[發明專利]一種高精度中壓配電線路真型等效模型及其參數計算方法

有效

• 申請號: 201710402687.5
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107123348B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 楊帆;沈煜;周志強;楊志淳;邱凌;李自懷;周先平
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力公司電力科學研究院;國家電網公司;武漢新電電氣股份有限公司
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 胡盛登

本發明提供一種高精度中壓配電線路真型等效模型及其參數計算方法，包括用于模擬A相導線自阻抗與互阻抗的A相阻抗；用于模擬B相導線自阻抗與互阻抗的B相阻抗；用于模擬C相導線自阻抗與互阻抗的C相阻抗；以及用于模擬大地回路和相間參數的G阻抗；本發明基于電力系統分析理論，根據配網線路的工程實際，綜合考慮輸電導線本身、導線之間、導線與大地以及地回路的影響等因素，創造性提出倒π型的四電容G阻抗模型結構來高精度模擬導線之間、導線與大地之間以及地回路的電磁耦合作用，實現線路正序及零序參數的精確模擬，采用多組集中參數元件級聯結構，以滿足高頻范圍內幅頻與相頻響應精度的配電線路等效模擬。

技術領域

本發明專利屬于配電設備技術領域，具體涉及一種考慮高頻傳輸特性的高精度配電線路真型等效模型及其參數計算方法。

技術背景

隨著智能電網的迅速發展，配電自動化系統的覆蓋范圍與應用規模日益擴大，為提升配電系統供電可靠性提供了有效技術手段。配電自動化系統通過快速隔離故障區域使健全區域恢復供電，這對提高供電可靠性具有非常重要的意義。其技術關鍵依賴于分布式FTU、DTU 及故障指示器等智能配電終端對配電線路運行狀態進行實時監測，根據所獲取電壓電流信號，在發生故障時，結合主站實現集中或就地方式隔離故障區段以實現健全配電線路快速自愈。這一技術的實現有賴于對配網線路穩態與暫態故障特征信息的深入研究，通過獲取配電線路在各種運行狀態下的典型電壓及電流信號，提取暫穩態特征，并結合算法進行有效辨識。

目前眾多高校、科研及企業針對配網真型模擬技術已經進行了探索和研究，并取得了一定的成果。其中最具代表性的如國網浙江省電力公司金華供電公司(專利申請號201610606842.0)提出了一種模擬針對開關故障形式的配網真型模擬平臺；華北電力大學(專利申請號201020593458.X)提出了一種10kV配電網線路故障模擬試驗平臺的總體架構；廣東電網有限責任公司電力科學研究院(專利申請號 201510018639.7)提出了一種電力系統1:1電壓等級配網單相接地故障模擬試驗平臺；這三家單位的成果中，其應用場景各有側重，適用范圍差異較大。但都未提及專門針對精確計及導線自阻抗、互阻抗、對地電容及相間耦合電容等線路參數的等值方法，更未考慮采用集中參數的π型結構的分段數設置，對于電流電壓的高頻相頻特性和幅頻特性與被等效實際線路存在的顯著差異，無法從實質上反映真實配電線路在各類運行工況下的電流電壓信號特征。因此，研究搭建可在寬頻帶范圍內模擬電網真實運行狀態的等效試驗模型，對于在實景環境下開展基于配電線路暫穩態特征信息的故障辨識、選線及定位研究，產品性能測試與功能實證以及技術培訓，支撐配電自動化系統的進一步深化應用，其需求十分迫切。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供了一種高精度中壓配電線路真型等效模型及其參數計算方法。該等效模型基于電力系統分析理論建立，具有體積小、重量輕，高頻帶范圍內等效精度高，模塊化設計便于級聯和擴展等特點，適用于對配電線路的運行狀態進行真型等效，為開展針對性的研究、測試與技術培訓提供物理載體。

本發明采用的技術方案是：一種高精度中壓配電線路真型等效模型，包括用于模擬A相導線自阻抗與互阻抗的A相阻抗；用于模擬B 相導線自阻抗與互阻抗的B相阻抗；用于模擬C相導線自阻抗與互阻抗的C相阻抗；以及用于模擬大地回路和相間參數的G阻抗；

所述A相阻抗采用多模塊分段級聯組合的方式模擬，A相線路阻抗采用第一中間電阻和第一電感串聯、第一前端下拉電容和第一后端下拉電容并聯的π型結構，用于等效A相導線分布阻抗參數；

所述B相阻抗采用多模塊分段級聯組合的方式模擬，B相線路阻抗采用第二中間電阻和第二電感串聯，第二前端下拉電容和第二后端下拉電容并聯的π型結構，用于等效B相導線分布阻抗參數；

所述C相阻抗采用多模塊分段級聯組合的方式模擬，C相線路阻抗采用第三中間電阻和第三電感串聯，第三前端下拉電容和第三后端下拉電容并聯的π型結構，用于等效C相導線分布阻抗參數；