[发明专利]基于传播特性的配电网短路型电压暂降特征量计算方法

说明书

本发明公开了一种基于传播特性的配电网短路型电压暂降特征量计算方法，包括采集配电网参数，计算配电网稳态潮流，得到配电网各节点稳态电压，并计算负荷等效阻抗；根据变压器参数，形成变压器的变换矩阵，并修正节点间等效阻抗，建立电压暂降经配电线路的传播矩阵；将电源‑故障点连线视为故障馈线，其余馈线视为非故障馈线，建立故障馈线电压暂降特征方程，结合变压器与线路的传播矩阵，建立故障源至负荷端的电压暂降传播特性方程；利用电压暂降传播特性方程，计算不同故障类型下的配电网中电压暂降特征量分布。本发明能够利用配电网参数及其结构特点，分析电压暂降的分布特征，方法简单有效，易于工程应用。

技术领域

本发明实施例涉及电能质量控制与分析技术领域，尤其涉及一种基于传播特性的配电网短路型电压暂降特征量计算方法。

背景技术

随着经济发展和科技水平的提高，现代工业园区生产自动化水平越来越高，生产设备趋于集成化和密度化。一方面，基于计算机、微处理器的工业负荷的大量投入，电网设备对负荷特性的敏感性增强；另一方面，电力电子设备、变频设备的普遍使用，使城市电网结构日益复杂，从而对城市电网电能质量提出了更高的要求。电压暂降主要由系统短路故障引起，是电能质量中最受关注的问题之一，严重威胁着信息化社会供电质量。

国内外关于电压暂降在线监测、评估方法、暂降源定位识别等方面已取得大量研究成果。针对电压暂降的研究多依赖于电压暂降特征量分析，由于电压暂降的发生是随机事件，通过在线监测获取电压暂降的特征信息的方法有很大局限。其监测周期长、成本高，且监测数据易受设备、外部环境影响，数据精度无法得到保证；同时，基于监测数据的电压暂降研究属于事故后分析，不利于用户侧提前感知电压暂降并及时展开防治补偿措施。

发明内容

本发明提供一种基于传播特性的配电网短路型电压暂降特征量计算方法，基于机理分析，能够对配电网中短路故障引起的电压暂降的特征量分布进行准确计算，无需大量的监测数据且计算效率高，适用于工程实际，便于用户侧提前感知暂降特征，及时展开防治补偿措施。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种基于传播特性的配电网短路型电压暂降特征量计算方法，所述方法包括：

S10、采集配电网参数，计算配电网稳态潮流，得到配电网各节点稳态电压，并计算负荷等效阻抗；

S20、获取变压器和线路的传播矩阵：根据变压器参数，形成变压器的变换矩阵，并修正节点间等效阻抗，建立电压暂降经配电线路的传播矩阵；

S30、划分配电网，形成典型辐射状配电网中电压暂降的传播方程：将电源-故障点连线视为故障馈线，其余馈线视为非故障馈线，建立故障馈线电压暂降特征方程，结合变压器与线路的传播矩阵，建立故障源至负荷端的电压暂降传播特性方程；

S40、利用电压暂降传播特性方程，计算不同故障类型下的配电网中电压暂降特征量分布。

进一步地，所述基于传播特性的配电网短路型电压暂降特征量计算方法中，所述步骤S10包括：

S101、采集配电网参数，所述参数包括线路长度及导线型号、变压器型号和负荷功率，利用前推回代法计算故障前各节点的电压向量，即：

式中，U_i^pref表示节点i的稳态电压，n为配电网节点数；

S102、利用步骤S101采集到的负荷数据，结合计算所得的节点稳态电压，建立恒阻抗负荷模型，负荷等效阻抗计算式为：

式中，P_i和Q_i为节点i的功率，Z_loadi为节点i所接负荷的等效阻抗。