[发明专利]基于同步时域信号的输电线路集中参数在线确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统输电线路参数在线确定方法，尤其是一种基于同步时域信号的输电线路集中参数在线确定方法。

背景技术

随着我国智能电网建设的快速稳步推进，对电网安全稳定运行的要求也越来越高，电网物理复杂性的迅速上升使得电网安全稳定运行面临严峻挑战。随着电网规模越来越大，网络结构越来越复杂，调度运行人员对电网特性的把握也越来越依赖于电网模型参数的精确性。线路参数是运行技术人员获取电网结构、生成潮流计算所需的节点导纳矩阵和阻抗矩阵、进行短路电流计算、继电保护装置整定的重要依据。提高电网参数计算的准确性、可靠性和实时性，是建设智能电网的基本需求，对电网的安全稳定运行具有重大意义。

目前有运行经验表明：在某些电网中，状态估计、潮流计算、保护定值整定等环节的计算值与实测值会存在一定的误差，某些情况下该误差较大，甚至影响到系统的正常稳定运行。通过大量的分析发现，该误差产生的主要原因是线路参数不够准确，即分析计算所采用的线路理论参数值与实际参数值差别较大。目前在现场中采用的线路参数值大多是经验值或厂家给出的离线测量值，而不是线路实际运行时的参数，二者之间难免存在误差，从而影响电力系统分析计算的准确度和精度。从严格意义上讲，不同时刻、不同运行条件下线路的参数都会有差别，如果进行较为精确的计算，这些差别就是无法忽略的。如果能够通过电网实时运行的电气量在线计算出输电线路的参数值，基于实时的输电线路参数开展电力系统分析和计算，势必能够提高分析计算精度，从而提高电网的安全稳定性。

时域信号，指的是随时间变化的信号，反应到电力系统中，就是对电流、电压信号的模拟量采样值。这些信号仅仅是对电流、电压进行时间离散化处理后的信号，无需经过数字滤波、傅里叶变换等计算环节，因此能够避免直流分量、谐波和算法的选择对计算结果的影响，且具有较快的计算速度，应用前景较好。

中国专利申请201110024996公开了一种基于PMU量测数据的电力线路参数的辨识与估计方法。该方法利用计算机，通过程序，首先输入被辨识与估计线路的基本数据，然后根据该线路两端的多个时段的PMU量测数据，先辨识该线路的错误参数，再估计该线路的正确参数，得出线路正确参数的估计值。该发明基于PMU量测数据，要首先辨识线路的错误参数，辨识方法的选择会影响对线路正确参数的估计，并且只针对装设有PMU装置的中等长度高压和超高压输电线路。

中国专利申请200910107854公开了一种基于故障录波的输电线路参数在线测量方法。该方法利用录波装置的GPS时钟进行整点启动，得出线路两端的正序电压、电流，并以录波文件形式分别保存在两端的录波装置中，然后中心调度计算机读取两端正序电压、电流值和零序电压、电流值，测量出线路的正序参数和零序参数。该发明可使录波装置用于输电线路参数在线测量，弥补现有在线测量装置测量正序参数时不同步、测量零序参数时无零序电源的缺陷，但是却过分依赖于录波装置，有一定的局限性。

中国专利申请200810079455公开了一种高压输电线路正序参数测量方法。该发明使用单相试验电源对待测线路施加正相电压、反相电压，利用反相前后测量得到的电压、电流、功率数值，结合线路施加电压前测得的干扰电压，经计算排除掉干扰电压的影响，得到相间阻抗；再对其它两相分别测量得到其相间阻抗，经计算后得到高压输电线路的正序参数。该发明可以在强电磁干扰环境下，特别是在三相干扰电压各不相同的情况下，准确测量得到高压输电线路的正序参数，但是单相试验电源的施加对线路的正常运行会产生影响。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种基于同步时域信号的输电线路集中参数在线确定方法，通过该方法计算得到的输电线路集中参数与实际参数之间的误差非常小，具有很高的精度，并且该方法的计算精度不受衰减直流、衰减高频信号的影响，计算所需数据窗很短，具有较快的响应速度。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于同步时域信号的输电线路集中参数在线确定方法，包括以下步骤：

第一步：将输电线路等效为π型集中参数模型，根据基尔霍夫第一定律KCL和基尔霍夫第二定律KVL列出π型电路的微分方程；

第二步：将微分方程化简合并，得到关于输电线路集中参数电阻R、电感L、电容C的微分方程组；

第三步：将输电线路两侧的电压和电流同步时域信号带入微分方程组，采用最小二乘法求解得出线路参数电阻R、电感L、电容C的具体值。