專利名稱：平行線路潛供電流分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及供電或配電的電路裝置或系統(tǒng)，尤其涉及一種通過推導(dǎo)、計(jì)算或其他方式處理電變量，實(shí)現(xiàn)輸電網(wǎng)絡(luò)多回平行線路潛供電流分析的方法。
背景技術(shù)：
電網(wǎng)輸送能力不足問題，是當(dāng)今乃至今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)困擾我國電網(wǎng)發(fā)展的一個關(guān)鍵制約因素。我國人口眾多，土地資源非常緊張，電網(wǎng)建設(shè)用地和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展用地之間的矛盾日益突出。為充分利用線路走廊，提高單位 走廊面積的輸送能力，提高電網(wǎng)輸送能力，我國在電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、改造中，大力推廣大同塔雙(多)回線、緊湊型線路等先進(jìn)適用技術(shù)的應(yīng)用工作，合理歸并走廊，減小占地面積。同塔雙(多)回線、緊湊型線路的建設(shè)一方面有效地增加了電網(wǎng)輸送能力，另一方面由于平行間距較小，線路間的電磁感應(yīng)和電容耦合較大，感應(yīng)電流電壓將對線路的序電流、潛供電流產(chǎn)生影響，從而危及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。平行線路結(jié)構(gòu)和組成多樣，例如平行類型就有同塔線路、同一輸電通道非同塔線路、同一輸電通道同塔線路對非同塔線路，同一輸電通道同塔線路對同塔線路等。由于超高壓電網(wǎng)平行線路結(jié)構(gòu)的特殊性，對電網(wǎng)的影響也與普通線路區(qū)別較大，例如改變了系統(tǒng)潮流的分布、同塔線路回?cái)?shù)的加多增加了短路故障的概率和降低了系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性、線路參數(shù)的不平衡引起系統(tǒng)運(yùn)行的不平衡、潛供電流的增大造成的單相重合時間的延長等等。平行線路的線路參數(shù)是影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的主要因素，根據(jù)不同分析目的建立不同的平行線路理論模型、分析評估平行線路不平衡度、潛供電流在不同運(yùn)行工況下的大小及變化趨勢，總結(jié)可能對不平衡度、潛供電流影響程度較為嚴(yán)重及影響較小的工況并提出相應(yīng)的工程建議，這對于指導(dǎo)平行線路在電網(wǎng)中的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和運(yùn)行，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平有著重要的意義。潛供電流是單相重合閘過程中產(chǎn)生的一種電磁暫態(tài)現(xiàn)象。當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時，故障相兩端斷路器跳閘后，其它兩相仍在運(yùn)行，且保持工作電壓。由于相間電容和相間互感的作用，故障點(diǎn)仍流過一定的電流，即為潛供電流。潛供電流由電容分量和電感分量組成。其中，電容分量是指正常相的電壓通過相間電容向故障點(diǎn)提供的電流。而電感分量則是由正常相上的負(fù)載電流經(jīng)相間互感在故障相上感應(yīng)出電動勢，并且通過相對地電容及高抗形成的回路，向故障點(diǎn)提供電流。當(dāng)潛供電弧(電流)熄滅后，同樣由于相間電容和互感的作用，在原電弧道間出現(xiàn)恢復(fù)電壓，這可能導(dǎo)致故障點(diǎn)電弧難以自動熄滅，從而造成單相重合閘失敗。中國發(fā)明專利申請“同桿多回架空輸電線路不同方式下零序等值阻抗計(jì)算方法”(發(fā)明專利申請?zhí)?00810024474. 4公開號CN 101246190A)公開了一種同桿多回架空輸電線路不同方式下零序等值阻抗計(jì)算方法，其目的是為了大大減少線路參數(shù)的人工測量組合，為繼電保護(hù)整定、線路參數(shù)測試節(jié)約時間，提高效率。中國發(fā)明專利申請“一種同塔雙回直流輸電線路直流側(cè)諧波電流的計(jì)算方法”(發(fā)明專利申請?zhí)?01110052148.6公開號CN102157930A)公開了一種同塔雙回直流輸電線路直流側(cè)諧波電流的計(jì)算方法，包括(I)對同塔雙回直流輸電線路進(jìn)行分段；(2)計(jì)算出同塔雙回直流輸電線路整段和每一分段的導(dǎo)納矩陣；(3)計(jì)算出同塔雙回直流輸電線路每一分段上的直流側(cè)諧波電流。這兩項(xiàng)發(fā)明專利申請涉及到同塔多回輸電線路的計(jì)算方法，但都未解決平行線路潛供電流分析問題。線路參數(shù)是影響潛供電流和恢復(fù)電壓的關(guān)鍵因素。平行線路常常作為電網(wǎng)中的關(guān)鍵輸電通道，承擔(dān)著電網(wǎng)中的大功率傳輸。與普通輸電線路相比，平行輸電線路由于線間存在較強(qiáng)的電磁、靜電耦合，其潛供電流與恢復(fù)電壓可能較高，這將給單相瞬時性故障后的重合閘操作帶來不利的影響，甚至可能造成重合操作失敗。當(dāng)平行線路位于電網(wǎng)的關(guān)鍵輸送斷面，單相重合失敗將導(dǎo)致線路跳閘，電網(wǎng)關(guān)鍵斷面輸送能力大幅下降，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行將面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。鑒于平行線路潛供電流分析的復(fù)雜性，目前國內(nèi)外尚無現(xiàn)成的分析手段。建立適用的平行線路潛供電流分析模型，進(jìn)行平行線路不同運(yùn)行工況下的潛供電流評估，針對可 能出現(xiàn)的問題，進(jìn)行相位排列優(yōu)化以減少線路的潛供電流等，對于電網(wǎng)平行線路的建設(shè)和運(yùn)行具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種平行線路潛供電流分析方法，通過平行線路潛供電流的建模分析，進(jìn)行平行線路不同運(yùn)行工況下的潛供電流評估，進(jìn)行相位排列優(yōu)化以減少線路的潛供電流。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種平行線路潛供電流分析方法，使用計(jì)算機(jī)程序模擬多回平行線路的運(yùn)行工況，分析平行線路的潛供電流，其特征在于包括以下步驟S100)根據(jù)平行線路的塔型、平行類型、平行長度、平行間距和相位布置，以卡森模型為基礎(chǔ)，計(jì)算多回平行線路的電阻、電抗和電納，確定多回平行線路的原始序參數(shù)矩陣；S200)從所述的原始序參數(shù)矩陣中，取每回線路的3條線的自阻抗平均值，作為該回線路的自阻抗；取每回線路的3條線的互阻抗平均值，作為該回線路的互阻抗；取每回線路的3條線與其他回線路的3條線之間的互阻抗平均值，作為對應(yīng)兩回線路的互阻抗；確定多回平行線路的簡化序參數(shù)矩陣；S300)采用電力系統(tǒng)故障分析的方法，建立多回平行線路不平衡度分析模型把多回平行線路作為故障部分，多回平行線路的每回線路表示為一回等效支路；在各等效支路的始端和末端，分別增加一回開關(guān)支路和一個內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，用于模擬線路兩端的開關(guān)，線路閉合時開關(guān)支路的相應(yīng)部分取無窮小，線路開斷時開關(guān)支路的相應(yīng)部分取無窮大；在各等效支路上，分別增加一個內(nèi)部接點(diǎn)和一回接地支路，用于模擬短路接地故障，正常情況下接地支路均為無窮大對角陣，短路接地故障時接地支路的相應(yīng)部分取無窮小；把平行線路以外部分作為一個兩端口系統(tǒng)；S400)使用電力系統(tǒng)仿真分析工具，利用所述的簡化序參數(shù)矩陣進(jìn)行計(jì)算，確定所述兩端口系統(tǒng)的戴維南等值電源和阻抗；S500)將各開關(guān)支路的相應(yīng)部分設(shè)為無窮小，將各接地支路設(shè)為無窮大，求得故障部分的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，消去內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，再和外部兩端口系統(tǒng)聯(lián)立求解，獲得多回平行線路各回線路的電流和各節(jié)點(diǎn)電壓；S600)應(yīng)用多回平行線路不平衡度分析模型，將支路阻抗的相應(yīng)部分設(shè)為無窮大或無窮小，模擬不同故障位置及不同故障類型，分別單獨(dú)計(jì)算出各種故障狀態(tài)的潛供電流或恢復(fù)電壓；S700)分析不同平行類型、平行長度、相位排列、平行間距對潛供電流的影響，結(jié)合潛供電流的產(chǎn)生機(jī)理，尋求限制潛供電流的措施。本發(fā)明的平行線路潛供電流分析方法的一種較佳的技術(shù)方案，其特征在于所述的多回平行線路不平衡度分析模型設(shè)有中性點(diǎn)電抗支路；所述的步驟S600通過 改變的中性點(diǎn)電抗支路的電抗值，計(jì)算出各種故障狀態(tài)的潛供電流或恢復(fù)電壓，所述的步驟S700分析潛供電流隨中性點(diǎn)電抗支路的電抗值的變化，確定與線路參數(shù)合理配合的中性點(diǎn)電抗值。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的平行線路潛供電流分析方法針對平行線路運(yùn)行工況的復(fù)雜性，提出適用于平行線路潛供電流的計(jì)算仿真分析方法，該方法突出分析了各個運(yùn)行工況下潛供電流的變化情況，可以很好的反映出對系統(tǒng)運(yùn)行可能產(chǎn)生較大影響的因素，為平行線路規(guī)劃設(shè)計(jì)提供限制潛供電流的有效技術(shù)依據(jù)，同時簡化了計(jì)算流程，提高了處理效率，為平行線路設(shè)計(jì)建設(shè)及運(yùn)行維護(hù)提供了有效的仿真分析設(shè)計(jì)工具。


圖I是本發(fā)明平行線路潛供電流分析方法的主流程圖；圖2是平行線路同塔雙回線對單回線塔型結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是每回線路的六種相位排列圖；圖4是同塔雙回線對單回線的相位排列的三種方式示意圖；圖5是平行類型為同塔雙回線對同塔雙回線的潛供電流分析計(jì)算模型示意圖。
具體實(shí)施例方式為了能更好地理解本發(fā)明的上述技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方案進(jìn)行進(jìn)一步地詳細(xì)描述。平行線路每回線路的三相之間不僅存在耦合，而且每回線路的三相和其他回線路的三相之間也存在不同程度的耦合，以同塔雙回線對同塔雙回線為例，一條導(dǎo)線和其他十一條導(dǎo)線均存在不同程度的耦合，不同塔線路的耦合與平行間距有關(guān)，這與單回線路存在較大的差異，如果再計(jì)及四條避雷線，則耦合的形式將十分復(fù)雜。線路之間的相互耦合使參數(shù)求取較為困難，而線路參數(shù)是平行線路運(yùn)行技術(shù)計(jì)算分析的前提。以下詳細(xì)說明中，各參數(shù)均以標(biāo)么值表示，Sb=IOOMVA,基準(zhǔn)電壓UB=525kV。本發(fā)明的平行線路潛供電流分析方法的一個實(shí)施方案的主流程圖如圖5所示，本方法使用計(jì)算機(jī)程序模擬多回平行線路的運(yùn)行工況，分析平行線路的潛供電流，包括以下步驟S100)根據(jù)平行線路的塔型、平行類型、平行長度、平行間距和相位布置，以卡森模型為基礎(chǔ)，計(jì)算多回平行線路的電阻、電抗和電納，確定多回平行線路的原始序參數(shù)矩陣；以卡森模型為基礎(chǔ)，利用EMTP線路參數(shù)計(jì)算程序，可得出IOOkm長的同塔雙回線對單回線理論計(jì)算參數(shù)(消去四條避雷線)，包括多回平行線路的電阻、電抗和電納。同塔雙回線線路參數(shù)、單回線對單回線線路參數(shù)、同塔雙回線對同塔雙回線線路參數(shù)計(jì)算方法與同塔雙回線對單回線線路參數(shù)計(jì)算方法相同。常規(guī)的計(jì)算中，一般需要線路的序參數(shù)，如潮流計(jì)算中需要線路的正序參數(shù)，短路故障計(jì)算中需要線路的正序、負(fù)序、零序參數(shù)，機(jī)電暫態(tài)穩(wěn)定中故障部分需要線路的等值正序參數(shù)、非對稱部分需要線路的正序參數(shù)。依據(jù)不同計(jì)算的需要，可以計(jì)算得出同塔雙回線對單回線的典型序參數(shù)。輸電線路常見的平行線路有四種類型，S卩同塔雙回線、單回線對單回線、同塔雙回線對單回線和同塔雙回線對同塔雙回線。四種平行類型下塔型的組合種類較多，為了簡化計(jì)算過程，選取平行類型為同塔雙回線對單回線進(jìn)行原始線路參數(shù)計(jì)算， 其它平行類型的原始線路參數(shù)計(jì)算方法與之類似。在圖2所示的實(shí)施例中，同塔雙回線為雙回線塔第一種塔型，單回線為三角形塔第一種塔型，線路長度為100km，平行間距為50m。對于每回線路1、2、3線路，有6種相位排列方式，如圖3所示。對于平行類型為同塔雙回線對單回線情況下，相應(yīng)的相位排列矩陣為
BB= Bj i，j，k, e [I…6]
H考慮相位排列后的平行線路阻抗矩陣為Zatc=BZB4，其中，Z為同塔雙回線對單回線理論計(jì)算阻抗矩陣
丨I V77
z^llIl ^/1/2 心 1113 I ^IUIl ^IUIl丨乙 IlIin乙 IUin
7 7 7 \ 7 7 7 I 7 7 7
^nn A/2/2 ^/2/3 I A/2//1 ^/27/2 ^/2//3 丨乙12111\ ^/2///2 ^/2///3
\ Zmn Z12112 Z13113 j Zismi Zm1r2 Zlilll3
-----------------1--------------------1-------------------
Zjim Zmn Zlim j Zmm Zmil2 Zmil2 I Zllllin Zmm2 Zmilf3
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Λ — ^//211 ^/7271j^ π 2112 ^U2U3 ' ^//2///1 ^//2///2
7 7 7 1777 I 777
^//3/1 ^//3/1 & inn I ^//3//1 ^//3//2 ^//3//3 I^//3///2 ^//3///3
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777 I 777I 777
z^mm I z^iiiuii z^mun ^iiiun \z^minii
7 7 7 I 7 7 7 I 777
LEIlFL ^111212 ^17/2/3 I ^IU2U\ ^1112112 ^III2U3 \ ^IU2IU\ ^IUIIEI ^//12///1
Zmm ^unn him \ ^nmn ^umn Zlimn j Zimim Zmjjm Zlimm通過相序變換，最后可得平行線路的序阻抗矩陣Zci12=A-1ZatcA,其中，A為平行線路
Λ「I I I-
的相序變換矩陣j 二 ^ ,A’為單回線的相序變換矩陣I = I a2 a a=d12tr。
AI a a2假設(shè)同塔雙回線對單回線的相位排列取圖4所示的三種方式，可以分別求得的對應(yīng)的平行線路序電抗矩陣。類似地，可以求得同塔雙回線對單回線序電納參數(shù)，以及其他三種平行類型下的線路序阻抗參數(shù)。一般來說，線路的電抗較大程度上決定了線路的運(yùn)行狀態(tài)，例如潮流分布、短路電流大小、暫態(tài)穩(wěn)定性。S200)從所述的原始序參數(shù)矩陣中，取每回線路的3條線的自阻抗平均值，作為該回線路的自阻抗；取每回線路的3條線的互阻抗平均值，作為該回線路的互阻抗；取每回線路的3條線與其他回線路的3條線之間的互阻抗平均值，作為對應(yīng)兩回線路的互阻抗；確定多回平行線路的簡化序參數(shù)矩陣；步驟SlOO計(jì)算得到的未換位的平行線路序參數(shù)矩陣為一非對稱的滿陣，耦合形式十分復(fù)雜，每回線路的正序、負(fù)序、零序電抗之間不僅存在耦合，而且，每回線路的正序、負(fù)序、零序電抗與其他三回線路的正序、負(fù)序、零序電抗之間也均存在耦合。不同的相位排列時平行線路的序參數(shù)并不相同，以同塔雙回線對單回線這一平行類型為例，3回線路的相位排列方式可達(dá)63/3=72種，在相位排列方式還未確定的情況下，線路可能存在72種不同的序參數(shù)。這些特性給系統(tǒng)分析計(jì)算帶來極大困難。通過平行線路正序、負(fù)序、零序參數(shù)之間的耦合，正常運(yùn)行時系統(tǒng)便存在負(fù)序和零序分量，對常用的PSS/E、BPA、PSASP等電力系統(tǒng)計(jì)算分析工具，單從潮流計(jì)算來講，都無法實(shí)現(xiàn)。即使應(yīng)用具有三相潮流計(jì)算功能的NET0MAC，但由于相位排列方式的多樣性，相應(yīng)的平行線路的序參數(shù)也不確定 ，計(jì)算分析工作將非常繁雜。因此，本發(fā)明提出了一套能夠反應(yīng)平行線路主要運(yùn)行特性的簡化參數(shù)。對平行線路理論計(jì)算阻抗矩陣Z，假設(shè)每回線路的自阻抗均取其3條線的自阻抗平均值，以第I回線路為例，即ZZ1, j- (Zmi+ZI2I2+ZI3I3) /3每回線路的互阻抗均取其3條線的互阻抗平均值，以第I回線路為例，即ZH1, j- (ΖΙ1Ι2+ΖΙ1Ι3+ΖΙ2Ι3) /3由于理論計(jì)算阻抗矩陣具有對稱性，所以ZH1, j- (ΖΙ2Ι1+ΖΙ3Ι1+ΖΙ3Ι2) /3每回線路的3條線和其他回線路的3條線之間的互阻抗也均取其互阻抗的平均值，以第I回線路和第II回線路為例，即ZH1, J1- (ΖΙ1Π1+ΖΙ1Π2+ΖΙ1Π3+ΖΙ2Π1+ΖΙ2Π2+ΖΙ2Π3+ΖΙ3Π1+ΖΙ3Π2+ΖΙ3Π3) /9由于理論計(jì)算阻抗矩陣的對稱性，所以ZHllj j- (ΖΠ1Ι1+ΖΠ1Ι2+ΖΠ1Ι3+ΖΠ2Ι1+ΖΠ2Ι2+ΖΠ2Ι3+ΖΠ3Ι1+ΖΠ3Ι2+ΖΠ3Ι3) /9通過相序變換，最終得到的同塔雙回線對單回線線路簡化序阻抗。簡化序阻抗有以下特點(diǎn)(I)正序、負(fù)序、零序參數(shù)之間解耦；(2)每回線路只保留了正序、負(fù)序、零序自阻抗或自電納，除零序自阻抗或自電納夕卜，每回線路和其他線路之間僅存在零序耦合；(3)序阻抗或序電納矩陣為對稱的稀疏陣；(4)簡化序電抗參數(shù)保留了未簡化前序參數(shù)的主要特性，正序、負(fù)序、零序自電抗和各回線路之間的零序互電抗與未簡化前相應(yīng)的序電抗參數(shù)相同，而其他序電抗參數(shù)為零。簡化序電阻和序電納參數(shù)也具有相同的特性。簡化序參數(shù)保留了未簡化前平行線路序參數(shù)的主要特性，在一定的范圍內(nèi)保證了計(jì)算結(jié)果的合理性；簡化參數(shù)正序、負(fù)序、零序參數(shù)之間的解耦，使應(yīng)用PSS/E、BPA和PSASP等慣用的程序來計(jì)算潮流成為可能；簡化序參數(shù)矩陣為對稱稀疏矩陣，采取稀疏矩陣運(yùn)算技術(shù)，可減少存儲量、加快計(jì)算速度；簡化序參數(shù)與相位排列無關(guān)，使平行線路序參數(shù)呈現(xiàn)唯一性。S300)采用電力系統(tǒng)故障分析的方法，建立多回平行線路不平衡度分析模型把多回平行線路作為故障部分，多回平行線路的每回線路表示為一回等效支路；在各等效支路的始端和末端，分別增加一回開關(guān)支路和一個內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，用于模擬線路兩端的開關(guān)，線路閉合時開關(guān)支路的相應(yīng)部分取無窮小，線路開斷時開關(guān)支路的相應(yīng)部分取無窮大；在各等效支路上，分別增加一個內(nèi)部接點(diǎn)和一回接地支路，用于模擬短路接地故障，正常情況下接地支路均為無窮大對角陣，短路接地故障時接地支路的相應(yīng)部分取無窮小；把平行線路以外部分作為一個兩端口系統(tǒng)；本發(fā)明可采用電力系統(tǒng)故障分析的方法建立平行線路潛供電流分析模型。圖5所示的本發(fā)明的實(shí)施方案模擬平行類型為同塔雙回線對單回線，建立潛供電流的分析模型。在圖5所示的平行線路潛供電流分析模型實(shí)施例中，系統(tǒng)分為作為故障部分的平行線路部分和外電網(wǎng)部分。平行線路以外的外電網(wǎng)部分為一個兩端口系統(tǒng)，通過戴維南等值可求出這個兩端口系統(tǒng)的戴維南等值電源和阻抗。平行架設(shè)的同塔雙回線對單回線，組成三回線作為仿真分析的故障部分，三回平行線路的每回線路表示為一回等效支路，圖中用支路I、II和III表示，節(jié)點(diǎn)I 6為與外電網(wǎng)接口節(jié)點(diǎn)。 在圖5所示的實(shí)施例中，增加開關(guān)支路1、4、5、8、9、12回支路和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)7 12，用于模擬線路兩端開關(guān)，線路閉合時支路的相應(yīng)部分取無窮小，線路開斷時支路的相應(yīng)部分取無窮大；在等效支路I、II和III上，增加內(nèi)部節(jié)點(diǎn)13 15和13 15回接地支路，用于模擬短路接地故障，正常情況下接地支路均為無窮大對角陣，接地故障時支路的相應(yīng)部分取無窮小。在圖5所示的平行線路潛供電流分析模型實(shí)施例中，平行架設(shè)的三回線構(gòu)成包含15條支路的兩端口系統(tǒng)。S400)使用電力系統(tǒng)仿真分析工具PSS/E，利用所述的簡化序參數(shù)矩陣進(jìn)行潮流計(jì)算，確定所述兩端口系統(tǒng)的戴維南等值電源和阻抗。S500)將各開關(guān)支路的相應(yīng)部分設(shè)為無窮小，將各接地支路設(shè)為無窮大，求得故障部分的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，消去內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，再和外部兩端口系統(tǒng)聯(lián)立求解，獲得多回平行線路各回線路的電流和各節(jié)點(diǎn)電壓；將支路阻抗的相應(yīng)部分設(shè)為無窮大或無窮小，求得故障部分的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，消去內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，再和外電網(wǎng)部分聯(lián)系求解，即可得出從節(jié)點(diǎn)I 6側(cè)注入到平行架設(shè)的三回線路各回線的電流，并得出節(jié)點(diǎn)I 6的電壓。S600)應(yīng)用多回平行線路不平衡度分析模型，將支路阻抗的相應(yīng)部分設(shè)為無窮大或無窮小，模擬不同故障位置及不同故障類型，分別單獨(dú)計(jì)算出各種故障狀態(tài)的潛供電流或恢復(fù)電壓；求取潛供電流時，以平行架設(shè)的三回線中I回線路A相發(fā)生瞬時短路接地故障為例，只需開關(guān)支路I和4的A相設(shè)為無窮大、接地支路13的A相設(shè)為無窮小，接地支路13的A相流過的電流即為故障點(diǎn)的潛供電流；開關(guān)支路I和4的A相設(shè)為無窮大、接地支路13的A相設(shè)為無窮大，接地支路13的A相電壓即為故障點(diǎn)的恢復(fù)電壓。在潛供電流的求解過程中，由于故障部分支路回?cái)?shù)和端口數(shù)較多，相應(yīng)的各過程矩陣如支路阻抗矩陣、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣等階數(shù)較高。故障部分增加的眾多模擬開關(guān)和接地故障的支路，相應(yīng)的矩陣為無窮大或無窮小對角陣，為防止矩陣求逆或線性方程組求解時的數(shù)值溢出，應(yīng)盡量采用矩陣的分塊運(yùn)算技術(shù)。
S700)分析不同平行類型、平行長度、相位排列、平行間距對潛供電流的影響，結(jié)合潛供電流的產(chǎn)生機(jī)理，尋求限制潛供電流的措施。為反映平行線路的潛供電流水平與線路長度、平行間距以及線路相位布置方式等因素之間的變化關(guān)系，通過分別針對上述四種典型的平行線路，分析平行線路相關(guān)技術(shù)參數(shù)對潛供電流水平的影響，可以為平行線路規(guī)劃設(shè)計(jì)提供限制潛供電流的有效技術(shù)依據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的平行線路潛供電流分析方法的一種較佳的實(shí)施方案，在圖5所示的多回平行線路不平衡度分析模型中，在每回線路的中性點(diǎn)，設(shè)置中性點(diǎn)電抗支路；所述的步驟S600通過改變的中性點(diǎn)電抗支路的電抗值，計(jì)算出各種故障狀態(tài)的潛供電流或恢復(fù)電壓，所述的步驟S700分析潛供電流隨中性點(diǎn)電抗支路的電抗值的變化，確定與線路參數(shù)合理配合的中性點(diǎn)電抗值。 本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施方案僅是用來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非用作為對本發(fā)明的限定，任何基于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神對以上所述實(shí)施方案所作的變化、變型，都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種平行線路潛供電流分析方法，使用計(jì)算機(jī)程序模擬多回平行線路的運(yùn)行工況，分析平行線路的潛供電流，其特征在于包括以下步驟 S100)根據(jù)平行線路的塔型、平行類型、平行長度、平行間距和相位布置，以卡森模型為基礎(chǔ)，計(jì)算多回平行線路的電阻、電抗和電納，確定多回平行線路的原始序參數(shù)矩陣； S200)從所述的原始序參數(shù)矩陣中，取每回線路的3條線的自阻抗平均值，作為該回線路的自阻抗；取每回線路的3條線的互阻抗平均值，作為該回線路的互阻抗；取每回線路的3條線與其他回線路的3條線之間的互阻抗平均值，作為對應(yīng)兩回線路的互阻抗；確定多回平行線路的簡化序參數(shù)矩陣； S300)采用電力系統(tǒng)故障分析的方法，建立多回平行線路不平衡度分析模型把多回平 行線路作為故障部分，多回平行線路的每回線路表示為一回等效支路；在各等效支路的始端和末端，分別增加一回開關(guān)支路和一個內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，用于模擬線路兩端的開關(guān)，線路閉合時開關(guān)支路的相應(yīng)部分取無窮小，線路開斷時開關(guān)支路的相應(yīng)部分取無窮大；在各等效支路上，分別增加一個內(nèi)部接點(diǎn)和一回接地支路，用于模擬短路接地故障，正常情況下接地支路均為無窮大對角陣，短路接地故障時接地支路的相應(yīng)部分取無窮??；把平行線路以外部分作為一個兩端口系統(tǒng)； S400)使用電力系統(tǒng)仿真分析工具，利用所述的簡化序參數(shù)矩陣進(jìn)行計(jì)算，確定所述兩端口系統(tǒng)的戴維南等值電源和阻抗； S500)將各開關(guān)支路的相應(yīng)部分設(shè)為無窮小，將各接地支路設(shè)為無窮大，求得故障部分的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，消去內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，再和外部兩端口系統(tǒng)聯(lián)立求解，獲得多回平行線路各回線路的電流和各節(jié)點(diǎn)電壓； S600)應(yīng)用多回平行線路不平衡度分析模型，將支路阻抗的相應(yīng)部分設(shè)為無窮大或無窮小，模擬不同故障位置及不同故障類型，分別單獨(dú)計(jì)算出各種故障狀態(tài)的潛供電流或恢復(fù)電壓； S700)分析不同平行類型、平行長度、相位排列、平行間距對潛供電流的影響，結(jié)合潛供電流的產(chǎn)生機(jī)理，尋求限制潛供電流的措施。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平行線路潛供電流分析方法，其特征在于所述的多回平行線路不平衡度分析模型設(shè)有中性點(diǎn)電抗支路；所述的步驟S600通過改變的中性點(diǎn)電抗支路的電抗值，計(jì)算出各種故障狀態(tài)的潛供電流或恢復(fù)電壓，所述的步驟S700分析潛供電流隨中性點(diǎn)電抗支路的電抗值的變化，確定與線路參數(shù)合理配合的中性點(diǎn)電抗值。
全文摘要
一種平行線路潛供電流分析方法，涉及供電或配電的電路裝置或系統(tǒng)，尤其涉及一種輸電網(wǎng)絡(luò)多回平行線路潛供電流分析的方法，包括以下步驟確定多回平行線路的原始序參數(shù)矩陣；確定多回平行線路的簡化序參數(shù)矩陣；建立平行線路潛供電流分析模型確定兩端口系統(tǒng)的戴維南等值電源和阻抗；對平行線路潛供電流分析模型的多回平行線路部分和外部兩端口系統(tǒng)聯(lián)立求解，獲得多回平行線路各回線路的電流和各節(jié)點(diǎn)電壓；計(jì)算出各種故障狀態(tài)的潛供電流或恢復(fù)電壓；尋求限制潛供電流的措施。該方法反映出對系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生較大影響的因素，提供限制潛供電流的技術(shù)依據(jù)，簡化了計(jì)算流程，提高處理效率，為平行線路設(shè)計(jì)建設(shè)及運(yùn)行維護(hù)提供有效的仿真分析設(shè)計(jì)工具。
文檔編號H02J3/00GK102969714SQ20121052989
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者郭強(qiáng), 余穎輝, 楊增輝 申請人:上海市電力公司, 華東電力試驗(yàn)研究院有限公司, 國家電網(wǎng)公司