平行線路不平衡度分析方法技術

一種平行線路不平衡度分析方法，涉及供電或配電的電路裝置或系統，尤其涉及一種輸電網絡多回平行線路不平衡度分析的方法，包括以下步驟：確定多回平行線路的原始序參數矩陣；確定多回平行線路的簡化序參數矩陣；建立平行線路不平衡度分析模型：確定兩端口系統的戴維南等值電源和阻抗；對平行線路不平衡度分析模型的多回平行線路部分和外部兩端口系統聯立求解，獲得多回平行線路各回線路的電流和各節點電壓；計算線路不平衡度及系統不平衡度；使用不平衡度指標評估線路不平衡度對線路的影響。該方法反映出對系統運行可能產生較大影響的因素，簡化了計算流程，提高了處理效率，為平行線路設計建設及運行維護提供有效的仿真分析設計工具。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及供電或配電的電路裝置或系統，尤其涉及一種通過推導、計算或其他方式處理電變量，實現輸電網絡多回平行線路不平衡度分析的方法。
技術介紹
電網輸送能力不足問題，是當今乃至今后相當長一段時間內困擾我國電網發展的一個關鍵制約因素。我國人口眾多，土地資源非常緊張，電網建設用地和地區經濟發展用地之間的矛盾日益突出。為充分利用線路走廊，提高單位走廊面積的輸送能力，提高電網輸送能力，我國在電網規劃、建設、改造中，大力推廣大同塔雙(多)回線、緊湊型線路等先進適用 技術的應用工作，合理歸并走廊，減小占地面積。同塔雙(多)回線、緊湊型線路的建設一方面有效地增加了電網輸送能力，另一方面由于平行間距較小，線路間的電磁感應和電容耦合較大，感應電流電壓將對線路的序電流、潛供電流產生影響，從而危及電網的安全穩定運行。平行線路結構和組成多樣，例如平行類型就有同塔線路、同一輸電通道非同塔線路、同一輸電通道同塔線路對非同塔線路，同一輸電通道同塔線路對同塔線路等。由于超高壓電網平行線路結構的特殊性，對電網的影響也與普通線路區別較大，例如改變了系統潮流的分布、同塔線路回數的加多增加了短路故障的概率和降低了系統的暫態穩定性、線路參數的不平衡引起系統運行的不平衡、潛供電流的增大造成的單相重合時間的延長等等。平行線路的線路參數是影響電網安全運行的主要因素，根據不同分析目的建立不同的平行線路理論模型、分析評估平行線路不平衡度、潛供電流在不同運行工況下的大小及變化趨勢，總結可能對不平衡度、潛供電流影響程度較為嚴重及影響較小的工況并提出相應的工程建議，這對于指導平行線路在電網中的規劃、設計、試驗和運行，提高電網安全穩定水平有著重要的意義。未換位時，平行線路每回線的正序、負序、零序電抗之間不僅存在耦合，而且，每回線路的正序、負序、零序電抗與其他線路的正序、負序、零序電抗之間也均存在耦合。假設外電網參數平衡，通過平行線路正序和負序、零序之間的參數耦合，正常運行時系統將產生負序和零序電流電壓分量，這不僅對線路保護的設計和整定帶來困難，而且負序量的存在直接造成同步發電機繞組的發熱、對同步發電機的安全運行造成威脅。中國專利技術專利申請“同桿多回架空輸電線路不同方式下零序等值阻抗計算方法”(專利技術專利申請號200810024474. 4公開號CN 101246190A)公開了一種同桿多回架空輸電線路不同方式下零序等值阻抗計算方法，其目的是為了大大減少線路參數的人工測量組合，為繼電保護整定、線路參數測試節約時間，提高效率。中國專利技術專利申請“一種同塔雙回直流輸電線路直流側諧波電流的計算方法”(專利技術專利申請號=201110052148. 6公開號CN102157930A)公開了一種同塔雙回直流輸電線路直流側諧波電流的計算方法，包括(I)對同塔雙回直流輸電線路進行分段；(2)計算出同塔雙回直流輸電線路整段和每一分段的導納矩陣；(3)計算出同塔雙回直流輸電線路每一分段上的直流側諧波電流。這兩項專利技術專利申請涉及到同塔多回輸電線路的計算方法，但都未解決平行線路不平衡度分析問題。鑒于平行線路不平衡度分析的復雜性，目前國內外尚無現成的分析手段。建立適用的平行線路不平衡度分析模型，進行平行線路不同運行工況下的不平衡度評估，針對可能出現的問題，進行相位排列優化以減少線路的不平衡度等，對于電網平行線路的建設和運行具有非常重要的意義。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種，通過平行線路不平衡度的建模分析，進行平行線路不同運行工況下的不平衡度評估，進行相位排列優化以減少線路的不平衡度。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案是一種，使用計算機程序模擬多回平行線路的運行工 況，分析平行線路的不平衡度，其特征在于包括以下步驟S100)根據平行線路的塔型、平行類型、平行長度、平行間距和相位布置，以卡森模型為基礎，計算多回平行線路的電阻、電抗和電納，確定多回平行線路的原始序參數矩陣；S200)從所述的原始序參數矩陣中，取每回線路的3條線的自阻抗平均值，作為該回線路的自阻抗；取每回線路的3條線的互阻抗平均值，作為該回線路的互阻抗；取每回線路的3條線與其他回線路的3條線之間的互阻抗平均值，作為對應兩回線路的互阻抗；確定多回平行線路的簡化序參數矩陣；S300)采用電力系統故障分析的方法，建立平行線路不平衡度分析模型把多回平行線路作為故障部分，多回平行線路的每回線路表示為一回等效支路，把平行線路以外部分作為一個兩端口系統；S400)使用電力系統仿真分析工具，利用所述的簡化序參數矩陣進行潮流計算，確定所述兩端口系統的戴維南等值電源和阻抗；S500)對平行線路不平衡度分析模型的多回平行線路部分和外部兩端口系統聯立求解，獲得多回平行線路各回線路的電流和各節點電壓；S600)將平行線路的不平衡度定義為線路不平衡度和系統不平衡度兩類，針對平行線路的平行類型、平行長度、相位布置和平行間距的變化，分別計算單一運行工況改變時的線路不平衡度及系統不平衡度；所述的線路不平衡度反映每回線路自身的不平衡和同塔線路之間及不同塔相近線路之間的不平衡，所述的系統不平衡度反映線路兩側的母線電壓不平衡和發電機負序電流不平衡；S700)分析不同運行工況對線路不平衡度及系統不平衡度的影響，以及線路不平衡度及系統不平衡度最差時的運行工況，使用不平衡度指標評估線路不平衡度對線路的影響。本專利技術的的一種較佳的技術方案，其特征在于所述的線路不平衡度包括零序電流不平衡度，負序電流不平衡度，零序電流穿越不平衡度，負序電流穿越不平衡度，零序電流環流不平衡度和負序電流環流不平衡度，所述的系統不平衡度包括線路兩側的母線電壓負序不平衡度和發電機負序電流不平衡度；所述的步驟S600利用步驟S500獲得的各回線路的電流和各節點電壓計算各項不平衡度。本專利技術的的一種更好的技術方案，其特征在于所述的不平衡度指標包括綜合不平衡度指標和線路不平衡度指標；所述的步驟S700包括計算綜合不平衡度指標和線路不平衡度指標的動作，所述的綜合不平衡度指標為某種相位布置方式下的各項線路不平衡度及系統不平衡度的均方根值，反映該種相位布置方式下線路和系統整體不平衡度；線路不平衡度指標為某種相位布置方式下的各項線路不平衡度的最大值，反映該種相位布置方式下，所有線路不平衡度指標中最嚴重的情況。本專利技術的有益效果是本專利技術的針對平行線路運行工況的復雜性，提出適用于平行線路不平衡度的計算仿真分析方法，該方法突出分析了各個運行工況下不平衡度及潛供電流的變化情況，可以很好的反映出對系統運行可能產生較大影響的因素，同時簡化了計算流程，提高了處理效率，為平行線路設計建設及運行維護提供了有效的仿真分析設計工具。 附圖說明圖I是本專利技術的主流程圖；圖2是平行線路同塔雙回線對單回線塔型結構示意圖；圖3是每回線路的六種相位排列圖；圖4是同塔雙回線對單回線的相位排列的三種方式示意圖；圖5是平行類型為同塔雙回線對同塔雙回線的不平衡度分析計算模型示意圖。具體實施例方式為了能更好地理解本專利技術的上述技術方案，下面結合附圖和實施方案進行進一步地詳細描述。平行線路每回線路的三相之間不僅存在耦合，而且每回線路的三相和其他回線路的三相之間也存在不同程度的耦合，以同塔雙回線對同塔雙回線為例，一條導線和其他十一條導線均存在不同程度的耦合，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種平行線路不平衡度分析方法，使用計算機程序模擬多回平行線路的運行工況，分析平行線路的不平衡度，其特征在于包括以下步驟：S100）根據平行線路的塔型、平行類型、平行長度、平行間距和相位布置，以卡森模型為基礎，計算多回平行線路的電阻、電抗和電納，確定多回平行線路的原始序參數矩陣；S200）從所述的原始序參數矩陣中，取每回線路的3條線的自阻抗平均值，作為該回線路的自阻抗；取每回線路的3條線的互阻抗平均值，作為該回線路的互阻抗；取每回線路的3條線與其他回線路的3條線之間的互阻抗平均值，作為對應兩回線路的互阻抗；確定多回平行線路的簡化序參數矩陣；S300）采用電力系統故障分析的方法，建立平行線路不平衡度分析模型：把多回平行線路作為故障部分，多回平行線路的每回線路表示為一回等效支路，把平行線路以外部分作為一個兩端口系統；S400）使用電力系統仿真分析工具，利用所述的簡化序參數矩陣進行潮流計算，確定所述兩端口系統的戴維南等值電源和阻抗；S500）對平行線路不平衡度分析模型的多回平行線路部分和外部兩端口系統聯立求解，獲得多回平行線路各回線路的電流和各節點電壓；S600）將平行線路的不平衡度定義為線路不平衡度和系統不平衡度兩類，針對平行線路的平行類型、平行長度、相位布置和平行間距的變化，分別計算單一運行工況改變時的線路不平衡度及系統不平衡度；所述的線路不平衡度反映每回線路自身的不平衡和同塔線路之間及不同塔相近線路之間的不平衡，所述的系統不平衡度反映線路兩側的母線電壓不平衡和發電機負序電流不平衡；S700）分析不同運行工況對線路不平衡度及系統不平衡度的影響，以及線路不平衡度及系統不平衡度最差時的運行工況，使用不平衡度指標評估線路不平衡度對線路的影響。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭強，余穎輝，楊增輝，
申請(專利權)人：上海市電力公司，華東電力試驗研究院有限公司，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：