[發明專利]一種抑制短路電流的聯絡線電抗快速計算方法

在審

• 申請號: 201811356521.5
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109599870A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 張璞;李翔宇;滕蘇丹;劉兆燕;張凱;孫昕;陳浩;陳艷波
• 申請（專利權）人: 北京電力經濟技術研究院有限公司;國網北京市電力公司;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種抑制短路電流的聯絡線電抗快速計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A.基于系統網絡參數形成節點導納矩陣，對節點導納矩陣求逆得到描述網絡的節點阻抗矩陣，求得系統各節點的短路電流，獲取短路水平最高的節點；

步驟B.基于以上計算結果，由該節點引入一條支路，支路電抗為X_k,利用支路追加法推導新網絡的節點阻抗矩陣，計算此時該節點的短路電流，在能夠選取的支路中獲得最優支路。

2.根據權利要求1所述一種抑制短路電流的聯絡線電抗快速計算方法，其特征在于，所述步驟A包括：

步驟A1：任一網絡用節點阻抗矩陣表示的節點電壓方程為U＝ZI，I和U分別為：

用矩陣表示如下：

式(1)中，電壓相量U為網絡各節點對地電壓；電流相量I為網絡外部向各節點的注入電流；系數矩陣即節點阻抗矩陣Z；

上述矩陣的矩陣對角元素Z_ii稱為自阻抗，表達為：

即當除節點i之外所有其他節點注入電流均為零時，節點i電壓與注入電流之比，也就是從節點i看進網絡的等效阻抗；

非對角元素Z_ij稱為互阻抗，表示為：

即當除節點i外所有其他節點注入電流均為零時，節點j電壓與節點i電流之比，或者說節點i單位電流在節點j引起的電壓值；顯然Z_ij是不會為零的，即節點阻抗矩陣總是滿陣；

步驟A2：基于步驟A1形成的節點阻抗矩陣，某一點f發生短路故障時，短路點f的接地阻抗為Z_f＝0；該網絡中只有短路點f有注入電流-i_f，即i_f由f點流向地；故節點電壓方程為：

短路點電壓故障分量為：

由此求得短路電流：

當Z_f＝0時，

考慮到在輸電網規劃中，關心的是電力系統中有功潮流的分布，而不需要計算各節點的電壓幅值，且對于超高壓電力網，線路電阻比線路電抗小得多，此時忽略所有的電阻，則式(7)簡化為，

3.根據權利要求1所述一種抑制短路電流的聯絡線電抗快速計算方法，其特征在于，所述步驟B包括如下步驟：

步驟B1：原輸電系統網絡的節點阻抗矩陣為X＝B₀^-1,支路k兩端的節點為l,m；這里的支路是指兩節點間各線路的并聯，線路是支路的一個元件；當支路k閉合時，相當于在l,m間增加一條電抗為x_k的線路，形成新的網絡；新網絡的節點電抗矩陣為X′，并且設網絡變化前后節點注入功率不變；其節點注入電流相量I和電壓相量U，由于注入功率不變，故滿足：

U＝X′I (9)

原網絡的注入電流表示為：

式中：e_k為支路k的節點-支路關聯矢量，僅在l,m位置對應元素為+1和-1，其余元素為0，

由原網絡知：

節點l,m間的電壓為：

將式(11)代入式(12)，得：

由此得到：

將式(14)代入到式(11)中，得：

將式(15)與(9)比較，得：

從而節點電抗矩陣的變化量為：

將x_k換為x_lm，e_k換為A_lm，則式(16)為:

實際支路中x_k為正值時是電抗支路，x_k為負值時是電容支路，由公式(8)、(18)可知，若要減小節點短路電流，若要增大X′，應當增加電容支路；

步驟B2：由新的節點阻抗矩陣求得短路電流最大的節點，此時的自阻抗為X′_ff，代入公式(8)得：

選擇不同的支路與x_lm，即得到取其最小值I′_fmin即為所求最優解。