[发明专利]一种基于动态相量时域法的短路电流计算方法及装置

权利要求书

1.一种基于动态相量时域法的短路电流计算方法，其特征在于，包括：

建立适用于三相交流系统短路电流计算的元件动态相量模型，包括：

建立同步电机模型，具体的为，用恒定电压源内阻抗Z_S＝R_a+jX″_d模拟同步电机，其动态相量微分方程为下式，其中，为发电机端电压，

其动态相量模型表达式为：

其中，为发电机次暂态电势，为发电机机端电压，R为电阻，L_d″为次暂态电感，为发电机电流向量，j为虚部符号，ω为工频角速度；

建立交流线路模型，其动态相量模型表达式为：

其中，为节点A电压，为节点A电流，为节点B电流，L为电抗，为线路电流，C为电容，p为微分算子；

可将线路等分为两段或多段，每段采用上述模型，由于三相对称线路的动态相量仍满足正、负、零序解耦原理，对于线路的零序电路，只需将上述参数替换为零序参数；

建立变压器模型，其动态相量模型表达式为：

其中，为t时刻的节点电压矩阵，Z为阻抗矩阵；

建立无功补偿及负荷模型，其动态相量模型表达式为：

其中，为节点1电压，为节点2电压，为节点C电压，为节点1电流，为节点2电流；

使用梯形积分方法，将所述动态相量模型转换为代数方程，获得故障节点的电导矩阵；

对所述电导矩阵进行三角分解，使用三角分解后获得的公式对发生故障的电路进行电流计算。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用梯形积分方法，将所述动态相量模型转换为代数方程，获得故障节点的电导矩阵，包括：

使用梯形积分方法，并引入阻尼系数，对动态相量模型进行整理，得到电导矩阵，形式如下，

其中，G为电导，为t+Δt时刻节点电压矩阵，I(t)为t时刻电流。

3.一种基于动态相量时域法的短路电流计算装置，包括：

模型建立单元，用于建立适用于三相交流系统短路电流计算的元件动态相量模型，包括：

建立同步电机模型，具体的为，用恒定电压源内阻抗Z_S＝R_a+jX″_d模拟同步电机，其动态相量微分方程为下式，其中，为发电机端电压，

其动态相量模型表达式为：

其中，为发电机次暂态电势，为发电机机端电压，R为电阻，L_d″为次暂态电感，为发电机电流向量；

建立交流线路模型，其动态相量模型表达式为：

其中，为节点A电压，为节点A电流，为节点B电流，L为电抗，为线路电流，C为电容；

可将线路等分为两段或多段，每段采用上述模型，由于三相对称线路的动态相量仍满足正、负、零序解耦原理，对于线路的零序电路，只需将上述参数替换为零序参数；

建立变压器模型，其动态相量模型表达式为：

其中，为t时刻的节点电压矩阵；

建立无功补偿及负荷模型，其动态相量模型表达式为：

转换单元，用于使用梯形积分方法，将所述动态相量模型转换为代数方程，获得故障节点的电导矩阵；

计算单元，用于对所述电导矩阵进行三角分解，使用三角分解后获得的公式对发生故障的电路进行电流计算。