[发明专利]基于分布式计算的配电网短路电流计算方法及系统

权利要求书

1.基于分布式计算的配电网短路电流计算方法，其特征在于包括以下部分：

1)分布式并行计算平台构建的步骤；

2)数据处理的步骤，通过平台获取并解析SCADA系统提供的数据和CIM模型的XML数据，从而确定配电网的具体参数；

3)拓扑分析的步骤，将配网的物理模型转化为计算模型；

4)短路计算的步骤：

判断故障类型并计算故障时电路参数，该故障参数包括故障时任意节点的电压和任意支路电流的故障分量；

利用前推回推法计算出正常运行状态时的电路信息；

将正常运行时的状态与故障时的电路叠加，得到故障电流及任意支路的电流和任意节点的电压，进而得出故障点短路电流；

5)短路分析的步骤，对短路电流计算的结果进行分析与应用，并将短路电流计算的结果和分析结果封装后向上提供或入库保存；

所述步骤4)中计算故障时电路参数的方法为基于故障口理论的计算方法，包括简单故障电路参数的计算步骤和多重故障电路参数的计算步骤；

所述简单故障电路参数的计算步骤为：

将各独立序网的故障口方程与边界条件联立，求出故障口的电流和电压信息，进而求出任意节点的电压和任意支路的电流，故障口的电压方程为：

Up＝Z_p·I_p(1)

其中，Up为故障口的等效电压，

Ip为从故障口看进去的注入电流，即故障电流；

Z_p为网络收缩至故障口的等效阻抗；

其中，单相接地短路的边界条件为：

I⁽¹⁾＝I⁽²⁾＝I⁽⁰⁾

U⁽¹⁾+U⁽²⁾+U⁽⁰⁾＝0 (2)

两相短路和两相短路接地的的边界条件为：

U⁽¹⁾＝U⁽²⁾＝U⁽⁰⁾

I⁽¹⁾+I⁽²⁾+I⁽⁰⁾＝0 (3)

式中，I⁽¹⁾、I⁽²⁾、I⁽⁰⁾分别是短路电流的三序分量，U⁽¹⁾、U⁽²⁾、U⁽⁰⁾是短路点的三序电压；

所述多重故障电路参数的计算步骤为：

应用双口理论写出各故障口的序网口参数方程，同时联立各故障处序分量的边界条件，求解得到各故障口的电压和电流，进而求得任意支路的电流和任意节点的电压；

各故障口的序网参数方程为：

其中，各序的电压和电流列向量分别为各故障口的三序电压、电流分量；系数矩阵Z为整个网络收缩至故障口的阻抗矩阵；

当每一类故障只计及金属性接地时，可以得出统一型式的边界条件，其中

单相接地短路与两相断线故障的边界条件为：

I⁽¹⁾＝I⁽²⁾＝I⁽⁰⁾

U⁽¹⁾+U⁽²⁾+U⁽⁰⁾＝0 (7)

两相接地短路、两相短路和单相断线的边界条件为：

U⁽¹⁾＝U⁽²⁾＝U⁽⁰⁾

I⁽¹⁾+I⁽²⁾+I⁽⁰⁾＝0 (8)。

2.根据权利要求1所述的基于分布式计算的配电网短路电流计算方法，其特征在于：所述步骤2)中配电网的具体参数包括平衡节点电压、各节点的注入功率及各支路阻抗。

3.根据权利要求1所述的基于分布式计算的配电网短路电流计算方法，其特征在于：所述步骤4)中利用前推回推法计算出正常运行状态时的电路信息的步骤包括：计算节点注入电流、回推计算各支路电流和前推求解各节点电压。