220kV及以上電網(wǎng)單回輸電線路零序參數(shù)在線辨識方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種220kV及以上電網(wǎng)單回輸電線路零序參數(shù)在線辨識方法，包括：步驟1，保存相量測量單元測量到的單回輸電線路兩端的三相不對稱電壓相量和三相不對稱電流相量數(shù)據(jù)；步驟2，從步驟1所保存的數(shù)據(jù)中提取出單回輸電線路兩端在切除故障相至完成單相重合閘期間的三相不對稱電壓相量和三相不對稱電流相量數(shù)據(jù)；步驟3，對稱分量變換計算得到單回輸電線路兩端的零序電壓分量和零序電流分量數(shù)據(jù)；步驟4，以最小二乘法對該單回輸電線路兩端的正序、負序和零序電壓-電流方程進行求解，得到單回輸電線路的零序參數(shù)。本發(fā)明能在電網(wǎng)在線的情況下完成單回輸電線路零序參數(shù)的辨識，具有辨識結(jié)果準確、參數(shù)的辨識可靠性和可辨識性高的優(yōu)點。
【專利說明】220kV及W上電網(wǎng)單回輸電線路零序參數(shù)在線辨識方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種220kV及W上電網(wǎng)單回輸電線路的零序參數(shù)在線辨識方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 輸電線路的零序參數(shù)是電力系統(tǒng)繼電保護整定計算的重要依據(jù)，不準確的線路零 序參數(shù)會造成保護整定值的偏差，影響電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定及經(jīng)濟運行。
[0003] 零序參數(shù)受多種外在因素的影響，如接地電阻率、等值深度、導線布局等，通過理 論計算難W獲得精確的零序參數(shù)。因此，我國繼電保護規(guī)程規(guī)定零序參數(shù)必須實測。然而， 隨著輸電網(wǎng)規(guī)模越來越大，電壓等級的不斷提高，采用W往的停電測量方法逐條停電測量 線路的零序參數(shù)費時費力，也會影響到電網(wǎng)的正常運行和供電的可靠性。鑒于此，利用在線 參數(shù)測量的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)停電測量方法實現(xiàn)對線路參數(shù)的測量是十分必要的。
[0004] 基于全球定位系統(tǒng)（GP巧的相量測量單元（PMU)的出現(xiàn)，為輸電線路參數(shù)的在線 辨識提供了一個新的數(shù)據(jù)來源和有效平臺。PMU能W更高精度、更高采樣頻率、更好的同步 性在線實時記錄電網(wǎng)各種不對稱運行狀態(tài)信息；在220kV及W上輸電線路兩側(cè)裝設的PMU 能夠在線測量電網(wǎng)不對稱運行狀態(tài)下的H相電壓電流相量數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行對稱分量變 換，提取出相應的零序電壓、電流分量，即可實現(xiàn)220kV及W上電網(wǎng)單回輸電線路零序參數(shù) 的在線辨識。
[0005] 但在電力系統(tǒng)正常運行過程中，線路的零序分量很小，零序參數(shù)不具有可辨識性； 只有在故障發(fā)生時方能獲得較大零序分量，但故障持續(xù)時間很短且PMU對非周期分量的處 理效果不好，使得辨識結(jié)果不可靠。因而，為了得到準確的零序參數(shù)辨識結(jié)果，需要采用PMU 能準確量測且零序分量足夠大的不對稱相量數(shù)據(jù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種220kV及W上電網(wǎng)單回輸電線路的零序 參數(shù)在線辨識方法，該方法能夠在不停電的情況下獲得高精度和準確性的單回輸電線路零 序參數(shù)。
[0007] 解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0008] -種220kV及W上電網(wǎng)單回輸電線路零序參數(shù)在線辨識方法，包括W下步驟：
[0009] 步驟1 ;在受測的220kV及W上電壓等級電網(wǎng)單回輸電線路的兩端裝設相量測量 單元，并保存相量測量單元測量到的單回輸電線路兩端的H相不對稱電壓相量和H相不對 稱電流相量數(shù)據(jù)；
[0010] 步驟2 ;在所述單回輸電線路發(fā)生單相短路故障的情況下，如果所述單回輸電線 路在切除故障相后完成了單相重合間操作，則從步驟1所保存的數(shù)據(jù)中提取出所述單回輸 電線路兩端在切除故障相至完成單相重合間期間的H相不對稱電壓相量和H相不對稱電 流相量數(shù)據(jù)；
[0011] 步驟3 ;對步驟2所提取的H相不對稱電壓相量和H相不對稱電流相量數(shù)據(jù)進行 對稱分量變換，計算得到所述單回輸電線路兩端的零序電壓分量和零序電流分量數(shù)據(jù)；
[0012] 步驟4 ;依據(jù)單回輸電線路的n型等值模型，建立所述單回輸電線路兩端的正序、 負序和零序電壓-電流方程，并采用所述步驟3得到的單回輸電線路兩端的零序電壓分量 和零序電流分量數(shù)據(jù)，W最小二乘法對該單回輸電線路兩端的正序、負序和零序電壓-電 流方程進行求解，得到所述單回輸電線路的零序參數(shù)。
[0013] 作為本發(fā)明的一種改進，其特征在于：
[0014] 所述步驟2中，從步驟1所保存的數(shù)據(jù)中提取所述單回輸電線路兩端在完成單相 重合間前0.5s內(nèi)的數(shù)據(jù)。
[0015] 作為本發(fā)明的一種實施方式，其特征在于：
[0016] 所述步驟3中，根據(jù)W下公式對步驟2所提取的H相不對稱電壓相量和H相不對 稱電流相量數(shù)據(jù)進行對稱分量變換：

【權(quán)利要求】
1. 一種220kV及以上電網(wǎng)單回輸電線路零序參數(shù)在線辨識方法，包括以下步驟： 步驟1 :在受測的220kV及以上電壓等級電網(wǎng)單回輸電線路的兩端裝設相量測量單元， 并保存相量測量單元測量到的單回輸電線路兩端的三相不對稱電壓相量和三相不對稱電 流相量數(shù)據(jù)； 步驟2 :在所述單回輸電線路發(fā)生單相短路故障的情況下，如果所述單回輸電線路在 切除故障相后完成了單相重合閘操作，則從步驟1所保存的數(shù)據(jù)中提取出所述單回輸電線 路兩端在切除故障相至完成單相重合閘期間的三相不對稱電壓相量和三相不對稱電流相 量數(shù)據(jù)； 步驟3 :對步驟2所提取的三相不對稱電壓相量和三相不對稱電流相量數(shù)據(jù)進行對稱 分量變換，計算得到所述單回輸電線路兩端的零序電壓分量和零序電流分量數(shù)據(jù)； 步驟4:依據(jù)單回輸電線路的π型等值模型，建立所述單回輸電線路兩端的正序、負序 和零序電壓-電流方程，并采用所述步驟3得到的單回輸電線路兩端的零序電壓分量和零 序電流分量數(shù)據(jù)，以最小二乘法對該單回輸電線路兩端的正序、負序和零序電壓-電流方 程進行求解，得到所述單回輸電線路的零序參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的220kV及以上電網(wǎng)單回輸電線路的零序參數(shù)在線辨識方法， 其特征在于： 所述步驟2中，從步驟1所保存的數(shù)據(jù)中提取所述單回輸電線路兩端在完成單相重合 閘前〇. 5s內(nèi)的數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的220kV及以上電網(wǎng)單回輸電線路的零序參數(shù)在線辨識方 法，其特征在于： 所述步驟3中，根據(jù)以下公式對步驟2所提取的三相不對稱電壓相量和三相不對稱電 流相量數(shù)據(jù)進行對稱分量變換： IJ
其中，m和η表示所述單回輸電線路的兩端，a、b和c表示所述單回輸電線路的三相， 和分別為所述單回輸電線路m端和η端的零序電壓相量；/B,a和^^分別為所述單回 輸電線路m端和η端的零序電流相量；和Cjwc分別為所述單回輸電線路m端的a 相不對稱電壓相量、b相不對稱電壓相量和c相不對稱電壓相量；Cjaa、和|jn￡>分別為所 述單回輸電線路η端的a相不對稱電壓相量、b相不對稱電壓相量和c相不對稱電壓相量； 人、匕,"和/_分別為所述單回輸電線路m端的a相不對稱電流相量、b相不對稱電流相量 和c相不對稱電流相量；L、1"6和L分別為所述單回輸電線路η端的a相不對稱電流相 量、b相不對稱電流相量和c相不對稱電流相量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的220kV及以上電網(wǎng)單回輸電線路的零序參數(shù)在線辨識方法， 其特征在于： 所述步驟4中，建立所述單回輸電線路兩端的正序、負序和零序電壓-電流方程如下：
其中，4?和U分別為所述單回輸電線路m端的正序電流相量、負序電流相量和 零序電流相量，Il1' ￡>",2和[)_分別為所述單回輸電線路m端的正序電壓相量、負序電壓 相量和零序電壓相量，41),"2和ACjwfl分別為單回輸電線路m端到η端的正序電壓相 量差、負序電壓相量差和零序電壓相量差；i9,'i,,2和^分別為單回輸電線路η端的正序 電流相量、負序電流相量和零序電流相量；和分別為單回輸電線路η端的正序 電壓相量、負序電壓相量和零序電壓相量；分別為單回輸電線路η端 到m端的正序電壓相量差、負序電壓相量差和零序電壓相量差；Ycs為所述單回輸電線路總 的等值對地自導納的一半，Yqd為所述單回輸電線路總的等值相間互導納的一半，Zs為單回 輸電線路的等值自阻抗，Zm為單回輸電線路的等值相間互阻抗。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的220kV及以上電網(wǎng)單回輸電線路的零序參數(shù)在線辨識方法， 其特征在于： 所述步驟4中，求解得到所述單回輸電線路的零序參數(shù)的步驟如下： 由式（9)和式（10)，得到單回輸電線路的m、η兩端的零序電壓-電流方程如下：
其中，Ytl =V(Zs+2Zm) = 1/ZQ =lARQ+jXQ) =gQ+jbQ，Ztl為單回輸電線路的零序等值 阻抗，Ytl為單回輸電線路的零序等值阻抗的倒數(shù)，Rtl和Xtl分別為單回輸電線路的零序電阻 參數(shù)和零序電抗參數(shù)，g〇和k分別表示Ytl的實部和虛部；Yai =Yes =jBd/2 = 為單 回輸電線路總的零序等值電納參數(shù)，Yai為單回輸電線路總的零序等值電納的一半，7?為Yai 的虛部； 將步驟3即式（1)得到的單回輸電線路兩端的零序電壓分量和零序電流分量數(shù)據(jù)寫為 實部與虛部的形式如下：
將式（12)代入式（11)，得到單回輸電線路的零序等值模型的數(shù)學方程組：
其中，和Imra分別為單回輸電線路m端零序電流相量/的實部和虛部，Int*和Inra 分別為單回輸電線路η端零序電流相量之^的實部和虛部；Um(IK和Umra、分別為單回輸電線路 m端零序電壓相量1>,""的實部和虛部，UnJPUnra分別為單回輸電線路η端零序電壓相量Ijirt 的實部和虛部； 進一步將式（13)寫為矩陣形式如下：b=Ax (14)；
利用最小二乘法求解式（14)，其最終解為： X= (AtA)ATb (16); 從而，計算獲得單回輸電線路的零序電阻參數(shù)R〇、零序電抗參數(shù)X。和總的零序等值電 納參數(shù)Bci :
【文檔編號】G01R31/00GK104237677SQ201410413508
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】趙艷軍, 盛超, 陳曉科, 畢天姝, 薛安成, 黃梓華, 楊汾艷, 孫聞, 張躍, 唐景星, 王玲, 付聰, 王鈐, 曾杰, 安然然, 張健, 張遠, 王奕, 胡玉嵐, 翁洪杰, 張俊峰, 陳銳, 馬明 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學研究院