[發明專利]一種特高壓雙極直流輸電線路工頻參數測量方法

有效

• 申請號: 201310371224.9
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103399209A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 胡志堅;李傳奇
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;G01R27/26
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種特高壓雙極直流輸電線路工頻參數測量方法，其特征在于，測量包括以下步驟：

步驟1，特高壓雙極直流輸電線路是在停電情況下進行工頻參數測量，對特高壓雙極直流輸電線路采取不同的接線方式，測量得到特高壓雙極直流輸電線路的正序參數和零序參數，所述特高壓雙極直流輸電線路由極I線路和極II線路組成，極I線路定義為特高壓雙極直流輸電線路的正極線路，極II線路定義為特高壓雙極直流輸電線路的負極線路；針對極I線路的工頻參數的測量包括正序參數和零序參數的測量，針對極II線路的工頻參數的測量包括正序參數和零序參數的測量；

其中，特高壓雙極直流輸電線路正序參數的測量接線方式為將特高壓雙極直流輸電線路末端短接，首端施加工頻交流電源；特高壓雙極直流輸電線路零序參數的測量接線方式為將特高壓雙極直流輸電線路末端短接接地，首端短接施加工頻交流電源；

步驟2，基于步驟1的方法對特高壓雙極直流輸電線路進行接線后，基于全球衛星定位系統或北斗衛星導航系統提供的時間同步信息，利用數據采集系統同時測量極I線路和極II線路首端和末端的電壓測量數據和電流測量數據；

步驟3，對步驟2所得的電壓測量數據和電流測量數據，采用離散傅立葉算法得到該獨立測量方式下首端和末端的基波電壓相量和基波電流相量；再分別根據兩種測量方式下首端和末端的基波電壓相量和基波電流相量，就能夠將特高壓雙極直流輸電線路的工頻參數求解出來。

2.如權利要求1所述的特高壓雙極直流輸電線路工頻參數測量方法，其特征在于：步驟3中，離散傅立葉算法基于如下定義：定義對測量數據每周采樣點數為N點，則一周內各采樣點分別為：0，1，…，N-1，對應的采樣值為x(1)，x(2)，…，x(N-1)，則有：

基波的正弦項的幅值：

X1s=2NΣk=0N-1x(k)sin(ωkTs)]]>

基波的余弦項的幅值：

X1c=2NΣk=0N-1x(k)cos(ωkTs)]]>

其中：T_s為采用間隔，ωT_s為一個采樣間隔對應的相角，N為一個周波采樣的點數；

則基波分量的相量形式為：

X·1=12(X1s+jX1c)]]>

基波分量的幅值為：

X1=12X1s2+X1c2;]]>

基波分量的相角為：

θ=arctgX1cX1s;]]>

其中，采樣值x(1)，x(2)，…，x(N-1)即為在步驟2中采集的電壓數據或電流數據。

3.如權利要求1所述的特高壓雙極直流輸電線路工頻參數測量方法，其特征在于：步驟3中，正序參數計算需要包括極I線路的首端及末端的正序基波電壓相量，極I線路的首端及末端的正序基波電流相量；極II線的首端及末端的正序基波電壓相量；極II線的首端及末端的正序基波電流相量；零序參數計算需要包括極I線路的首端及末端的零序基波電壓相量，極I線路的首端及末端的零序基波電流相量；極II線的首端及末端的零序基波電壓相量；極II線的首端及末端的零序基波電流相量；這些相量均能夠由步驟3所述離散傅立葉算法獲得；所述特高壓雙極直流輸電線路的工頻參數獲取過程如下：

獲取過程一：特高壓雙極直流輸電線路正序參數的獲取：

定義特高壓雙極直流輸電線路極I線路首端的正序基波電壓相量為極II線路首端的正序基波電壓相量為極I線路首端的正序基波電流相量為極II線路首端的正序基波電流相量為極I線路末端的正序基波電流相量為極II線路末端的正序基波電流相量為這些量均為可以測量的量，是已知量，是通過傅立葉算法基于步驟2所得的電壓測量數據和電流測量數據得到；

則特高壓雙極直流輸電線路的正序參數，即正序阻抗z_pos和正序導納y_pos為，

z_pos=R₁+j2πfL₁=r₂z₂

ypos=G1+j2πfC1=r2z2]]>

上兩式中，R₁為正序電阻，L₁為正序電感，G₁為正序電導，C₁為正序電容，f為電力系統頻率；，；l為特高壓雙極直流輸電線路的線路長度，符號arch(·)表示反雙曲余弦函數，符號sh(·)表示雙曲正弦函數；

極I線路和極II線路的正序電容C_a1和C_b1，求出如下：

Ca1=Cb1=C1=imag(ypos)2πf]]>

其中，符號imag(·)表示取相量的虛部分量；

獲取過程二：特高壓雙極直流輸電線路零序參數的獲取：

定義特高壓雙極直流輸電線路首端的零序基波電壓相量為零序基波電流相量為特高壓雙極直流輸電線路末端的零序基波電壓相量為零序基波電流相量為這些量均為可以測量的量，是已知量；是通過離散傅立葉算法基于步驟2所得的電壓測量數據和電流測量數據得到；

先求解下述方程組得到r和z的值；

U1·I1·=ch(rl)zsh(rl)1zsh(rl)ch(rl)U2·I2·,]]>

式中，l表示特高壓輸電線路的長度；符號sh(·)表示雙曲正弦函數，符號ch(·)表示雙曲余弦函數；

再求出特高壓雙極直流輸電線路的零序參數，即零序阻抗z_zero和零序導納y_zero為，

z_zero=R₀+j2πfL₀=rz

yzero=G0+j2πfC0=rz]]>

上式中，R₀為零序電阻，L₀為零序電感，G₀為零序電導，C₀為零序電容，f為電力系統頻率；

極I線路和極II線路的零序自電容C_a0和C_b0，求出如下：

Ca0=Cb0=C0=imag(yzero)2πf]]>

其中，符號imag(·)表示取該相量的虛部分量，f為電力系統頻率。