[发明专利]短路电流扫描优化方法

说明书

本发明公开了一种短路电流扫描优化方法，该方法包括如下步骤：(1)读取网络数据，输入电力系统模型，并设置故障信息；(2)计算各个元件的阻抗修正系数,形成修正后的正序、负序、零序导纳矩阵，其中，发电机‑变压器组按照远端短路的情况进行阻抗修正；(3)分别对正序、负序、零序导纳矩阵进行因子表分解；(4)分别计算短路点的正序、负序、零序短路阻抗；(5)判断短路点是否为发电机‑变压器组的机端，如是则修正短路阻抗；(6)计算短路电流及相关参量。本发明能有效避免多次重复地求解因子表，在不修改原有导纳矩阵的前提下，精确地求解网络所有节点的短路阻抗，从而实现快速的短路电流扫描功能。

技术领域

本发明涉及电力系统的仿真，更具体地说，涉及一种短路电流扫描优化方法。

背景技术

短路电流计算是电气设备选择、电气保护整定计算的前提，是电力系统规划、设计和运行的重要基础。基于电力系统的电磁暂态模型进行短路电流计算可以得到精确的结果，但是计算速度过慢，而且计算规模受到了限制，不能满足工程需求。多年以来，许多学者一直致力于在短路电流的计算准确性和易用性之间找到一个平衡点。目前在行业内最主要的短路电流计算标准或方法主要有ANSI标准、IEC标准和运算曲线法三种。

国际电工委员会于1988年制定的IEC9090《三相交流系统短路电流计算》，在世界范围内被广泛认可，并在1996年被我国国家技术监督局指定为国家标准。2001年国际电工委员会制定了新的短路电流计算标准IEC60909，而我国于2011年通过审批令其成为新的国家标准。

根据IEC标准的规定，在发电机近端短路和远端短路两种情况下，对发电机-变压器组等效阻抗的计算方法是不同的，这导致了导纳矩阵元素的改变，使得因子表必须重新形成。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种短路电流扫描优化方法，在保证计算结果精确性的基础上，大幅度提高了短路电流扫描计算的效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种短路电流扫描优化方法，其包括如下步骤：

A、读取网络数据，输入电力系统模型，并设置故障信息；

B、根据IEC60909标准计算各个元件的阻抗修正系数,形成修正后的正负零序导纳矩阵，发电机-变压器组按照远端短路的情况进行阻抗修正；

C、分别对正、负、零序导纳矩阵进行因子表分解；

D、分别计算短路点的正、负、零序短路阻抗；

E、判断短路点是否为发电机-变压器组的机端，如是则修正短路阻抗；

F、计算短路电流及相关参量。

根据IEC60909标准的规定，在发电机近端短路和远端短路两种情况下，对发电机-变压器组等效阻抗的计算方法是不同的。这导致了导纳矩阵元素的改变，使得因子表必须重新形成。而基于发电机-变压器组网络模型特点所设计的优化算法克服了这一困难，在保证计算结果精确性的基础上，大幅度提高了短路电流扫描计算的效率。

作为本发明的一种改进，步骤A具体包括输入电力系统模型，包括网络的拓扑结构，所有机组的发电机模型以及模型的参数，故障的位置及类型。

作为本发明的一种改进，步骤B具体包括：IEC60909标准对同步电机、变压器、异步电动机、限流电抗器等元件的阻抗计算有明确的规定。其中对发电机-变压器组的阻抗修正较为复杂，不但要区分近端短路和远端短路，也要区分可有载调节型和不可有载调节型的发变组。

如果变压器高压侧发生短路故障，则此情况对于发电机-变压器组而言属于远端短路，根据变压器T属于可有载调节型或不可有载调节型，可分别采用(1)或(2)计算发电机-变压器组的阻抗修正系数。