【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及電氣設(shè)備及電氣工程，更具體地，涉及一種基于電纜建模對(duì)高頻諧波傳播特性進(jìn)行評(píng)估的方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、海上大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)產(chǎn)生的高頻諧波，會(huì)通過(guò)電纜的傳導(dǎo)作用滲透和擴(kuò)散至各級(jí)電網(wǎng)，傳播演變過(guò)程中還可能引發(fā)多次諧波放大。高頻諧波將導(dǎo)致接入電網(wǎng)的設(shè)備運(yùn)行失穩(wěn)甚至絕緣擊穿；同時(shí)在設(shè)備中產(chǎn)生附加諧波損耗，降低運(yùn)行效率；此外還將影響二次測(cè)量裝置，導(dǎo)致繼電保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)等，危害電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。高頻諧波在電力系統(tǒng)設(shè)備中傳播，會(huì)使設(shè)備偏離正常運(yùn)行狀態(tài)，出現(xiàn)運(yùn)行失穩(wěn)，同時(shí)高頻諧波產(chǎn)生的諧波放大及諧振現(xiàn)象，將導(dǎo)致設(shè)備承受過(guò)電流或過(guò)電壓，造成設(shè)備絕緣擊穿或燒毀，引發(fā)電力系統(tǒng)故障。高頻諧波電流在電纜中流動(dòng)除增加線(xiàn)損外，還影響測(cè)量和計(jì)量等儀器的準(zhǔn)確性，干擾電力系統(tǒng)中以基波量為基礎(chǔ)的繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置和計(jì)算機(jī)的正常工作，造成設(shè)備的誤動(dòng)作。
2、研究電纜適用于高頻諧波傳播特性分析的建模方法，是解決大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)電纜送出諧振風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的重要手段和前提條件。現(xiàn)有用于高頻諧波分析的電纜往往采用電磁暫態(tài)模型，無(wú)法滿(mǎn)足大電網(wǎng)高頻諧波傳播特性和諧振風(fēng)險(xiǎn)研究的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景和計(jì)算需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)技術(shù)方案提供一種基于電纜建模對(duì)高頻諧波傳播特性進(jìn)行評(píng)估的方法及系統(tǒng)，以解決如何基于電纜建模對(duì)高頻諧波傳播進(jìn)行評(píng)估的問(wèn)題。
2、為了解決上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種基于電纜建模對(duì)高頻諧波傳播特性進(jìn)行評(píng)估的方法，所述方法包括：
3、基于電纜的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定電纜的p
4、計(jì)算所述pi模型結(jié)構(gòu)的模型參數(shù)；
5、基于計(jì)算出的模型參數(shù)，對(duì)高頻諧波在電纜中傳播發(fā)生諧振的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。
6、優(yōu)選地，所述模型參數(shù)包括：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)電容、單位長(zhǎng)阻抗。
7、優(yōu)選地，所述單位長(zhǎng)電容的計(jì)算公式：
8、
9、其中，ε為電纜絕緣層的介電常數(shù)，r2為電纜芯外半徑，r3為電纜金屬屏蔽層內(nèi)半徑。
10、優(yōu)選地，所述單位長(zhǎng)阻抗包括：絕緣阻抗、外殼的內(nèi)表面阻抗以及管狀導(dǎo)體的外表面阻抗；
11、z＝zcore,out+zcore-shell,insu+zshell,in
12、其中，zcore-shell,insu為電纜的絕緣阻抗，zshell,in為電纜的金屬屏蔽層的內(nèi)表面阻抗，zcore,out為電纜的電纜芯的外表面阻抗，z為電纜的單位長(zhǎng)阻抗。
13、優(yōu)選地，其中，所述電纜的絕緣阻抗的計(jì)算公式：
14、
15、其中，μ為絕緣層的磁導(dǎo)率，j為復(fù)數(shù)單位，ω為電網(wǎng)頻率對(duì)應(yīng)的角速度，r2為電纜芯外半徑，r3為電纜金屬屏蔽層內(nèi)半徑。
16、優(yōu)選地，其中，所述外表面阻抗的計(jì)算公式為：
17、
18、dcore,out＝i1(mcorer2)k1(mcorer1)-i1(mcorer1)k1(mcorer2)
19、
20、其中，i0、i1為第一類(lèi)修正bessel函數(shù)，k0、k1為第二類(lèi)修正bessel函數(shù)，mcore為復(fù)數(shù)透入深度的倒數(shù)，ρcore為電纜芯的電導(dǎo)率，j為復(fù)數(shù)單位，ω為電網(wǎng)頻率對(duì)應(yīng)的角速度，r1為電纜芯內(nèi)半徑，r2為電纜芯外半徑，μ為絕緣層的磁導(dǎo)率，dcore，out為電纜芯外直徑。
21、優(yōu)選地，其中，所述內(nèi)表面阻抗的計(jì)算公式為：
22、
23、dshell,in＝i1(mr4)k1(mr3)-i1(mr3)k1(mr4)
24、
25、其中，i0、i1為第一類(lèi)修正bessel函數(shù)，k0、k1為第二類(lèi)修正bessel函數(shù)，m為復(fù)數(shù)透入深度的倒數(shù)，ρshell為電纜金屬屏蔽層的電導(dǎo)率，sshell，in為電纜金屬屏蔽層內(nèi)直徑，r3為電纜金屬屏蔽層內(nèi)半徑，r4為電纜金屬屏蔽層外半徑，j為復(fù)數(shù)單位，ω為電網(wǎng)頻率對(duì)應(yīng)的角速度，μ為絕緣層的磁導(dǎo)率，ρ為電纜芯的電導(dǎo)率。
26、基于本專(zhuān)利技術(shù)的另一方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種基于電纜建模對(duì)高頻諧波傳播特性進(jìn)行評(píng)估的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
27、初始單元，用于基于電纜的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定電纜的pi模型結(jié)構(gòu)；
28、計(jì)算單元，用于計(jì)算所述pi模型結(jié)構(gòu)的模型參數(shù)；
29、評(píng)估單元，用于基于計(jì)算出的模型參數(shù)，對(duì)高頻諧波在電纜中傳播發(fā)生諧振的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。
30、優(yōu)選地，所述模型參數(shù)包括：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)電容、單位長(zhǎng)阻抗。
31、優(yōu)選地，所述單位長(zhǎng)電容的計(jì)算公式：
32、
33、其中，ε為電纜絕緣層的介電常數(shù)，r2為電纜芯外半徑，r3為電纜金屬屏蔽層內(nèi)半徑。
34、優(yōu)選地，所述單位長(zhǎng)阻抗包括：絕緣阻抗、外殼的內(nèi)表面阻抗以及管狀導(dǎo)體的外表面阻抗；
35、z＝zcore,out+zcore-shell,insu+zshell,in
36、其中，zcore-shell,insu為電纜的絕緣阻抗，zshell,in為電纜的金屬屏蔽層的內(nèi)表面阻抗，zcore,out為電纜的電纜芯的外表面阻抗，z為電纜的單位長(zhǎng)阻抗。
37、優(yōu)選地，其中，所述電纜的絕緣阻抗的計(jì)算公式：
38、
39、其中，μ為絕緣層的磁導(dǎo)率，j為復(fù)數(shù)單位，ω為電網(wǎng)頻率對(duì)應(yīng)的角速度，r2為電纜芯外半徑，r3為電纜金屬屏蔽層內(nèi)半徑。
40、優(yōu)選地，其中，所述外表面阻抗的計(jì)算公式為：
41、
42、dcore,out＝i1(mcorer2)k1(mcorer1)-i1(mcorer1)k1(mcorer2)
43、
44、其中，i0、i1為第一類(lèi)修正bessel函數(shù)，k0、k1為第二類(lèi)修正bessel函數(shù)，mcore為復(fù)數(shù)透入深度的倒數(shù)，ρcore為電纜芯的電導(dǎo)率，j為復(fù)數(shù)單位，ω為電網(wǎng)頻率對(duì)應(yīng)的角速度，r1為電纜芯內(nèi)半徑，r2為電纜芯外半徑，μ為絕緣層的磁導(dǎo)率，dcore，out為電纜芯外直徑。
45、優(yōu)選地，其中，所述內(nèi)表面阻抗的計(jì)算公式為：
46、
47、dshell,in＝i1(mr4)k1(mr3)-i1(mr3)k1(mr4)
48、
49、其中，i0、i1為第一類(lèi)修正bessel函數(shù)，k0、k1為第二類(lèi)修正bessel函數(shù)，m為復(fù)數(shù)透入深度的倒數(shù)，ρshell為電纜金屬屏蔽層的電導(dǎo)率，dshellin為電纜金屬屏蔽層內(nèi)直徑，r3為電纜金屬屏蔽層內(nèi)半徑，r4為電纜金屬屏蔽層外半徑，j為復(fù)數(shù)單位，ω為電網(wǎng)頻率對(duì)應(yīng)的角速度，μ為絕緣層的磁導(dǎo)率，ρ為電纜芯的電導(dǎo)率。
50、基于本專(zhuān)利技術(shù)的另一方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序用于執(zhí)行一種基于電纜建模對(duì)高頻諧波傳播特性進(jìn)行評(píng)估的方法。
51、基于本專(zhuān)利技術(shù)的另一方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種電子設(shè)備，其特本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于電纜建模對(duì)高頻諧波傳播特性進(jìn)行評(píng)估的方法，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述模型參數(shù)包括：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)電容、單位長(zhǎng)阻抗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述單位長(zhǎng)電容的計(jì)算公式：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述單位長(zhǎng)阻抗包括：絕緣阻抗、外殼的內(nèi)表面阻抗以及管狀導(dǎo)體的外表面阻抗；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述電纜的絕緣阻抗的計(jì)算公式：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述外表面阻抗的計(jì)算公式為：
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述內(nèi)表面阻抗的計(jì)算公式為：
8.一種基于電纜建模對(duì)高頻諧波傳播特性進(jìn)行評(píng)估的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，所述模型參數(shù)包括：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)電容、單位長(zhǎng)阻抗。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述單位長(zhǎng)電容的計(jì)算公式：
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，所述單位長(zhǎng)阻抗包括：絕緣阻抗、外殼的內(nèi)表面阻抗以及管狀導(dǎo)體的外表面阻抗；
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述電
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述外表面阻抗的計(jì)算公式為：
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)表面阻抗的計(jì)算公式為：
15.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序用于執(zhí)行權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法。
16.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備包括：處理器和存儲(chǔ)器；其中，
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于電纜建模對(duì)高頻諧波傳播特性進(jìn)行評(píng)估的方法，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述模型參數(shù)包括：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)電容、單位長(zhǎng)阻抗。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述單位長(zhǎng)電容的計(jì)算公式：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述單位長(zhǎng)阻抗包括：絕緣阻抗、外殼的內(nèi)表面阻抗以及管狀導(dǎo)體的外表面阻抗；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述電纜的絕緣阻抗的計(jì)算公式：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述外表面阻抗的計(jì)算公式為：
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述內(nèi)表面阻抗的計(jì)算公式為：
8.一種基于電纜建模對(duì)高頻諧波傳播特性進(jìn)行評(píng)估的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，所述模型...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐文佳，項(xiàng)祖濤，高志宣，韓彬，李文臣，李亞樓，周運(yùn)斌，汪偉，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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