[發明專利]一種基于關聯矩陣的礦井高壓供電系統自動短路計算方法

有效

• 申請號: 201410657110.5
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN104410066A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 王新良;楊茜惠;靳翔;劉漢玉;李輝;董玉杰
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于關聯矩陣的礦井高壓供電系統自動短路計算方法，其特征在于，所描述的自動短路計算方法包括如下步驟：

步驟11，針對礦井高壓供電系統，依據每條支路節點直接控制的供電線路建立支路節點-供電線路鄰接表T；

步驟12，依據礦井高壓供電系統圖中電氣設備之間的連接關系生成母線節點和支路節點的關聯矩陣A（m行n列，以母線節點順序號為行號，以支路節點順序號為列號）和B（n行m列，以支路節點順序號為行號，以母線節點順序號為列號）；

步驟13，依據單向圖的連通性，由關聯矩陣A和B及開關分合閘狀態計算支路節點與支路節點供電關系的關聯矩陣E（n行n列）；

步驟14，依據支路節點與支路節點供電關聯矩陣E和支路節點-供電線路鄰接表T完成礦井高壓供電系統自動短路計算。

2.根據權利要求1所述的一種基于關聯矩陣的礦井高壓供電系統自動短路計算方法，其特征在于：在步驟11中，依據每條支路節點直接控制的供電線路建立支路節點-供電線路鄰接表T；通過該鄰接表，可以依據相應的支路節點編號查詢到其直接控制的供電線路基本參數，包括供電線路長度、供電線路型號、單位電阻和單位電抗信息；并設置礦井高壓供電系統最大運行方式下的系統電抗和最小運行方式下的系統電抗；設置礦井高壓供電系統的電源支路節點，電源支路節點是指由上級供電部門直接供電的支路節點。

3.根據權利要求1所述的一種基于關聯矩陣的礦井高壓供電系統自動短路計算方法，其特征在于：在步驟12中，生成母線節點和支路節點的關聯矩陣A和B，主要進行如下步驟：

步驟31：在生成關聯矩陣A的過程中，如果母線節點1是由支路節點（1）供電的，則母線節點1和支路節點（1）在關聯矩陣中A相應的位置為1，否則為0；

步驟32：在生成關聯矩陣B的過程中，如果支路節點（1）是由母線節點1供電的，則支路節點（1）和母線節點1在關聯矩陣B中相應的位置為1，否則為0。

4.根據權利要求1所述的一種基于關聯矩陣的礦井高壓供電系統自動短路計算方法，其特征在于：在步驟13中，依據單向圖的連通性，計算支路節點與支路節點供電關系的關聯矩陣E，主要進行如下步驟：

步驟41：依據支路節點上出線開關的分合閘狀態，生成支路節點開關狀態矢量S，S包含n個元素；在S中，開關狀態合閘，對應元素值為1；反之，則為0；

步驟42：將S中的每個元素和矩陣A中每行的n個元素進行與運算后得到母線節點和支路節點的關聯矩陣NA（m行n列）;?將S中的每個元素和矩陣B中每列的n個元素進行與運算后得到支路節點和母線節點的關聯矩陣NB（n行m列）；

步驟43：依據單向圖的連通性，將關聯矩陣NB和關聯矩陣NA做乘法運算，得到原始的第1級支路節點與支路節點供電關聯矩陣C；

步驟44：依據矩陣C和修正矩陣NM得到第1級的支路節點與支路節點供電關聯矩陣NC；

步驟45：將矩陣NC和自身做矩陣乘法運算，得到一個新的矩陣D；

步驟46：比較矩陣D和矩陣NC是否發生變化，如果發生變化，則將矩陣D的數值賦予矩陣NC，重復執行步驟（45）；反之，如果D和NC相同，則計算所得的矩陣D即是支路節點與支路節點的最終供電關聯矩陣E。

5.根據權利要求1所述的一種基于關聯矩陣的礦井高壓供電系統自動短路計算方法，其特征在于：在步驟14中，依據支路節點與支路節點供電關聯矩陣E完成礦井高壓供電系統自動短路計算，主要進行如下步驟：

步驟51：當某線路i對應的線路末端發生短路時，因線路i由支路節點i控制，因此首先依據支路節點i（行號）在支路節點與支路節點的最終供電關聯矩陣E中找到相應的行，然后找到該行中數值為1的所有元素對應的列號，再依據獲得的列號找到對應的支路節點集合P，P是所有給線路i供電的支路節點集合；如果集合P中不存在電源支路節點，則說明線路i沒有電源供電，不進行短路計算；如果集合P中存在電源支路節點，則說明線路i有電源供電，則執行步驟52；

步驟52：針對P中每個供電支路節點的編號查詢支路節點-供電線路鄰接表T，獲取所有支路節點對應的供電線路信息；依據獲取的每條供電線路長度、單位電阻和單位電抗計算出每條線路的電阻和電抗，執行步驟53和步驟54；

步驟53：根據每條線路的電阻、電抗和預先設置的最大運行方式下的系統電抗計算獲得最大運行方式下的系統總電阻和總電抗，然后依據高壓供電系統短路點所在線路的平均電壓和總電阻、總電抗計算最大運行方式下的三相短路電流；

步驟54：根據每條線路的電阻、電抗和預先設置的最小運行方式下的系統電抗計算獲得最小運行方式下的系統總電阻和總電抗，然后依據高壓供電系統短路點所在線路的平均電壓和總電阻、總電抗計算最小運行方式下的二相短路電流。