[发明专利]一种基于传输线理论的输电线路沿线电压分布的计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种基于传输线理论的输电线路沿线电压分布的计算方法。

背景技术

伴随着电力工业的发展，在超高压(220～765kv)和特高压输电线路上安装串补(SCs)可以大幅提高线路的输送能力，但同时会改变线路稳态电压的分布特性，而线路上各点电压均不应超过系统的最高运行电压。目前，国内外对超高压串补线路稳态电压分布的研究发现，影响电压分布的因素有串补和高抗(SR)的安装地点、补偿度、有功功率等。但是，这些研究都没有考虑实际工程中线路两侧的无功补偿配置，也没有对特高压串补线路进行专门的研究。

特高压输电在中国具有极大的应用前景。运用特高压串补可以显著提升线路的输电能力。而获取线路上的电压分布对于确定特高压串补的安装方案是非常重要的。同时，准确获取输电线路的沿线电压分布还有助于校核线路的稳态工频过电压水平、提高对沿线电压的控制水平、校核投切空载线路的过电压水平、以及合理安排线路调试方案及控制措施等。目前获取线路电压分布的的相关算法有电磁暂态算法和非线性潮流算法。但是，前者不能计及特高压线路两侧的无功补偿能力，而而后者是一种近似算法，而且零注入节点数量的增加会使得潮流更不易收敛。

发明内容

为了克服现有方法的不足，本发明涉及一种基于传输线理论的输电线路(包括串补线路)沿线电压分布的计算方法。首先，将输电线路的两端口传输参数矩阵转化为两端口节点导纳矩阵，得到输电线路π型等值模型的集总参数。然后将其填入商业潮流计算软件对含输电线路的目标电网进行潮流计算。再将潮流计算的结果作为末端边界条件，用传输参数矩阵就可以快速得出线路上的电压分布。该算法可以精确地计算特高压串补线路上的电压分布情况，而且还可以计及线路两侧的无功补偿能力，工程适用性很强。

对于如图1所示为一条特高压串补线路，图中，串补位于特高压线路始端，始端高抗位于母线侧。该线路由三段组成，依次为同塔双回线(平原地区)、普通双回线(山区)、同塔双回线(山区)，长度分别为l₁，l₂，l₃，三段线路的单位长度参数(z₀ y₀)和传播常数γ是不同的。

本发明提出的基于传输线理论的输电线路(包括串补线路)沿线电压分布的快速算法包括如下步骤：

首先，将输电线路的两端口传输参数矩阵转化为两端口节点导纳矩阵，得到输电线路π型等值模型的集总参数；然后将其填入商业潮流计算软件对含输电线路的目标电网进行潮流计算；再将潮流计算的结果作为末端边界条件，用传输参数矩阵就可以快速得出线路上的电压分布。

(1)由下面的式(1)-(4)计算出输电线路的传输参数矩阵T；

(2)设整条输电线路由n段不同单位参数的线路组成，则整条输电线路的π型等值模型可以看作是n段不同线路的π型等值模型的级连，总的传输参数矩阵T是这n段线路传输参数矩阵(T₁，T₂，…，T_n)的乘积，

T＝T₁T₂…T_n                                                      (1)

其中，