[發明專利]用于計算電網的配電站的輸入電壓的方法和裝置

有效

• 申請號: 201080045477.1
• 申請日: 2010-10-01
• 公開（公告）號: CN102640008A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 克勞斯·馮·森布施
• 申請（專利權）人: ABB技術股份有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R21/133
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張天舒

技術領域

本發明涉及能量分配技術，特別是配電站，即變電站，該變電站將電網的中壓層和低壓層相連。本發明特別涉及用于計算鄰近配電站的中等電壓的方法。

背景技術

傳遞電能的電網通常具有一系列的變電站，這些變電站將最高壓層、高壓層、中壓層和低壓層彼此相連。過去，電廠集中供應電能，從而使能量流的方向在電網中是已知的，即，從高壓層到低壓層。迄今為止，人們的出發點是，使在高壓層和中壓層之間的變電站的輸出端的中壓最高，而且該中壓在配電站輸入方向上相應地下降。隨著非中心的生產設備的急劇增加，對配電網提出了新的挑戰。在擴建過程中，可再生的能量將最小生產設備增加地連接在電網上，該電網提供電能，該電能饋送入中壓層，特別是鄰近配電站。由此，通過反饋出現負載峰值，而終端客戶處的設備通過不可靠的電壓過載受到損害。

另外通常最小生產設備的饋送行為，即，提供的能量的可靠性和量，例如對于太陽能設備和類似設備，是不能夠預測的。因此，在未來有必要，對于在電網中、特別是中壓層中的能量流更好地進行監視。為了經能量流和壓力曲線獲得在中壓網內的信息，而不必配備帶有測量裝置的配電站，對在輸入側鄰近各個配電站的中壓的認識是必要的。然而，在沒有對配電站進行直接測量的情況下，位于那里的中壓并不能以簡單的方式推導出來。

此外，在現有的配電站中，通常不安裝測量設備，用測量設備可以獲取在輸入側鄰近配電站的中壓。由于配電站的緊湊的構造方式，這通常是比較困難的，即，在輸入側加裝這樣電壓測量設備。

另外，對于已存在的設備，配電站的變壓器的空載電流是未知的，由此，在變壓器的低壓側，由可簡單測量的且由此已知的電壓、以及由可簡單測量的且由此已知的電流出發，反過來對于鄰近輸入側的中壓的計算不是很容易就可以實現。變壓器的層級位置，即變壓器的電壓變比，有時可以手動地與變化的中壓相匹配，從而在低壓層上達到預期的網絡電壓。對于變壓器層級位置的變化的自動獲取盡管是可能的，然而也是昂貴的。手動的跟蹤是有問題的，因為層級位置的變化通常不是通過專業人士來實施，這會造成局部測量和自動化技術的參數變化。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種方法和裝置，用該方法和裝置以簡單的方式，對于存在的配電站，特別是利用具有老式構造的變壓器，能夠計算出在配電站的變壓器的高壓側的輸入電壓。

本發明的目的通過根據權利要求1的、用于確定變壓器輸入電壓的方法得以實現，并通過根據并列權利要求的裝置得以實現。

具有優勢的技術方案在從屬權利要求中給出。

在第一方面，提供了用于計算配電站的變壓器的輸入電壓的方法。該方法包括下述步驟：

-測量變壓器的輸入電流、變壓器的輸出電流、變壓器的輸入電壓以及輸出電流和輸出電壓之間的相位角；

-憑借測得的輸入電流、測得的輸出電流、測得的輸出電壓以及輸出電流和輸出電壓之間的相位角，確定例如為配電站的變壓器的電壓變比和p-簡化電路圖的并聯元件的復合導納，或者確定出其它能夠導出該導納的值；

-基于經確定的電壓變比以及預先確定的即經確定的簡化電路的復合導納，計算配電站的變壓器的輸入電壓。

本發明的創新之處在于，無需預先給定配電站的變壓器的電壓變比、空載電流、鐵損失和/或銅損失，或者無需給定流經的變壓器的空載電流的大小，就能夠計算出鄰近輸入側的輸入電壓。這一點可以這樣實現，即，首先憑借變壓器的輸出電壓、輸入電壓和輸出電流的大小確定電壓變比以及在使用p-簡化電路圖情況下的并聯元件的導納。額外地，僅還需要變壓器參數，其通常可以從變壓器的技術銘牌上讀出，而且由其可以計算出配電站的變壓器的p-簡化電路圖的串聯元件。這例如可以使變壓器的相對短路電壓與變壓器的額定視在功率和額定電流相結合。

根據一個實施方式，首先可以將配電站的變壓器的簡化電路圖的未知元件通過解方程組得到確定，該方程組考慮至少三個測量值數組，測量值數組由變壓器的輸入電流(I_OS)、變壓器的輸出電流(I_US)和輸出電壓(U_US)構成。在p-簡化電路圖的情況下，未知元件首先是并聯元件Y和電壓變比ü。

進一步設置有，采用多于三個前述測量值數組，如變壓器的輸入電流(I_OS)、變壓器的輸出電流(I_US)和變壓器的輸出電壓(U_US)，由此形成超定方程組，該超定方程組例如可以憑借非線性狀態估值的數學方法解出。