[发明专利]一种计及单相断线谐振过电压的配电网薄弱支路判断方法

说明书

本发明公开了一种计及单相断线谐振过电压的配电网薄弱支路判断方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：获取目标配电网的网络参数、运行参数及负荷参数，模拟线路发生单相断线故障场景，确定线路故障点前后参数分布，按照断线点后负荷和补偿电容配置情况；步骤2：分别计算线路的冲击电压因子和冲击电流因子；步骤3：计算线路的变压器励磁冲击电流因子；步骤4：通过计算线路单相断线谐振过电压结构脆弱度，对线路单相断线谐振过电压脆弱性进行评估，根据评估结果确定薄弱支路。本发明以配电网自身的物理特性为基础，综合考虑网络参数及断线点后的负荷及补偿电容配置情况，评估各条线路的单相断线谐振过电压脆弱性，从而找出配电网中存在的薄弱支路。

技术领域

本发明涉及一种电力系统薄弱支路判断方法，具体涉及一种计及单相断线谐振过电压的配电网薄弱支路判断方法。

背景技术

断线故障是发生在配电网线路上的一种常见故障，其可能由导线断线、断路器的非全相动作、严重不同期操作，以及熔断器的非全相熔断等原因造成。而在所有断线故障中，又以单相断线故障发生的概率最高。

断线谐振过电压主要是由于发生断线时的系统冲击电流流入空载或轻载的配电变压器，导致变压器发生磁饱和，励磁电感减小，与系统对地电容和相间电容发生匹配，产生谐振。断线故障引起的谐振过电压将导致系统中性点电位发生位移、配电变压器相序反倾及绕组电流剧增等情况发生。谐振过电压严重时将引起变压器烧毁、避雷器爆炸。在一定条件下，这种过电压甚至会波及到绕组的另一侧，扩大故障范围。鉴于断线谐振过电压引起的故障危害程度严重，有必要对其脆弱性进行评估，找出配电网中潜在的“薄弱支路”，从而为改善电网结构及运行方式提供具体方向。

现有的配电网薄弱支路判断方法多数基于复杂网络模型，利用移除策略和潮流计算等方法来找出系统中的薄弱点，从风险理论角度出发评估线路发生故障后的危害程度，很少考虑线路的对地电容和不对称故障对线路脆弱性的影响，但这种故障又恰恰是配电网中较为常见的故障形式。因此有必要从配电网拓扑结构和运行状态的角度出发，考虑电容与电感的谐振范围，研究一种更加合理的考虑单相断线谐振过电压的薄弱支路判断方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种计及单相断线谐振过电压的配电网薄弱支路判断方法，能够根据配电网的网络参数、运行参数及负荷参数，计算各条线路的单相断线谐振过电压结构脆弱度，并根据该指标确定配电网中的薄弱支路，从而为配电网的运行及改造提供依据。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种计及单相断线谐振过电压的配电网薄弱支路判断方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：获取目标配电网的网络参数、运行参数及负荷参数，模拟线路发生单相断线故障场景，确定线路故障点前后参数分布，按照断线点后负荷和补偿电容配置情况；

步骤2：分别计算线路i的冲击电压因子和冲击电流因子I_{I_imp}(i)；

步骤3：计算线路i的变压器励磁冲击电流因子I_{I_mag}(i)；

步骤4：通过计算线路单相断线谐振过电压结构脆弱度V_d(i)，对线路单相断线谐振过电压脆弱性进行评估，根据评估结果确定薄弱支路。

本发明的进一步方案是，所述步骤1)中模拟线路发生断线故障场景，是假定为线路A相发生单相断线故障。

本发明的进一步方案是，在所述步骤2中，线路i的冲击电压因子的计算公式与线路断线点后是否有负荷或补偿电容有关，分以下四种情况：

1)线路断线点后没有负荷及补偿电容，此时将冲击电压因子记为其计算公式(1)为：