[發明專利]一種基于復鏡像的空間線路分布參數矩陣的計算方法

有效

• 申請號: 201810408863.0
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108459206B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 謝榮斌;陳宣林;朱俊;李翱鵬;吳湘黔
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: G01R27/04
• 分類號: G01R27/04;G01R27/26
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

本發明公開了一種基于復鏡像的空間線路分布參數矩陣計算方法，它包括：步驟1、對每條線路進行編號與分段；步驟2、采集編號的空間線路參數，包括導線的半徑、導線直流電阻、桿塔型號、桿塔三維坐標、土壤電阻率；步驟3、根據采集到的空間線路參數，采用平均電位法計算每條線路的自電位系數和線路之間的互電位系數，根據計算的電位系數得到電位矩陣，然后對電位矩陣求逆得到電容矩陣；步驟4、根據復鏡像方法來計算每條線路的阻抗參數矩陣，其中線路之間的互阻抗參數是根據空間線路之間不同的位置關系來實現計算的；解決了現有技術對空間線路的分布參數計算存在的電感和電阻參數會存在比較大的誤差等技術問題。

技術領域

本發明屬于輸電線路參數計算領域，尤其涉及一種基于復鏡像的空間線路分布參數矩陣計算方法。

背景技術

輸電線路參數是進行電力系統輸電線路分析的基礎，隨著電網的發展，工程實際中同桿并架多回線路越來越多，輸電線路的空間分布越來越密集和復雜，同時在計算空間線路還需要考慮的諸如線路頻率、土壤之類的因素，所以輸電線路參數的計算也更加復雜。

空間線路的分布參數計算主要是對地電容和阻抗的計算，其中既包含自電容與自阻抗，還有反應空間線路之間耦合聯系的線路參數互電容與互阻抗，對于線路之間的耦合關系，不同的位置關系會使得耦合參數的求解也有所不同。

對于電容來說，在寬頻域電磁暫態過程中，認為多導體電容是不受頻率因素影響的，因此可以采用靜電場的理論來計算電容參數。對于阻抗參數的求解，即求解電感和電阻參數，需要考慮頻率因素的影響。因為嚴格來說，現實中大地是非理想的導體，其在高頻下的集膚效應不能忽略，但是在實際工程中為了簡化，一般忽略了大地的集膚效應，常常認為大地是一個理想導體，即其電阻率為零，空間內的導體與鏡像導體就是關于地面對稱的，這樣的簡化求解在進行電力系統電磁暫態分析時，特別是在高頻下對輸電線路進行特性模擬時線路的電感和電阻參數會存在比較大的誤差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種基于復鏡像的空間線路分布參數矩陣計算方法，以解決現有技術對空間線路的分布參數計算存在的電感和電阻參數會存在比較大的誤差等技術問題。

本發明的技術方案是：

一種基于復鏡像的空間線路分布參數矩陣計算方法，它包括：

步驟1、對每條線路進行編號與分段，以便能在計算過程中對應線路序號及其參數；

步驟2、采集編號的空間線路參數，包括導線的半徑、導線直流電阻、桿塔型號、桿塔三維坐標、土壤電阻率；

步驟3、根據采集到的空間線路參數，采用平均電位法計算每條線路的自電位系數和線路之間的互電位系數，根據計算的電位系數得到電位矩陣，然后對電位矩陣求逆得到電容矩陣；

步驟4、根據復鏡像方法來計算每條線路的阻抗參數矩陣，其中線路之間的互阻抗參數是根據空間線路之間不同的位置關系來實現計算的。

步驟3所述導體自電位系數為：

對于導體i和j之間的互電位系數有：

其中：D₁為導體i上的微元到導體j的微元的距離，D₂為導體i上的微元到j的鏡像導體上微元的距離；

根據計算的空間中每條線路的自電位系數和任意兩條線路之間的互電位系數得到電位系數矩陣P，進行矩陣求逆就可以得到電容矩陣C。

步驟4中，所述用復鏡像法來計算線路的阻抗參數，對于自阻抗系數的計算

公式為：