特性与传统电源不同，其电流幅值受限、波形畸变严重，导致保护装置整定困难，误动或拒动事故频发，影响供电可靠性。
本标准的制定旨在提供准确的短路电流计算模型和方法，确保保护装置的正确动作，减少设备损坏和火灾风险，提高电网安全运行水平，助力“十四五”可再生能源规划的实施。
1.2填补新能源短路电流计算标准空白
目前，国内外短路电流计算标准（如IEC60909-0、GB/T15544.1）主要针对传统同步发电机和大规模新能源场站，未涵盖分布式新能源的特殊性。已有研究表明，采用IEC标准计算分布式新能源短路电流时，误差可达10%以上，无法满足保护整定需求。
本标准将明确分布式新能源在交流、直流配电系统中的短路电流计算方法，包括稳态值、初始值、峰值及非周期分量的计算模型，弥补现有标准的不足，完善短路电流计算标准体系。
2.适用范围与主要技术内容
2.1适用范围
本标准适用于：
-交流配电系统（10kV及以下）：分布式光伏、风电、储能系统的短路电流计算。
-直流配电系统（±10kV及以下）：分布式新能源的短路电流计算。
2.2主要技术内容
1.交流配电系统短路电流计算模型
-分布式光伏、风电、储能在平衡/不平衡短路下的稳态值、初始值、非周期分量及峰值计算公式。
2.直流配电系统短路电流计算模型
-双极短路等效电路及短路电流峰值计算公式。
3.含分布式新能源的交流配电系统计算方法
-分布式新能源提供短路电流的计算方法。
-故障点及系统其他线路短路电流的计算方法。
-微电网并/离网运行时的短路电流计算方法。
4.含分布式新能源的直流配电系统计算方法
-分布式新能源提供短路电流的计算方法。
-故障点及网络其他线路短路电流的计算方法。
3.主要参与单位介绍
中国电力科学研究院（CEPRI）作为本标准的主要编制单位，在新能源并网、短路电流计算、保护整定等领域具有深厚的技术积累。CEPRI长期参与国家电网公司新能源并网技术标准制定，并承担多项国家重点研发计划项目，如“高比例可再生能源电力系统安全稳定运行关键技术”。在本标准编制过程中，CEPRI结合分布式新能源的故障特性，提出了适用于不同电压等级的短路电流计算模型，为标准的科学性和实用性提供了重要支撑。
结论与展望
本标准的制定将有效解决分布式新能源短路电流计算的技术难题，提高保护整定的准确性，保障电网安全运行。未来，随着分布式新能源渗透率的进一步提升，本标准可进一步扩展至更高电压等级及新型电力电子设备（如固态变压器、柔性直流输电）的短路电流计算，以适应新型电力系统的发展需求。
本标准的实施将推动分布式新能源的大规模并网，助力“双碳”目标的实现，并为全球分布式能源短路电流计算提供中国方案。