[发明专利]一种同塔多回复杂输电线路传输方程的求解方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统同塔多回复杂输电线路稳态计算分析领域，具体涉及一种同塔多回输电线路参数归一化的求解方法。

背景技术

随着电网建设的快速发展，输电线路走廊越来越密集，同塔架设或平行多回输电线路日益增多，由此产生的复杂交变电磁场环境可能导致线路之间产生严重的三相线路参数不平衡问题。三相线路参数不平衡会引起三相电流不对称，严重时会导致一相线路电流值是另一相的数倍，大大降低线路输送容量，增大线路损耗，同时容易引起线路零序电流过大，导致零序保护动作，线路跳闸等事故。近年来，由于线路电气参数三相不平衡，国内发生过多次多回输电线路投运失败，也发生过多起同塔多回线路中一回输电线路故障引起相邻线路保护动作误跳闸等事故，因而在输电线路规划、设计阶段，需重点考虑同塔多回输电线路三相参数不平衡问题。

多回输电线路的相序排列方式是直接决定线路三相参数平衡与否的关键因素，进行输电线路最优相序排列是解决输电线路三相参数不平衡的有效方法。而传输线方程的求解是选择输电线路的最优相序排列的前提。但是，长期以来，由于多回输电线路最优相序排列涉及领域较多，尤其是对于较复杂的传输线路，传输方程的求解比较困难，在工程实践中一直没有较为有效的分析方法。同塔或相互平行的多回输电线路在本质上是一个存在电磁耦合的多导体传输线系统，然而传统的多导体传输线方程适用于求解均匀传输线的多导体传输线系统，而实际的输电系统线路布局较复杂，如不同段输电线路同塔情况不同即同塔回数发生变化或由同塔变成不同塔，不同地形所选用塔型不同，不同段导线的线型不同，部分线路还存在临近平行或交叉跨越现象，因而不能直接应用传统的多导体传输线方程进行求解。针对这种情况，本发明提出一种线路参数归一化的处理方法来消除传统的多导体传输线方程不能直接应用于求解复杂线路的弊端。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种同塔多回复杂输电线路传输方程的求解方法，本发明通过对复杂输电线路的参数进行归一化处理，使传统多导体传输线方程可以应用到同塔多回复杂输电线路传输方程的求解。

本发明的技术问题通过如下技术方案解决，一种同塔多回复杂输电线路传输方程的求解方法，所述求解方法包括如下步骤：

S1）根据输电线路物理参数不同，分段建立线路模型，所述线路模型包括耦合关系较强的同塔线路模型和耦合关系较弱的非同塔线路模型。

步骤S1）中所述物理参数指同塔情况、导线型号、塔型等。

当同塔情况发生变化，如之前三路同塔现在两路同塔，或之前两路同塔现在两路分开，则应该针对同塔段建立耦合关系较强的同塔线路模型，对分出的部分建立耦合关系较弱的非同塔线路模型。在同塔部分中，导线型号或塔型也可能发生变化，则其同塔线路模型也应该分段建立。

S2）根据建立的线路模型，求解各回路的分段电气参数矩阵，其中，对于非同塔线路模型，求解各回路相应分段的单位长度自电感参数矩阵和单位长度自电容参数矩阵，对于同塔线路模型，求解各回路相应分段的单位长度自电感参数矩阵、单位长度自电容参数矩阵和单位长度耦合电感参数矩阵及单位长度耦合电容参数矩阵。

其中，对于非同塔线路模型可以不考虑其他回路对它的电磁影响，对于同塔线路模型，除了考虑各分段回路各相之间的磁场和电场耦合关系外，还需考虑该分段内，同塔的其它分段回路与此分段回路之间的磁场和电场的耦合关系。

S3）求解各回路的全线路单位长度平均自电感参数矩阵和单位长度平均自电容参数矩阵。

S4）对各回路进行归一化处理，将它们等效为长度相同的多导体传输线，归一化处理后，要求各回路边界处的解不变，并根据S2)和S3）的结果求解各回路全线路归一化后的单位长度电感参数矩阵和单位长度电容参数矩阵。

S5）将S4）得出的各回路全线路归一化后的单位长度电感参数矩阵和单位长度电容参数矩阵代入无损耗多导体传输线方程，根据传输线各输电回路的边界条件，求解同塔多回输电线路传输方程。

相对现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明通过对复杂输电线路的参数进行归一化处理，使同塔多回复杂输电线路可以利用传统多导体传输线方程来求解，从而为选择同塔多回复杂输电线路的最优相序排列提供理论支持。

附图说明

图1为本发明具体实施例两回输电线路分段同塔模型。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：本发明的一种同塔多回复杂输电线路传输方程的求解方法，包括如下步骤：