[發(fā)明專利]一種特高壓雙極直流輸電線路工頻參數(shù)測量方法

有效

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• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103399209A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)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

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)測量技術領域，尤其是涉及一種特高壓雙極直流輸電線路工頻參數(shù)測量方法。

背景技術

輸電線路是電力系統(tǒng)主要的組成部分之一，也是電力輸送的載體，在電力系統(tǒng)中所起的作用極大。輸電線路的參數(shù)主要指其工頻參數(shù)，它包括正序阻抗、零序阻抗、正序電容、零序電容以及多回線路之間的耦合電容和互感阻抗等，這些參數(shù)主要用于電力系統(tǒng)故障分析、潮流計算、短路電流計算、繼電保護整定計算以及選擇電力系統(tǒng)運行方式等，這些線路參數(shù)是在工作之前建立電力系統(tǒng)數(shù)學模型的必備參數(shù)，沒有準確的線路參數(shù)很難保證上述計算的正確，就無法保證裝置的正確動作，進而影響到電力系統(tǒng)的正常運行。

因此，獲取準確的輸電線路參數(shù)對電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運行具有十分重要的意義。而這些計算復雜且受諸多不確定因素的影響，包括輸電線路的幾何形狀、電流、環(huán)境溫度、風速、土壤電阻率、避雷線架設方式和線路路徑等因素，無法依靠理論計算來獲取這些參數(shù)的準確值。特別是輸電線路的零序參數(shù)，由于涉及到地中回路的情況，無法確定回路電流在大地中的深度，計算很難保證數(shù)值的準確性，為此，工程上要求對新架設及改造后的電力線路工頻參數(shù)進行實際測量。

目前輸電線路參數(shù)測量方法已有了深入的研究，并研制了相應的測量系統(tǒng)裝置，已投入運行。然而隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，輸電線路長度的增加，電壓等級的上升，使得現(xiàn)有測量方法中忽略的輸電線路的分布電容，必須予以考慮。

同時，電壓等級為500kV的超高壓和電壓等級為750kV及以上的特高壓輸電線路由于電壓等級特別高、輸電距離特別長，基于集總參數(shù)模型的輸電線路參數(shù)測量方法，其測量誤差隨輸電線路長度的增加而顯著增加，因此必須考慮輸電線路分布電容的影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術所存在的在測量特高壓直流輸電線路工頻參數(shù)時由于忽略分布電容影響導致線路工頻參數(shù)測量誤差太大的技術問題；提供了一種特高壓雙極直流輸電線路工頻參數(shù)測量方法。

本發(fā)明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種特高壓雙極直流輸電線路工頻參數(shù)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(shù)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(shù)和零序參數(shù)，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(shù)的測量包括正序參數(shù)和零序參數(shù)的測量，針對極II線路的工頻參數(shù)的測量包括正序參數(shù)和零序參數(shù)的測量；

其中，特高壓雙極直流輸電線路正序參數(shù)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(shù)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(wèi)星定位系統(tǒng)或北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)提供的時間同步信息，利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同時測量極I線路和極II線路首端和末端的電壓測量數(shù)據(jù)和電流測量數(shù)據(jù)；

步驟3，對步驟2所得的電壓測量數(shù)據(jù)和電流測量數(shù)據(jù)，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(jù)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(shù)求解出來。

本發(fā)明所提供技術方案建立了特高壓雙極直流輸電線路的分布參數(shù)模型，通過同時測量雙極直流輸電線路首末兩端的電壓和電流，再通過首末兩端電壓、電流的關系式求解出中間變量，再通過這些中間變量與線路參數(shù)的關系求解出線路的所有工頻參數(shù)。這種建模和求解方法計及了輸電線路上的分布電容對參數(shù)測量的影響，從而大大提高了輸電線路參數(shù)測量結果的精度。

在上述的特高壓雙極直流輸電線路工頻參數(shù)測量方法，步驟3中，離散傅立葉算法基于如下定義：定義對測量數(shù)據(jù)每周采樣點數(shù)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：