專利名稱：電力系統(tǒng)短路電流衰減實(shí)用計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及一種短路電流的計(jì)算方法，特別涉及一種電力系統(tǒng)短路電流衰減實(shí)用計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，準(zhǔn)確計(jì)算出短路電流及其衰減情況對(duì)于選擇電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備、配置繼電保護(hù)非常重要。計(jì)算短路電流衰減的傳統(tǒng)方法為短路電流計(jì)算曲線法，但該方法受制作曲線時(shí)發(fā)電機(jī)組參數(shù)、負(fù)載率、系統(tǒng)負(fù)荷分布等限制，導(dǎo)致實(shí)際電力系統(tǒng)的短路電流衰減計(jì)算誤差較大，表現(xiàn)為計(jì)算結(jié)果過于保守，因?yàn)橹谱饔?jì)算曲線時(shí)假定發(fā)電機(jī)短路前額定滿載運(yùn)行，而實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，考慮到系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，絕大多數(shù)機(jī)組都不在額定運(yùn)行狀態(tài)。而且因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)問題，計(jì)算曲線法也不便在實(shí)際大電力系統(tǒng)中使用。短路電流的衰減計(jì)算也可以通過列寫電力系統(tǒng)微分方程，然后運(yùn)用數(shù)值計(jì)算求解微分方程組。該方法雖然精確，但是計(jì)算量大，不適合進(jìn)行短路電流衰減的工程計(jì)算。由于上述原因，目前電力企業(yè)進(jìn)行電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算時(shí)不考慮短路電流的衰減，只計(jì)算短路電流的初始值，然后將短路后其它時(shí)刻的短路電流等同于短路電流的初始值，這樣同樣使計(jì)算結(jié)果在實(shí)際使用時(shí)過于保守。實(shí)用中有兩種短路電流初值計(jì)算方法，分為基于潮流的短路電流初值計(jì)算和基于經(jīng)典假設(shè)的短路電流初值計(jì)算。前者使用電力系統(tǒng)準(zhǔn)確的短路前運(yùn)行狀態(tài)、線路參數(shù)、變壓器參數(shù)等，考慮電力系統(tǒng)的負(fù)荷影響，一般認(rèn)為能充分反映電網(wǎng)的實(shí)際狀況，最接近實(shí)際短路電流初值。后者忽略系統(tǒng)中所有對(duì)地支路的影響，即不計(jì)線路充電電容、母線并聯(lián)支路和負(fù)荷，所有變壓器非標(biāo)準(zhǔn)變比取1.0，所有節(jié)點(diǎn)電壓取所在電壓等級(jí)的平均額定電壓(對(duì)應(yīng)的標(biāo)么值為I)。該方法不受電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)隨時(shí)變化的潮流分布影響，因而具有良好的工程應(yīng)用性，但計(jì)算所得的短路電流初值與實(shí)際情況存在一定偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)在電力系統(tǒng)中短路初值和衰減計(jì)算存在的不足的問題，提出了一種電力系統(tǒng)短路電流衰減實(shí)用計(jì)算方法，以基于潮流的短路電流初值作為實(shí)用衰減計(jì)算的初值，但在經(jīng)典假設(shè)條件下基于磁鏈(電勢(shì))不突變?cè)恚紤]電勢(shì)隨著時(shí)間衰減，通過列寫電路方程(線性代數(shù)方程組)，用計(jì)算機(jī)求解得到短路電流的衰減情況，從而使短路電流的初值和衰減計(jì)算結(jié)果都更加接近實(shí)際情況。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種電力系統(tǒng)短路電流衰減實(shí)用計(jì)算方法，包括如下具體步驟
1)在已知潮流分布的情況下對(duì)預(yù)設(shè)故障點(diǎn)進(jìn)行短路電流初值計(jì)算，得到基于潮流的短路電流初值結(jié)果，記為k ;
2)采用經(jīng)典假設(shè)條件形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，經(jīng)典假設(shè)的具體內(nèi)容如下A:采用平均額定電壓作為電壓基準(zhǔn)，忽略各元件的額定電壓與相應(yīng)電壓等級(jí)平均額定電壓的差別；
B:忽略系統(tǒng)中所有對(duì)地支路的影響，即不計(jì)線路充電電容、變壓器勵(lì)磁支路、母線并聯(lián)支路和負(fù)荷；
C:認(rèn)為變壓器變比等于相應(yīng)側(cè)平均額定電壓之比，即所有變壓器的標(biāo)么變比等于
I. O ；
3)對(duì)預(yù)設(shè)故障點(diǎn)，根據(jù)電勢(shì)不突變進(jìn)行發(fā)電機(jī)電勢(shì)的衰減計(jì)算，以發(fā)電機(jī)d軸為例，計(jì)算公式如下
權(quán)利要求
1. 一種電力系統(tǒng)短路電流衰減實(shí)用計(jì)算方法，其特征在于，包括如下具體步驟 1)在已知潮流分布的情況下對(duì)預(yù)設(shè)故障點(diǎn)進(jìn)行短路電流初值計(jì)算，得到基于潮流的短路電流初值結(jié)果，記為k ; 2)采用經(jīng)典假設(shè)條件形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，經(jīng)典假設(shè)的具體內(nèi)容如下 A:采用平均額定電壓作為電壓基準(zhǔn)，忽略各元件的額定電壓與相應(yīng)電壓等級(jí)平均額定電壓的差別； B:忽略系統(tǒng)中所有對(duì)地支路的影響，即不計(jì)線路充電電容、變壓器勵(lì)磁支路、母線并聯(lián)支路和負(fù)荷； C:認(rèn)為變壓器變比等于相應(yīng)側(cè)平均額定電壓之比，即所有變壓器的標(biāo)么變比等于I. O ； 3)對(duì)預(yù)設(shè)故障點(diǎn)，根據(jù)電勢(shì)不突變進(jìn)行發(fā)電機(jī)電勢(shì)的衰減計(jì)算，以發(fā)電機(jī)d軸為例，計(jì)算公式如下Md =4o^---^~>飛 +(-T-1-----'Ie飛 +~^—■]a ao, .+足 Xd+Xe %+Xt X4+Xe +iM(X +JQ々d(l-e 4 —e *)] d e Xi+xeK 4+x/ 式中，為發(fā)電機(jī)短路前瞬間d軸次暫態(tài)電勢(shì)；^為發(fā)電機(jī)短路前瞬間定子繞組d軸電流；Zrf,ZK分別為發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)電抗、暫態(tài)電抗和次暫態(tài)電抗；^為基于經(jīng)典假設(shè)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣計(jì)算的短路后瞬間發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓與機(jī)端電流的商'nx分別為暫態(tài)分量和次暫態(tài)分量衰減的時(shí)間常數(shù)； 4)解網(wǎng)絡(luò)方程，根據(jù)發(fā)電機(jī)電勢(shì)的衰減得到短路后各時(shí)刻短路電流周期分量的衰減情況，記為作)(^>0)； 5)用步驟I)基于潮流的短路電流初值結(jié)果Zq修正步驟4)基于經(jīng)典假設(shè)的短路電流周期分量衰減計(jì)算所得各時(shí)刻的值MO ,修正公式如下 A/ = 4 - I(O) I7f/, V-- W 式中，為基于潮流與基于經(jīng)典假設(shè)的短路電流初值的偏差； I\P)=増 +Ai J a/7(0)為基于經(jīng)典假設(shè)的短路電流初值結(jié)果；為各時(shí)刻修正后的短路電流衰減結(jié)果，修正公式相當(dāng)于對(duì)步驟4)得到的短路電流衰減曲線進(jìn)行平移，使前初值與基于潮流的短路電流初值結(jié)果一致，從而得到修正后的短路電流衰減曲線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)短路電流衰減實(shí)用計(jì)算方法，以基于潮流的短路電流初值作為實(shí)用衰減計(jì)算的初值，但在經(jīng)典假設(shè)條件下基于磁鏈(電勢(shì))不突變?cè)恚紤]電勢(shì)隨著時(shí)間衰減，通過列寫電路方程(線性代數(shù)方程組)，用計(jì)算機(jī)求解得到短路電流的衰減情況，從而使短路電流的初值和衰減計(jì)算結(jié)果都更加接近實(shí)際情況。
文檔編號(hào)H02J3/00GK102646981SQ20121011505
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者戈睛天, 曹煒, 李萬信, 杜洋, 楊文清, 祁曉卿, 蘇虎 申請(qǐng)人:上海電力學(xué)院