[發明專利]基于靈敏度分析的區域地區直流波動源定位方法

有效

• 申請號: 201710868052.4
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107942191B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 趙丹丹;鄒儉;黃華;阮羚;李俊;劉君華;盧偉;金珩;張嘉旻;周行星;劉楠康
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;武漢新電電氣股份有限公司;國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 42104 武漢開元知識產權代理有限公司
• 代理人: 王和平;張繼巍

本發明涉及輸變電技術領域，公開了一種基于靈敏度分析的區域地區直流波動源定位方法，包括以下步驟：計算區域交流電網中變電站對所有單一直流波動源的靈敏度系數并形成列表，從中選取靈敏度系數高的變電站建立監測網絡，在監測網絡內建立地電位波動源數學模型，取點波動源的參數：電流I、經度X和緯度Y，獲取監測網絡監測取得的監測變壓器直流電流參數，代入區域直流波動源定位函數使用迭代形式的優化方法進行求解，計算出波動源電流I、經度X和緯度Y。本發明基于靈敏度分析的區域地區直流波動源定位方法優化了電流監測選點方案，經濟高效地確定波動源的強度與地理位置，更好的排查波動源和抑制地電位波動造成的不利影響。

技術領域

本發明涉及輸變電技術領域，具體涉及一種基于靈敏度分析的區域地區直流波動源定位方法。

背景技術

大地是不良導體，一般情況下是沒有大幅電流流過的，但最近多項研究發現，如地磁暴、高空核彈爆炸、城市軌道交通的雜散電流、直流輸電系統大地返回運行等情況下均會引起高幅值的電流從地中流過，引發大范圍地表電位的明顯波動，在電力系統接地運行的變壓器中性點上產生直流電流或者是近似于直流電流的甚低頻電流這個電流不僅危及交流電網的安全運行，也會對地下金屬管道和工業用電設備產生眾多不利影響，還會干擾地震監測臺網的正常工作。這些影響不僅會造成大地電位波動源附近地區的電力、埋地金屬設備損壞，地震監測臺網誤報，還會產生一系列連鎖反應，造成重大經濟損失，給現代社會帶來巨大的負面影響。

因此，有必要分析研究不同波動干擾源的類型，確定其位置和強度，排除交流電網中的隱患，從而對電力系統和地下管網進行必要修繕，確保電力系統和管網系統的安全穩定運行，目前國內外針對直流輸電大地返回運行方式下交流系統內的特征電流分布進行了大量的研究，但這些研究屬于正向思維的研究，即在波動源已知的情況下計算地電位的波動，從而計算電力系統內的直流電流分布，并不能定位地電位波動源。

發明內容

本發明的目的就是針對上述技術的不足，提供一種基于靈敏度分析的區域地區直流波動源定位方法，優化電流監測選點方案，選擇數量少且覆蓋范圍廣的電流監測點，經濟高效地確定波動源的強度與地理位置，更好的排查波動源和抑制地電位波動造成的不利影響。

為實現上述目的，本發明所設計的基于靈敏度分析的區域地區直流波動源定位方法，包括以下步驟：

A)通過現有波動源數據，計算區域交流電網中所有中性點接地的變電站對所有單一直流波動源的靈敏度系數，并形成區域交流電網變電站直流信號靈敏度系數列表，變電站對直流波動源的靈敏度系數表達式為：

式中，η為靈敏度系數，I_N為變壓器中性點直流電流，I為波動源電流；

B)在所述步驟A)計算的靈敏度系數列表中按照靈敏度系數從高到底順序選取k個監測變電站構建區域交流電網變電站接地中性點直流監測網絡，k≥5；

C)在所述步驟B)中建立的區域交流電網變電站接地中性點監測網絡內建立地電位波動源數學模型，取點波動源的參數：電流I、經度X和緯度Y，獲取所述步驟B)中區域交流電網變電站接地中性點直流監測網絡監測取得的監測變壓器直流電流參數，代入區域直流波動源定位函數：

式中，I_Ni為監測變壓器T_i的中性點直流電流，M_i(X,Y)為I_Ni與波動源電流的比例系數，J_Ni為監測變壓器T_i電流的背景噪聲和測量誤差之和，對區域直流波動源定位函數使用迭代形式的優化方法進行求解，即可計算出波動源電流I、經度X和緯度Y。

優選地，所述步驟C)中，當監測點足夠多時，J_Ni＝0，區域直流波動源定位函數簡化為：