[發明專利]一種基于動態相量時域法的短路電流計算方法及裝置

有效

• 申請號: 201811409848.4
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109635374B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 張彥濤;楊京齊;王蒙;曹生順
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國家電網公司西北分部
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 胡秋立

1.一種基于動態相量時域法的短路電流計算方法，其特征在于，包括：

建立適用于三相交流系統短路電流計算的元件動態相量模型，包括：

建立同步電機模型，具體的為，用恒定電壓源內阻抗Z_S＝R_a+jX″_d模擬同步電機，其動態相量微分方程為下式，其中，為發電機端電壓，

其動態相量模型表達式為：

其中，為發電機次暫態電勢，為發電機機端電壓，R為電阻，L_d″為次暫態電感，為發電機電流向量，j為虛部符號，ω為工頻角速度；

建立交流線路模型，其動態相量模型表達式為：

其中，為節點A電壓，為節點A電流，為節點B電流，L為電抗，為線路電流，C為電容，p為微分算子；

可將線路等分為兩段或多段，每段采用上述模型，由于三相對稱線路的動態相量仍滿足正、負、零序解耦原理，對于線路的零序電路，只需將上述參數替換為零序參數；

建立變壓器模型，其動態相量模型表達式為：

其中，為t時刻的節點電壓矩陣，Z為阻抗矩陣；

建立無功補償及負荷模型，其動態相量模型表達式為：

其中，為節點1電壓，為節點2電壓，為節點C電壓，為節點1電流，為節點2電流；

使用梯形積分方法，將所述動態相量模型轉換為代數方程，獲得故障節點的電導矩陣；

對所述電導矩陣進行三角分解，使用三角分解后獲得的公式對發生故障的電路進行電流計算。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用梯形積分方法，將所述動態相量模型轉換為代數方程，獲得故障節點的電導矩陣，包括：

使用梯形積分方法，并引入阻尼系數，對動態相量模型進行整理，得到電導矩陣，形式如下，

其中，G為電導，為t+Δt時刻節點電壓矩陣，I(t)為t時刻電流。

3.一種基于動態相量時域法的短路電流計算裝置，包括：

模型建立單元，用于建立適用于三相交流系統短路電流計算的元件動態相量模型，包括：

建立同步電機模型，具體的為，用恒定電壓源內阻抗Z_S＝R_a+jX″_d模擬同步電機，其動態相量微分方程為下式，其中，為發電機端電壓，

其動態相量模型表達式為：

其中，為發電機次暫態電勢，為發電機機端電壓，R為電阻，L_d″為次暫態電感，為發電機電流向量；

建立交流線路模型，其動態相量模型表達式為：

其中，為節點A電壓，為節點A電流，為節點B電流，L為電抗，為線路電流，C為電容；

可將線路等分為兩段或多段，每段采用上述模型，由于三相對稱線路的動態相量仍滿足正、負、零序解耦原理，對于線路的零序電路，只需將上述參數替換為零序參數；

建立變壓器模型，其動態相量模型表達式為：

其中，為t時刻的節點電壓矩陣；

建立無功補償及負荷模型，其動態相量模型表達式為：

轉換單元，用于使用梯形積分方法，將所述動態相量模型轉換為代數方程，獲得故障節點的電導矩陣；

計算單元，用于對所述電導矩陣進行三角分解，使用三角分解后獲得的公式對發生故障的電路進行電流計算。