2所 示，兩個(gè)自耦變壓器表現(xiàn)為一個(gè)500kV節(jié)點(diǎn)經(jīng)串聯(lián)繞組接兩個(gè)220kV母線節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)220kV母 線節(jié)點(diǎn)經(jīng)各自公共繞組接各自的中性點(diǎn)或中性點(diǎn)串聯(lián)設(shè)備。
[0048] 直流電流分布的核心內(nèi)容是繞組上的直流電流分布，變壓器模型對(duì)其有重大影 響。
[0049] 中性點(diǎn)串聯(lián)設(shè)備模型相對(duì)簡(jiǎn)單，其等效電阻支路連接變壓器中性點(diǎn)和變電站節(jié) 點(diǎn)。若中性點(diǎn)串聯(lián)設(shè)備為電容，則斷開中性點(diǎn)和變電站節(jié)點(diǎn)的連接即可。
[0050] (2)變電站地下部分模型:變電站的地下部分模型是場(chǎng)參數(shù)，模型按照戴維南原理 進(jìn)行等效:在全部中性點(diǎn)斷開情況下，接地電阻是變電站節(jié)點(diǎn)與零位點(diǎn)間的等效電阻，感應(yīng) 電位是變電站節(jié)點(diǎn)與零位點(diǎn)間的入口電勢(shì)。
[0051] (3)三相參數(shù)不對(duì)稱的處理方法:若交流電網(wǎng)三相直流參數(shù)對(duì)稱，可簡(jiǎn)化為如圖2 的單相電路進(jìn)行分析；如果三相不對(duì)稱，可以在地表以下模型不變的情況下，以圖2的地表 以上模型對(duì)其中一相進(jìn)行建模，然后短接三相的變電站節(jié)點(diǎn)即可。
[0052] 本技術(shù)方案按直流網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對(duì)稱，三相合并成一相的模型進(jìn)行。同時(shí)，本技術(shù)方案 推導(dǎo)結(jié)果具有通用性，實(shí)際應(yīng)用時(shí)也較靈活，若三相參數(shù)不對(duì)稱(如變壓器三相繞組直流電 阻不一致），只要修改模型的相關(guān)參數(shù)成三相參數(shù)即可。
[0053]若交流電網(wǎng)總共有m個(gè)變電站，b個(gè)母線節(jié)點(diǎn)，η個(gè)獨(dú)立中性點(diǎn)，則由節(jié)點(diǎn)電壓法有：
[0054] YV = J (2)
[0055] 式（2)中：
[0056] V--電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓列向量，￥=%^^]，￥5^為變電站節(jié)點(diǎn)電壓(￥)，獨(dú)立 中性點(diǎn)電壓(V)，母線電壓列向量(V)。若中性點(diǎn)與變電站節(jié)點(diǎn)短接，則在本文模型中刪去該 站的中性點(diǎn)，僅保留變電站節(jié)點(diǎn)。
[0057] Y--電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣，Y = HTG+Q』為變電站節(jié)點(diǎn)與所有節(jié)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)矩陣，Ητ 為Η的轉(zhuǎn)置，Hmx(m+n+b) = [Em 0mXn 0mxb]，EmSm階單位陣;G為變電站接地電導(dǎo)陣，6 = 1^，!? = diag(RG1，RG2，…，RGm)，RGi為第i個(gè)變電站直流接地電阻（Ω 為交流電網(wǎng)地上網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電 導(dǎo)矩陣。
[0058] J一一電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)注入電流列向量：
[0059] J=[Js;Jn；Jb] = [GP;0;0]=HtGP (3)
[0060] 式（3)中：
[0061] Js、JN、JB-一變電站節(jié)點(diǎn)、獨(dú)立中性點(diǎn)、母線節(jié)點(diǎn)注入電流列向量(A);
[0062] P--變電站的感應(yīng)電位列向量(V )，由接地理論有：
[0063] P=MId+NIa (4)
[0064] 式（4)中：
[0065] ID--直流極入地電流(A)。
[0066] Ια--注入變電站接地網(wǎng)的直流電流(Α)。
[0067] Μ一一直流極與變電站間互阻矩陣（Ω )。
[0068] Ν一一變電站間（不包括自身作用）的互阻矩陣（Ω)。
[0069] Ρ--變電站感應(yīng)電位，指中性點(diǎn)與零位點(diǎn)間的入口電位(V)。
[0070] 變電站接地電阻和感應(yīng)電位的定義可以稱為在中性點(diǎn)進(jìn)行的"戴維南等效"。此時(shí) 注入變電站接地網(wǎng)的直流電流為：
[0071] Ia=G(Va-P) (5)
[0072] 式（5)中：
[0073] Va一一變電站節(jié)點(diǎn)電壓(V)，其定義為：
[0074] Va=HV (6)
[0075] 聯(lián)立公式（2)-(6)有：
[0076] (R-ZN)Ia=ZMId (7)
[0077] 式（7)中，Ζ = ΗΥ-相當(dāng)于取出了節(jié)點(diǎn)電阻矩陣關(guān)于變電站節(jié)點(diǎn)的部 分。從式(2.24)可以看出，除去電流量Ια和Id，R、N和Μ均為純粹的場(chǎng)量，Z矩陣是一個(gè)場(chǎng)路耦 合的量。令變電站節(jié)點(diǎn)電阻矩陣 F = HY<HT，故 Z(i，i)=F(i，i)/RGi-l，Z(i，j)=F(i，j)/RGi， i矣j。在直流分布的模型中，若變電站中性點(diǎn)處于開斷狀態(tài)，則有Z (i，i) = 0，I a (i) = 0;若 變電站接地電阻F(i，i)/RCl? 1(此情況為極限情況，即土壤為良導(dǎo)體，RCl遠(yuǎn)小于線路和變 壓器電阻；或者是線路和變壓器電阻遠(yuǎn)大于接地電阻時(shí)），則有Z(i，i) ?0，IA(i) ?0。事實(shí) 上土壤不是良導(dǎo)體，線路和變壓器電阻較小，這兩種因素造成了交流電網(wǎng)的直流分布。從另 一個(gè)角度看，這也說明了如果一個(gè)變電站的進(jìn)出線較多，該站直流偏磁的風(fēng)險(xiǎn)也較大。
[0078] 最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可 以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種交流電網(wǎng)的場(chǎng)路耦合建模方法，其特征在于，包括以下步驟： 若交流電網(wǎng)總共有m個(gè)變電站，b個(gè)母線節(jié)點(diǎn)，η個(gè)獨(dú)立中性點(diǎn)，貝lj由節(jié)點(diǎn)電壓法有： YV=J(1) 式中：V表示電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓列向量，￥=[￥5;￥^￥8]，￥5、￥^￥8分別代表變電站節(jié)點(diǎn)電壓、 獨(dú)立中性點(diǎn)電壓和母線電壓列向量； Y表示電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣，Y=HTG+Q;Η為變電站節(jié)點(diǎn)與所有節(jié)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)矩陣，H^H的 轉(zhuǎn)置矩陣，HmX(m+n+b) = [EmOmXnOmXb ]，EmSm階單位陣;G為變電站接地電導(dǎo)陣，G=IT1，R= diag(RG1，RG2,…，RGm)，RGi為第i個(gè)變電站直流接地電阻;Q為交流電網(wǎng)地上網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩 陣； J表示電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)注入電流列向量： J=[Js;Jn;Jb]= [GP;0;0]=HtGP (2) 式中:Js、Jn、Jb分別表示變電站節(jié)點(diǎn)、獨(dú)立中性點(diǎn)和母線節(jié)點(diǎn)注入電流列向量； P表示變電站的感應(yīng)電位列向量，由接地理論有： P=MId+NIa (3) 式中：Id表示直流極入地電流，Ια表示注入變電站接地網(wǎng)的直流電流，Μ表示直流極與變 電站間互阻矩陣，Ν表示變電站間不包括自身作用的互阻矩陣;Ρ表示變電站感應(yīng)電位，指中 性點(diǎn)與零位點(diǎn)間的入口電位； 此時(shí)注入變電站接地網(wǎng)的直流電流為： Ia=G(Va-P) (4) 式中:Va表示變電站節(jié)點(diǎn)電壓，其定義為： Va=HV(5) 聯(lián)立公式1至公式5得出： (R-ZN)Ia=ZMId (6) 式(6)中，Z=HYUE，HY^Hl電站節(jié)點(diǎn)電阻矩陣。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電網(wǎng)的場(chǎng)路耦合建模方法，其特征在于，若獨(dú)立中性點(diǎn)與 變電站節(jié)點(diǎn)短接，則刪去該站的獨(dú)立中性點(diǎn)，僅保留變電站節(jié)點(diǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種交流電網(wǎng)的場(chǎng)路耦合建模方法，通過對(duì)交流電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，從而對(duì)交流電網(wǎng)中的參數(shù)進(jìn)行分析，達(dá)到準(zhǔn)確判斷直流偏磁風(fēng)險(xiǎn)的目的。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號(hào)】CN105468874
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510989387
【發(fā)明人】張忠元, 溫定筠, 文習(xí)山, 劉勇, 李亞軍, 胡春江, 王亮
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司, 安徽正廣電電力技術(shù)有限公司, 國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日