[發明專利]基于虛擬擾動導納的故障強度和故障距離的靈敏度分析方法與裝置

在審

• 申請號: 202111447175.3
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114355098A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 譚敏剛;湯奕;韓嘯
• 申請（專利權）人: 東南大學溧陽研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李鑫

本發明公開了一種基于虛擬擾動導納的故障強度和故障距離的靈敏度分析方法與裝置，其技術要點包括以下步驟：建立定量表征電壓暫降過程的虛擬擾動導納；建立電壓暫降監測模型，所述電壓暫降監測模型中每條母線上均設有至少兩個監測點，所述監測點配置為POM電能質量監測儀；當系統中任一監測點監測到電壓暫緩時，所述電壓暫降監測模型中所有POM電能質量監測儀同步啟動電壓和電流錄波；通過所述電壓暫降監測模型中任意兩條相鄰母線間的虛擬擾動導納，計算其在同一方向上距離擾動中心f的電氣距離。以提供一種相較電壓有效值更為靈敏準確的監測電路中故障的監測。

技術領域

本發明涉及虛擬擾動導納對故障靈敏度計算方法技術領域，具體為一種基于虛擬擾動導納的故障強度和故障距離的靈敏度分析方法與裝置。

背景技術

靈敏度分析是一種評價因設計變量或參數的改變而引起結構響應特性變化率的方法。針對結構系統靈敏度的研究也越來重要，它是當前計算力學和結構工程領域的主要研究方向之一。

實際應用中，結構的靈敏度分析在結構優化、可靠性評估和參數識別等占據重要作用，方法按照策略可以分為離散法和變分法。傳統的靈敏度分析方法一般需要在攝動下，重新進行有限元計算，特別當結構具有柔性特征時，有限元數量較多時，計算量大，效率低。有些工況需要測量速度，從而基于速度導納信息進行如對質量參數等的靈敏度分析，如何解決傳統靈敏度計算效率低，已成為亟待解決的實際工程問題。

電壓暫降可通過電力線路在同一電壓等級中傳播，也可通過變壓器在不同電壓等級中傳播。前者稱為橫向傳播，后者稱為縱向傳播，對于任一電壓暫降事件，上述兩種傳播形式同時存在。當一個節點(擾動點)發生電壓暫降時，另一個節點(監測點)所監測到的電壓暫降強度，不僅與擾動點電壓暫降的強度有關，還與電網的拓撲結構和監測節點與故障點之間的電氣距離有關。因此，電壓暫降的傳播可以看作是電壓暫降事件與電網拓撲結構共同作用的結果。

即對于電路中出現故障時，通常伴隨著電壓暫降，電壓暫降通常伴隨著電流的突變，而現有技術一般采用故障點附近的電壓有效值進行比較，從而確定監測點相較故障點的故障距離與故障強度，但實際檢測過程中，由于電壓有效值的辨別率低，電壓有效值的監測方案往往不能對低故障強度進行有效辨識。

而基于當前常規技術，還存在一種相較于電壓有效值具有更高分辨率的電壓暫降辨識指標，即虛擬擾動導納。基于上述技術需求，亟需一種相較電壓有效值更為靈敏準確的監測電路中故障的監測方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于虛擬擾動導納的故障強度和故障距離的靈敏度分析方法與裝置，通過虛擬擾動導納，對故障的強度感知更靈敏，特別是在監測一些小故障時，更能很好的反映故障的強度，快速確定故障點所在位置區段。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于虛擬擾動導納的故障強度和故障距離的靈敏度分析方法，包括以下步驟：

建立定量表征電壓暫降過程的虛擬擾動導納；

建立電壓暫降監測模型，所述電壓暫降監測模型中每條母線上均設有至少兩個監測點，所述監測點配置為POM電能質量監測儀；

當系統中任一監測點監測到電壓暫緩時，所述電壓暫降監測模型中所有POM電能質量監測儀同步啟動電壓和電流錄波；

通過所述電壓暫降監測模型中任意兩條相鄰母線間的虛擬擾動導納，計算其在同一方向上距離擾動中心f的電氣距離。

在本申請的一個實施例中，本申請還公開了一種基于虛擬擾動導納的故障強度和故障距離的靈敏度分析裝置，包括：

虛擬擾動導納測量單元，配置為建立并測量定量表征電壓暫降過程的虛擬擾動導納；