[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

说明书

本发明提供了基于分布式计算的配电网短路电流计算方法，包括构建分布式并行计算平台;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；将配网的物理模型转化为计算模型；判断故障类型并计算故障时电路参数；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；对短路计算的结果进行分析与应用；基于多端口理论，结合前推回推潮流计算来判断归纳故障类型，并进行短路电流计算，时间短，可以满足实时在线短路计算的要求。

技术领域

本发明涉及电力系统配电网短路电流计算领域，具体涉及一种基于分布式计算的配电网短路电流计算方法及系统。

背景技术

配电网短路计算是配电网系统规划、设计和运行中必须进行的工作。而目前配电网短路计算存在以下缺点：

配电网本身规模大、节点多，支路参数R/X的比值比较大，分支线较多，因此短路计算的时间较为长，不能满足实时在线短路计算的要求；

针对配电网特点的短路计算方法如相域分析法或采取专家系统计算电力系统短路故障的方法，虽然原理较为简单直观，但无法处理多重故障。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种主要基于障碍口理论，将简单故障与复杂故障统一处理，推导出适合计算机实现的型式，并采用中间件技术，将庞大的配电网分解为若干子系统派发给不同的计算机实现并行计算，基于分布式计算的配电网短路电流计算方法及系统。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

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步骤：

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，对短路计算的结果进行分析与应用，并将短路计算的结果和分析结果封装后向上提供或入库保存。

进一步，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。

进一步，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。

进一步，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：

U_p＝Z_p·I_p (1)

其中，U_p为故障口的等效电压，

I_p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：